BRPI0816163B1 - Sacarification and separation process for vegetable fibrous materials - Google Patents

Description

“PROCESSO DE SACARIFICAÇÃO E SEPARAÇÃO PARA MATERIAIS FIBROSOS VEGETAIS” Campo Técnico A presente invenção está relacionada a um método de produzir sacarídeos, a maioria dos quais é glicose, mediante a sacarificação de materiais fibrosos vegetais e separação do sacarídeo obtido.

Fundamentos da Invenção A produção de sacarídeos, a maioria dos quais é glicose e xilose, a partir de celulose e/ou hemicelulose mediante decomposição de fibras vegetais sendo biomassa, por e-xemplo, bagaço de açúcar de cana (bagaço), aparas de madeira ou semelhantes, e o uso eficiente do sacarídeo obtido como alimento ou combustível, são propostos e usados na prática. Particularmente, a arte, em que o sacarídeo obtido pela decomposição das fibras vegetais é fermentado para produzir álcool tal como etanol que serve como combustível, tem recebido atenção.

Diversos métodos para produzir sacarídeo tal como glicose mediante separar celulose e hemicelulose são convencionalmente propostos (por exemplo, literaturas patentárias 1 a 4). Exemplos de métodos gerais incluem um método de hidrolisar celulose usando ácido sulfúrico tal como ácido sulfúrico diluído ou ácido sulfúrico concentrado, ou ácido clorídrico (Literatura patentária 1, etc.), um método utilizando enzima celulase (literatura pantetária 2, etc.), como um método utilizando um catalisador sólido tal como carvão ativado ou zeólito (ligação patentária 3, etc.) e um método utilizando água pressurizada (literatura patentária 4, etc.).

Literatura Patentária 1: Pedido de Patente Japonesa Laid-open (JP-A) No. 08- 29900C

Literatura Patentária 2: JP-A No. 2006-149343 Literatura Patentária 3: JP-A No. 2006-129735 Literatura Patentária 4: JP-A No. 2002-59118 Sumário da Invenção Problema Técnico Existe no momento um problema no qual a separação do ácido do sacarídeo no método de decomposição da celulose usando ácido tal como ácido sulfúrico é difícil. Isto ocorre porque ambos a glicose que é um componente principal dos produtos decompostos e o ácido são solúveis em água. A remoção do ácido pela neutralização ou troca iônica exige grandes cuidados e custos, e também a remoção total do ácido é difícil. Desse modo, o ácido é passível de ser abandonado em um processo de fermentação do etanol. Consequentemente, ainda se o pH é ajustado ao pH apropriado para a atividade de levedura no processo de fermentação do etanol, a atividade da levedura é reduzida devido ao aumento da concentração de sal, tal que a eficiência da fermentação se reduz.

Particularmente, no caso de utilizar ácido sulfúrico concentrado, é extremamente difícil remover o ácido sulfúrico ao nível de que a levedura não seja desativada, e uma grande quantidade de energia seja exigido. Por outro lado, no caso de utilizar ácido sulfúrico diluído, é relativamente fácil remover o ácido sulfúrico; todavia, é necessário decompor a celulose sob uma condição de alta temperatura, e desse modo, energia se faz necessário.

Além disso, o ácido tal como o ácido sulfúrico ou o ácido clorídrico pode ser difícil de ser separado, coletado, e reutilizado. Desse modo, a utilização desses ácidos como um catalisador da produção de glicose é uma das causas do aumento de custos do bicetanol.

Também, no método que utiliza água comprimida aquecida, o ajuste das condições, e a produção de glicose num rendimento~estáverê difícil. Existe uma preocupação de que não apenas a decomposição da glicose ocorra para reduzir o rendimento de glicose, mas também a atividade da levedura se reduza devido aos componentes decompostos para inibir a fermentação. Adicionalmente, existe uma questão de custos uma vez que um dispositivo reativo (dispositivo supercrítico) é caro e tem baixa durabilidade.

Como um resultado das insistentes pesquisas com respeito à sacarificação da celulose, os inventores da presente invenção descobriram que um ácido conjugado em um estado pseudo-fundido tem excelente atividade catalisadora contra a hidrólise da celulose, e o ácido conjugado no estado pseudo-fundido pode ser facilmente separado do sacarídeo produzido e um pedido de patente já foi depositado como Pedido de Patente Japonesa No. 2007-115407. De acordo com o presente método, diferentemente do método convencional de ácido sulfúrico concentrado e do método de ácido sulfúrico diluído, é possível coletar e reutilizar um catalisador de hidrólise, e a eficiência energética dos processos oriundos da hidrólise da celulose seguido pela coleta de uma solução aquosa do sacarídeo relativamente à coleta de um catalisador de hidrólise pode ser melhorada.

Também, no pedido de patente acima, um método de separar o sacarídeo produzido pela hidrólise de materiais fibrosos vegetais do catalisador ácido conjugado é proposto. Especificamente, um método em que após a hidrólise, embora o ácido conjugado seja dissolvido pela adição de um solvente orgânico a uma mistura reacional, que contém o sacarídeo produzido, o catalisador ácido conjugado e resíduos, o sacarídeo é separado do solvente orgânico juntamente com resíduos como um conteúdo sólido, é revelado.

Os inventores da presente invenção adicionalmente avançaram a pesquisa com respeito à sacarificação da celulose utilizando o catalisador ácido conjugado acima, e melhoraram a eficiência da separação do sacarídeo a ser produzido a partir do catalisador ácido conjugado, e desse modo uma solução aquosa de sacarídeo de alta pureza foi obtida de forma bem sucedida. Isto é, a presente invenção foi conseguida através do desenvolvimento da pesquisa acima, e é para fornecer uma solução aquosa de sacarídeo de ata pureza me- diante aumentar a taxa de coleta do ácido conjugado acima que é o catalisador de hidrólise para a celulose.

Solução ao Problema Um método de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais da presente invenção compreende: uma etapa de hidrólise para hidrolisar a celulose contida nos materiais fibrosos vegetais usando um catalisador ácido conjugado em um estado pseudo-fundido para produzir sacarídeo, a maioria do qual é glicose; uma primeira etapa de separação para separar uma mistura contendo uma solução aquosa de sacarídeo em que pelo menos uma parcela do sacarídeo produzido pela etapa de hidrólise está dissolvida, uma~soluçã<rdo ácido conjugado em solvente orgânico na qual o catalisador ácido conjugado está dissolvido, e resíduos na forma de um teor de sólidos contendo os resíduos é um conteúdo líquido contendo a solução aquosa de sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico; e uma segunda etapa de separação para a desidratação do teor de líquido, que contém a solução aquosa de sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico e é separada na primeira etapa de separação, por um meio de desidratação capaz de absorver água através da absorção química para depositar o sacarídeo na solução aquosa de sacarídeo, e separar um teor de sólidos contendo o sacarídeo de um teor de líquido contendo o catalisador ácido conjugado e o solvente orgânico.

Os inventores da presente invenção descobriram que quando se separa ácido conjugado usado como um catalisador de hidrólise para a celulose do sacarídeo produzido pela hidrólise da celulose por catálise do ácido conjugado, a contaminação do ácido conjugado no sacarídeo obtido pela separação pode ser evitada em um modo tal que o catalisador ácido conjugado fica dissolvido em um solvente orgânico que seja um solvente pobre do sacarídeo, e pelo menos uma parcela do sacarídeo produzido é dissolvida em água para produzir o estado no qual essas soluções (solução do ácido conjugado em solvente orgânico e solução aquosa de sacarídeo) estão misturadas. De acordo com a invenção, é possível aumentar a taxa de coleta do catalisador ácido conjugado e para obter um sacarídeo de alta pureza. Isto é, de acordo com a presente invenção, a desativação da levedura pela contaminação de impurezas na fermentação do álcool pode ser evitada e a taxa de reutilização do catalisador ácido conjugado pode ser aumentada. O catalisador ácido conjugado apresenta atividade catalítica contra a reação de hidrólise da celulose ou hemicelulose por estar no estado pseudo-fundido. O estado pseudo-fundido do ácido conjugado varia pela temperatura e quantidade de água de cristalização no catalisador ácido conjugado; portanto, o ajuste da quantidade de água de cristalização em um ácido conjugado e temperatura reacional são requeridos para produzir ácido conjugado no estado pseudo-fundido. Por outro lado, água é necessária para hidrolisar celulose como sendo um polímero no qual glicoses são β-1,4-glicosidicamente ligadas ao sacarídeo tal como glicose e xilose. A partir do ponto de vista acima exposto, é preferível que uma quantidade de umidade em um sistema reacional na etapa de hidrólise seja uma quantidade total de mais de (1) água de cristalização exigida para a totalidade do catalisador ácido conjugado no sistema reacional a estar no estado pseudo-fundido sob a condição de temperatura da etapa de hidrólise, e (2) água exigida para a totalidade da celulose no sistema reacional a ser hidroli-sada a glicose.

Pelo ajuste da quantidade de umidade no sistema reacional na etapa de hidrólise como a quantidade acima, o catalisador ácido conjugado pode ser mantido no estado pseudo-fundido e a atividade catalítica pode ser mantida, mesmo se a umidade no sistema reacional reduzir devido a ser utilizada para a hidrólise da celulose. É preferível que a totalidade do açúcar produzido a partir da celulose seja dissolvido na solução de sacarídeo na primeira etapa de separação para aumentar a taxa de coleta do catalisador ácido conjugado e para obter sacarídeo possuindo pureza maior. O momento de adicionar água que dissolve o sacarídeo para produzir a solução aquosa de sacarídeo não é particularmente limitado. É preferido que pelo menos uma parcela da água que constitui a solução aquosa de sacarídeo esteja contida no sistema reacional da etapa de hidrólise, e particularmente preferível que a totalidade da água que constitui a solução aquosa de sacarídeo esteja contida no sistema reacional na etapa de hidrólise, uma vez que a eficiência de dissolução do sacarídeo a ser produzido é alta, e a propriedade de mistura dos materiais fibrosos vegetais e do catalisador ácido conjugado na etapa de hidrólise é melhorada. O meio de desidratação no qual água na solução aquosa de sacarídeo é absorvida através da absorção química e a solução aquosa é desidratada não é particularmente limitada. Por exemplo, a adição de um agente dessecante pode ser exemplificada. Como um agente dessecante específico, um gel de sílica pode ser exemplificado.

Na presente invenção, a etapa de hidrólise pode ser realizada sob condição reativa relativamente branda, a 140 °C ou menos sob pressão usual de 1 MPa, excelente eficiência energética.

Exemplos representativos do catalisador ácido conjugado incluem heteropoliácido. A partir do ponto de vista da eficiência da separação do sacarídeo do catalisador ácido conjugado, a solubilidade do sacarídeo relativamente ao solvente orgânico que dissolve o catalisador ácido conjugado é preferivelmente de 0,6 g/100 mL ou menos. Exemplos específicos do solvente orgânico incluem pelo menos um tipo selecionado de éteres e álco-ois.

No caso da utilização do agente dessecante como o meio de desidratação, o agente de dessecante e o sacarídeo podem ser separados em um modo tal que após o conteúdo sólido contendo o agente dessecante junto com o sacarídeo depositado ser separado do conteúdo líquido contendo o catalisador ácido conjugado e o solvente orgânico na segunda etapa de separação, a presente invenção adicionalmente compreende uma terceira etapa de separação de adição de água ao conteúdo sólido separado na segunda etapa de separação, e separar uma solução aquosa de sacarídeo em que o sacarídeo no conteúdo sólido é dissolvido na água do agente dessecante.

Efeitos Vantajosos da Invenção De acordo com a presente invenção, na separação do sacarídeo produzido pela hi-drólise dos materiais fibrosos vegetais e ácido conjugado sendo um catalisador da reação de hidrólise, é possível aumentar a taxa de coleta do catalisador ácido conjugado e obter sacarídeo de alta pureza. Consequentemente, a redução da atividade levedura devido à contaminação do ácido conjugado na fermentação do álcool pode ser evitada, e a taxa de reutilização do catalisador ácido conjugado pode ser aumentada. Agente dessecante Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é uma vista que mostra uma estrutura de Keggin do heteropoliácido. A Figura 2 é um gráfico que mostra a relação entre a taxa de água de cristalização de um catalisador ácido conjugado e a temperatura de derretimento aparente. A Figura 3 é um gráfico que mostra um exemplo de uma etapa de hidrólise da celulose a uma etapa de coleta do sacarídeo e heteropoliácido em um método de sacarificação e separação da presente invenção. A Figura 4 é um gráfico que mostra um método de cálculo da quantidade de água quimicamente absorvida pela sílica gel. A Figura 5 é um gráfico que mostra a relação entre a quantidade utilizada de géis de sílica A e B e o rendimento η da glicose em um experimento de referência.

Descrição das Modalidades Um método de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais da presente invenção compreende: uma etapa de hidrólise para hidrolisar a celulose contida nos materiais fibrosos vegetais usando um catalisador ácido conjugado em um estado pseudo-fundido, para produzir sacarídeo, a maioria do qual é glicose; uma primeira etapa de separação para separar uma mistura contendo uma solução aquosa de sacarídeo em que pelo menos uma parte do sacarídeo produzido na etapa de hidrólise é dissolvido, uma solução de solvente orgânico ácido conjugado em que o catalisador ácido conjugado está dissolvido, e resíduos na forma de um conteúdo sólido contendo os resíduos e um teor de líquido contendo a solução aquosa de sacarídeo e a solução sol- vente orgânico ácido conjugado; e uma segunda etapa de separação de desidratar o teor de líquido, que contém a solução aquosa de sacarídeo e a solução de solvente orgânico ácido conjugado e é separada na primeira etapa de separação, por um meio de desidratação capaz de absorver água através de absorção química para depositar o sacarídeo na solução aquosa de sacarídeo, e separar um teor de sólido contendo o sacarídeo de um conteúdo líquido contendo o catalisador ácido conjugado e o solvente orgânico.

No pedido de patente acima (Pedido de Patente Japonesa No. 2007-115407), os inventores da presente invenção descobriram que tanto o sacarídeo, a maior parte do qual é glicose, e o ácido-conjugado são solúvel em água, mas o ácido conjugado apresenta solubi-lidade*a um Sblvente orgânico, ao qual o sacarídeo é dificilmente solúvel ou insolúvel, e reportaram que o ácido conjugado e o sacarídeo podem ser separados utilizando a diferença das propriedades de solubilidade acima mencionadas. Isto é, após hidrolisar os materiais fibrosos vegetais utilizando o catalisador ácido conjugado, o solvente orgânico acima especificado é acrescentado a uma mistura hidrolisada contendo o sacarídeo como sendo um produto, o catalisador ácido conjugado, e resíduos tais como celulose não reagido (daqui em diante, ela pode ser referida como uma mistura hidrolisada), e desse modo o catalisador ácido conjugado é dissolvido no solvente orgânico. Por outro lado, o sacarídeo não é solúvel no solvente orgânico, portanto, o sacarídeo que está presente no estado sólido na mistura hidrolisada não é dissolvido no solvente orgânico, e pode ser separado da solução do ácido conjugado em solvente orgânico através de um método de separação sólido-líquido, tal como filtração.

Como um resultado de pesquisas adicionais, os inventores da presente invenção descobriram que o sacarídeo é contaminado pelo catalisador ácido conjugado no processo em que o sacarídeo produzido na etapa de hidrólise é depositado e desenvolvido como um cristal, ou quando o sacarídeo produzido na etapa de hidrólise é depositado e se agrega com outro sacarídeo depositado. - Desse modo, o sacarídeo na mistura hidrolisada é dissolvido em água, e o catalisador ácido conjugado na mistura hidrolisada é dissolvido no solvente orgânico para produzir o estado no qual a solução aquosa de sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico estão misturados. Em seguida, a mistura é desidratada com o abandono do solvente orgânico; desse modo apenas o sacarídeo é de forma bem sucedida depositado com o catalisador ácido conjugado dissolvido no solvente orgânico.

Isto é, os inventores da presente invenção descobriram que o sacarídeo pode ser altamente purificado e a taxa de coleta do catalisador ácido conjugado pode ser aumentada pela solução aquosa de sacarídeo em que pelo menos uma parcela do sacarídeo esteja dissolvida em água e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico em que o catali- sador ácido conjugado está dissolvido no solvente orgânico coexistindo para melhorar a eficiência de separação do sacarídeo e do catalisador ácido conjugado quando da separação do sacarídeo produzido pela hidrólise dos materiais fibrosos vegetais do ácido conjugado usado como o catalisador na hidrólise.

Além disso, de acordo com o método de sacarificação e de separação da presente invenção, um componente caramelo (ou ele pode ser referido como um produto disfarçado) contendo o ácido orgânico gerado pela reação, e lignina na etapa de hidrólise pode ser separada do sacarídeo; desse modo, o sacarídeo pode ser muito mais purificado e a eficiência da fermentação do álcool pode ser altamente melhorada.

No método de sacarificação e de separação da presente invenção, na primeira etapa dS" separação, se uma parcela do sacarídeo produzido na etapa de hidrólise é dissolvida na solução aquosa de sacarídeo, é possível aumentar a taxa de coleta do ácido conjugado comparada com o a do método convencional. Todavia, é preferível que a totalidade do sacarídeo produzido pela hidrólise da celulose seja dissolvida na solução aquosa de sacarídeo devido à alta eficiência de separação do catalisador ácido conjugado e do sacarídeo.

Na primeira etapa de separação em que um conteúdo líquido contendo a solução aquosa de sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico e um conteúdo sólido contendo os resíduos são separados de uma mistura contendo a solução aquosa de sacarídeo, a solução do ácido conjugado em solvente orgânico e os resíduos, se a solução aquosa de sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico estão misturadas, cada momento de adição de água na solução aquosa de sacarídeo e de um solvente orgânico na solução do ácido conjugado em solvente orgânico não está particularmente limitado. Por exemplo, eles podem ser acrescentados no sistema reacional juntamente com os materiais fibrosos vegetais e o catalisador ácido conjugado quando da etapa de hidrólise, ou quando da primeira etapa de separação. Alternativamente, eles podem ser acrescentados separadamente quando da etapa de hidrólise e a primeira etapa de separação.

Daqui em diante, o momento da adição da água e do solvente orgânico será expla-- nado durante a explanação das etapas que incluem desde a etapa de hidrólise da celulose até a primeira etapa de separação mencionada acima no método de sacarificação e de separação da presente invenção.

Primeiramente, uma etapa de hidrólise, em que a celulose contida nos materiais fibrosos vegetais é hidrolisada para produzir sacarídeo, a maior parte do qual é glicose, será explanada.

Nesse ponto, a etapa de produzir principalmente glicose a partir de celulose é explanada; todavia, os materiais fibrosos vegetais incluem hemicelulose além de celulose, e o produto inclui xilose além de glicose. Esses casos estão também abrangidos pela presente invenção.

Os materiais fibrosos vegetais não estão particularmente limitados a incluírem celulose ou hemicelulose. Os exemplos incluem biomassa celulósica tais como plantas de folhas grandes, bambus, plantas com folhas finas, kenaf, aparas de madeira de mobiliário, palha de arroz, palha de trigo, casca de arroz, bagaço e descarte de cana de açúcar. Também, os materiais fibrosos vegetais podem ser celulose ou hemicelulose separados da biomassa, ou celulose ou hemicelulose artificialmente sintetizados propriamente.

Sob o aspecto da dispersibilidade no sistema reacional, os materiais fibrosos vegetais acima mencionados são geralmente utilizados no estado em pó. Um método de transformar os materiais fibrosos vegetais no estado em pó pode ser com base em um método -geral. Sob o aspecto das propriedades de mistura com o catalisador ácido conjugado e melhoria da oportunidade reacional, é preferível tornar os materiais fibrosos em estado em pó possuindo um diâmetro desde uns poucos μ3ΐέ cerca de 200 μιτι.

Na presente invenção, o ácido conjugado usados como o catalisador na hidrólise dos materiais fibrosos vegetais é ácido no qual diversos ácidos oxo estão condensados, isto é, os assim chamados poliácidos. Muitos dos poliácidos estão em um estado de estarem oxidados ao número máximo de oxidação uma vez que vários átomos de oxigênio estão ligados a um elemento central, o qual apresenta excelente propriedade como um catalisador de oxidação, e são também conhecidos como ácidos fortes. Por exemplo, a força ácida do ácido fosfotungstênico (pKa=13,16) que é heteropoliácido é mais forte que a do ácido sulfú-rico (pKa=11,93). Isto é, por exemplo, mesmo sob condições brandas do tipo 50 °C, a celulose ou hemicelulose pode ser decomposta a monossacarídeo tais como glicose ou xilose. O ácido conjugado usado na presente invenção pode ser ou homopoliácido ou heteropoliácido. Todavia, o heteropoliácido é preferível devido a alta capacidade de oxidação e alta força ácida. O heteropolácido não está particularmente limitado, e o heteropoliácido representado pela fórmula HwAxByOz (A: heteroátomo; B: poliátomo que pode ser um esqueleto do poliácido; w; relação de átomo de hidrogênio; x: relação do heteroátomo; y: relação do poliátomo; e z: relação do átomo de oxigênio) pode ser exemplificado. Exemplos do poliátomo B incluem átomos tais como W, Mo, V e Nb, que podem formar poliácido. Exemplos do heteroátomo A incluem átomos tais como P, Si, Ge, As, e B, que podem formar o heteropoliácido. O poliátomo e o heteroátomo contidos na molécula do heteropoliácido podem ser de um tipo ou de dois tipos.

Sob o aspecto do equilíbrio entre alta força ácida e capacidade de oxidação, o ácido fototungstênico (H3[PW12O40]) e ácido silicotungstênico (H4[SiW12O40]) , sendo tungstato são preferefidos. Em seguida, o ácido fosfomolíbdico (H3[PMO12O40]) sendo um sal de mo-libdato ou semelhante pode ser adequadamente utilizado.

Aqui, a estrutura do tipo Keggin (Xn+Mi2O40) em que X=P, Si, Ge, As ou semelhante; e M=Mo, W ou semelhante) heteropoliácido (ácido fosfotúngstico) é mostrada na Figura 1. O tetraedro X04 está presente no centro do poliedro feito a partir das unidades do octaedro M06, e uma grande quantidade de água de cristalização existe em torno da sua estrutura. A estrutura do ácido conjugado não está particularmente limitada, e pode ser, por exemplo, do tipo de Dawson ou semelhante, além do tipo de Keggin apresentado acima. O catalisador ácido conjugado não está normalmente no estado cristalino, mas a água que está coordenada ao catalisador ácido conjugado na taxa de quantidade constante é substituída como o termo “água de cristalização’’, que é geralmente utilizado. Também, a água de cristalização significa de modo geral água que está contida quando o catalisador ácido conjugado se torna no estado cristalino. Todavia, uma molécula de água que se coordena ao catalisador ácido conjugado no estado pseudo-fundido no qual cada molécula do catalisador ácido conjugado é liberada, ou quando o catalisador ácido conjugado é dissolvido no solvente orgânico (nesse caso, ele não está no estado dissolvido, mas no estado co-loidal) é chamada como água de cristalização. O catalisador ácido conjugado descrito acima está no estado sólido na temperatura usual. Todavia, ele se torna no estado pseudo-fundido, quando a temperatura é elevada por aquecimento. Desse modo, a atividade do catalisador contra a reação de hidrólise da celulose ou hemicelulose se apresenta. Nesse ponto, “estado pseudo-fundido” significa um estado derretido em aparência, mas não está em um estado líquido completamente derretido, que é o estado próximo ao do colóide (sol) em que o ácido conjugado está disperso no líquido e apresenta fluidez. O estado tem alta viscosidade e alta densidade. No caso do ácido conjugado estar no estado pseudo-fundido ou não, pode ser confirmado visualmente. Alternativamente, para saber se o ácido conjugado em estado pseudo-fundido está homogêneo, isto pode ser confirmado por DSC (Varredura Calorimétrica Diferencial) ou semelhante.

Como descrito acima, o ácido conjugado apresenta alta atividade catalítica contra a reação de hidrólise da celulose ainda que em baixa temperatura devido a sua alta força ácida. Adicionalmente, uma vez que o diâmetro do ácido conjugado é de cerca de 2 nm, a propriedade de mistura com os materiais fibrosos vegetais é excelente, e a hidrólise da celulose pode ser promovida de forma eficiente. Portanto,-a hidrólise da celulose sob condições branda pode ser realizada; e desse modo a eficiência energética é alta e as preocupações ambientais são reduzidas. Além disso, diferentemente do método convencional de hidrólise da celulose utilizando ácido tal como ácido sulfúrico, o método da presente invenção que utiliza o ácido conjugado como um catalisador tem alta eficiência de separação do sacarídeo e do catalisador; e portanto, eles podem ser facilmente separados.

Além disso, uma vez que ao ácido conjugado se torna no estado sólido dependendo da temperatura, o ácido conjugado pode ser separado do sacarídeo que é o produto. Portanto, o ácido conjugado separado pode ser coletado e reutilizado. Também o catalisador ácido conjugado no estado pseudo-fundido funciona como um solvente reacional, e des- se modo, a quantidade de solvente como um solvente reacional pode ser significativamente reduzida comparada com o método convencional. Isso significa que a eficiência da separação entre o ácido conjugado e o sacarídeo que é o produto e a coleta do ácido conjugado podem ser altamente melhoradas. Isto é, a presente invenção em que o ácido conjugado é usado como o catalisador de hidrólise para a celulose pode reduzir custos e preocupações ambientais. É preferível que o catalisador ácido conjugado e os materiais fibrosos vegetais sejam preliminarmente misturados e agitados antes do aquecimento. A eficiência do contato entre o ácido conjugado e os materiais fibrosos vegetais pode ser aumentada mediante mistura do catalisador ácido conjugado e dos materiais fibrosos vegetais em algum grau antes do catalisador ácido conjugado se tornar no estado pseudo-fundido.

Como descrito acima, uma vez que o catalisador ácido conjugado se torna no estado pseudo-fundido e funciona como o solvente reacional na etapa de hidrólise, água, o solvente orgânico ou semelhante como o solvente reacional podem não ser usados na etapa de hidrólise da presente invenção dependendo da forma (tamanho, estado das fibras ou semelhante) ou os materiais fibrosos vegetais, e a relação de mistura e a relação de volume do catalisador ácido conjugado e os materiais fibrosos vegetais. O estado pseudo-fundido do ácido conjugado varia dependendo da temperatura e da quantidade da água de cristalização no catalisador ácido conjugado (ver Figura 2). Especificamente, no ácido fosfotúngstico sendo o ácido conjugado, se a quantidade da água de cristalização a ser contida aumenta, a temperatura que apresenta o estado pseudo-fundido diminui. Isto é, o catalisador ácido conjugado contendo uma grande quantidade de água de cristalização apresenta a catálise contra a reação de hidrólise da celulose em baixa temperatura que aquela do catalisador ácido conjugado contendo quantidade relativamente pequena de água de cristalização. Isso significa que o catalisador ácido conjugado pode estar no estado pseudo-fundido na desejada temperatura da reação de hidrólise mediante controlar a quantidade da água de cristalização contida no catalisador ácido conjugado no sistema reacional da etapa de hidrólise. Por exemplo, no caso de utilizar o ácido fosfotúngstico como o catalisador ácido conjugado, a temperatura da reação de hidrólise pode ser controlada na faixa de 110 °C a 40 °C, dependendo da quantidade de água de cristalização do ácido conjugado (ver Figura 2). A Figura 2 mostra a relação entre a taxa de água de cristalização de um heteropoli-ácido (ácido fosfotúngstico) sendo um típico ácido conjugado e a temperatura na qual o estado pseudo-fundido começa a se apresentar (temperatura de derretimento em aparência). O catalisador ácido conjugado está em estado de solidificação na área sob a curva e está no estado pseudo-fundido na área acima da curva. Na Figura 2, uma quantidade de umidade (taxa de água de cristalização)(%) significa um valor no qual a quantidade padrão da água de cristalização n (n=30) do ácido conjugado (ácido fosfotúngstico) é referida como 100%. A quantidade de água de cristalização pode ser especificada através de um método de decomposição térmica (medição da TG), desde que o catalisador ácido conjugado não tenha componente que seja volatilizado pela decomposição térmica mesmo que em alta temperatura do tipo 800 °C.

Nesse ponto, a quantidade padrão da água de cristalização significa a quantidade (número de moléculas) da água de cristalização contida numa molécula de ácido conjugado no cristal em estado sólido na temperatura ambiente, e varia dependendo do tipo do ácido conjugado, por exemplo, a quantidade de ácido fosfotúngstico é de cerca de 30 [H3[PW1204o] · nH20 (n=33)], a quantidade de ácido silicotungstico é de cerca de 24 [H4[SiWi204o] · H20 (n=30)). A quantidade de água de cristalização contida no catalisador ácido conjugado pode ser ajustada mediante controlar a quantidade de umidade presente no sistema reacional de hidrólise. Especificamente, se a quantidade da água de cristalização do catalisador ácido conjugado é exigida ser aumentada, ou seja, se a temperatura reacional é exigida ser reduzida, por exemplo, água pode ser acrescentada ao sistema reacional da hidrólise, tal que água seja acrescentada a uma mistura contendo materiais fibrosos vegetais e o catalisador ácido conjugado, ou a umidade relativa da atmosfera no sistema reacional é aumentada. Desse modo, o ácido conjugado incorpora água que é acrescentada como água de cristalização, e a temperatura de derretimento aparente do catalisador ácido conjugado se reduz.

Por outro lado, se a quantidade de água de cristalização do catalisador ácido conjugado é exigida ser reduzida, ou seja, se a temperatura de reação é exigida ser aumentada, por exemplo, a quantidade de água de cristalização do catalisador ácido conjugado pode ser reduzida, tal que água é evaporada por aquecimento do sistema reacional, ou um agente dessecante é acrescentado a uma mistura contendo os materiais fibrosos vegetais e o catalisador ácido conjugado. Desse modo, a temperatura de derretimento aparente do catalisador ácido conjugado aumenta.

Como descrito acima, a quantidade de água de cristalização do ácido conjugado pode ser facilmente controlada, e a temperatura da reação de hidrólise da celulose pode ser também facilmente ajustada mediante controle da quantidade da água de cristalização.

Na etapa de hidrólise, se a umidade relativa do sistema reacional é reduzida por aquecimento, é preferível manter ao desejada quantidade de água de cristalização do catalisador ácido conjugado. Especificamente, um método em que a atmosfera no sistema reacional pode ser pressurizada por vapor saturado na predeterminada temperatura de reação é utilizado, por exemplo, compreendendo produzir de antemão o estado de pressão de vapor saturado na temperatura da reação de hidrólise no recipiente de reação que é selado, reduzir a temperatura mantendo ao mesmo tempo o estado selado para condensar o vapor, e acrescentar a água condensada aos materiais fibrosos vegetais e o catalisador ácido conjugado.

Adicionalmente, se os materiais fibrosos vegetais contendo umidade são usados, é preferível considerar a quantidade de umidade contida nos materiais fibrosos vegetais como a quantidade de umidade presente no sistema reacional. Todavia, se os materiais fibrosos vegetais no estado seco são usados, não é necessário que seja considerado. A redução da temperatura de reação na etapa de hidrólise tem a vantagem de ser capaz de melhorar a eficiência energética.

Também, dependendo da temperatura da etapa de hidrólise, a seletividade da produção de glicose pela hidrólise da celulose contida no materiais fibrosos vegetais varia. No geral, uma taxa reacional aumenta quando a temperatura de reação aumenta. Por exemplo, como reportado no Pedido de Patente Japonesa No. 2007-115407, na reação de hidrólise da celulose usando ácido fosfotúngstico (temperatura de derretimento aparente é de cerca de 40 °C; ver Figura 2) possuindo a taxa da água de cristalização 160%, a taxa de reação R na faixa de 50 °C a 90 °C aumenta à medida que a temperatura é aumentada, e quase toda a celulose reage em torno de 80 °C. Por outro lado, o rendimento da glicose η apresenta tendência de aumento similarmente como a taxa de reação da celulose a 50 °C a 60 °C, mas começa a diminuir após um pico a 70 °C. Ou seja, embora a glicose seja produzida de modo altamente seletivo entre 50 a 60 °C, outras reações além da produção de glicose, por exemplo, a produção de outro sacarídeo tal como xilose e a produção do produto de decomposição se passa na faixa de 70 a 90 °C.

Portanto, a temperatura de reação de hidrólise é um elemento importante que influencia a taxa de reação de celulose e a seletividade da produção de glicose. Foi já descrito que a temperatura da reação de hidrólise é preferivelmente baixa sob o aspecto da eficiência energética, mas é preferível determinar a temperatura da reação de hidrólise em consideração da taxa de reação da celulose e a seletividade da produção de glicose. A taxa de reação R da celulose e o rendimento de glicose η podem ser calculados pela fórmula apresentada no Exemplo 1.

Na etapa de hidrólise, (n-1) moléculas de água são exigidas para decompor a celulose, em que n glicoses são polimerizadas na forma de n glicoses. Portanto, se a quantidade total de umidade da quantidade da água de cristalização requerida para o catalisador ácido conjugado estar no estado pseudo-fundido na temperatura de reação, e a umidade requerida para que toda a celulose carregada seja hidrolisada a glicose não estiver presente no sistema reacional, a água de cristalização do catalisador ácido conjugado é usada para a hidrólise da celulose, e a quantidade da água de cristalização diminui. Desse modo, o ácido conjugado se torna no estado de solidificação. Ou seja, a mistura dos materiais fibrosos vegetais e do catalisador ácido conjugado não pode ser suficientemente misturada pelo au- mento da viscosidade da mistura na medida em que a catálise do catalisador ácido conjugado contra a redução da hidrólise da celulose diminui.

Portanto, na etapa de hidrólise, é preferível ajustar a quantidade da umidade no sistema reacional como abaixo para assegurar a atividade catalítica do catalisador ácido conjugado na temperatura de reação e a atuação do catalisador ácido conjugado como o solvente reacional, isto é, para manter o estado pseudo-fundido do catalisador ácido conjugado. Ou seja, é preferível que a at de umidade no sistema reacional seja mais que a quantidade total de água de cristalização (A) requerida para todo o catalisador ácido conjugado presente no sistema reacional a estar no estado pseudo-fundido na temperatura de reação na etapa de hidrólise e (B) umidade requerida para toda a celulose presente no sistema reacional a ser hidrolisado a glicose.

Nesse ponto, (A) o água de cristalização requerido para a totalidade do catalisadoi ácido conjugado a estar no estado pseudo-fundido inclui o estado no qual a água de cristalização requerida para a totalidade do catalisador ácido conjugado estar no estado pseudo-fundido na temperatura na etapa de hidrólise está incluída numa rede cristalina no estado que uma parcela das moléculas de água está presente fora da rede cristalina.

Na etapa de hidrólise, se o catalisador ácido conjugado se torna no estado sólido e a sua atividade catalítica se reduz pela redução da umidade no sistema reacional e também pela redução da quantidade da água de cristalização no catalisador ácido conjugado, a redução da atividade catalítica do catalisador ácido conjugado pode ser evitada mediante aumentar a temperatura de hidrólise para fazer o catalisador ácido conjugado estar em um estado pseudo-fundido.

Uma parcela da mistura na solução aquosa de sacarídeo que é produzida pela dissolução do sacarídeo produzido na etapa de hidrólise pode ser acrescentada quando da etapa de hidrólise. Quando da etapa de hidrólise, pela adição de água, o sacarídeo produzido pela hidrólise da celulose é dissolvido antes do sacarídeo ser depositado e o seu cristal é crescido ou agregado, portanto, a contaminação do catalisador ácido conjugado no sacarídeo pode ser eficazmente impedida. Isto é, o sistema reacional na etapa de hidrólise contém (C) a mistura requerida para dissolução de pelo menos uma parcela do sacarídeo a ser produzido, adicionalmente à quantidade total de (A) a água de cristalização requerida para o catalisador ácido conjugado estar no estado pseudo-fundido, e (B) a umidade requerida para a celulose ser hidrolisada a glicose, por meio do que, um sacarídeo mais purificado pode ser produzido e a taxa de coleta do catalisador ácido conjugado pode ser aumentada (ver Figura 3). Também, na etapa de hidrólise, existe uma vantagem de que a performance de agitação do catalisador ácido conjugado e dos materiais fibrosos vegetais se torna alta pela adição de (C) água em que pelo menos uma parcela do sacarídeo a ser produzido é solúvel. Pelo aspecto apresentado acima, é preferível acrescentar toda a umidade na solução aquosa de sacarídeo ao sistema reacional quando da etapa de hidrólise. Particularmente, é preferível acrescentar mistura que possa dissolver a totalidade do sacarídeo produzido pela hidrólise dos materiais fibrosos vegetais quando da etapa de hidrólise.

Por outro lado, uma vez que a eficiência de contato entre os materiais fibrosos vegetais e o catalisador ácido conjugado reduz a quantidade de (S) água acrescentada, é preferível elevar a temperatura reacional para aumentar a reatividade. Desse modo, a eficiência energética pode reduzir.

Portanto, é preferível que a quantidade de água para dissolver o sacarídeo seja a quantidade que possa dissolver a quantidade de dissolução saturada do sacarídeo produzido pela to dos materiais fibrosos vegetais para produzir uma solução aquosa saturada (daqui em diante, ela pode ser referida como a quantidade de água para a dissolução Tatu rada* da glicose). A adição de excessiva umidade tem desvantagens da redução na eficiência da separação na etapa de separação seguinte e a redução na concentração da solução aquosa de sacarídeo a ser obtida, além da redução na eficiência energética na etapa de hidrólise. Sob o aspecto acima, é preferível que a quantidade de água para a solução aquosa de sacarídeo seja a quantidade de água para a dissolução saturada de glicose independentemente do momento de adição da água. A quantidade de água que pode dissolver a totalidade do sacarídeo produzida a partir de materiais fibrosos vegetais pode ser calculada pela solubilidade do sacarídeo tal como glicose ou xilose a ser produzida relativamente a água. Todavia, como descrito acima, a quantidade de água varia dependendo da temperatura reacional e do tempo na etapa de hidrólise, portanto, é necessário que a temperatura e o tempo sejam ajustados para fazer a condição ser aproximadamente a mesma em cada uma das bateladas de produção. Desse modo, a quantidade otimizada de água a ser acrescentada pode ser sempre mantida. A condição da temperatura na etapa de hidrólise pode ser por consequência determinada em consideração aos diversos elementos (por exemplo, seletividade da reação, eficiência energética, uma taxa reacional da celulose ou semelhante) como descrito acima. A partir do aspecto do equilíbrio da eficiência energética, a taxa de reação da celulose e de produção de glicose, a temperatura é preferivelmente de 140 °C ou menos, mais preferivelmente de 120 °C ou menos. Dependendo da forma dos materiais fibrosos vegetais, mesmo temperatura baixa tal como 100 °C ou menos podem ser incluídas na condição da temperatura da presente invenção. Nesse caso, a glicose pode ser produzida através de eficiência energética particularmente alta. A pressão na etapa de hidrólise não é particularmente limitada. A hidrólise da celulose pode ser promovida eficientemente sob a condição de pressão branda, a partir de pressão normal (pressão atmosférica) a 1 MPa, desde que a atividade catalítica do catalisador ácido conjugado contra a reação de hidrólise da celulose seja alta. A relação dos materiais fibrosos vegetais e o catalisador ácido conjugado varia a partir das propriedades (por exemplo, tamanho ou semelhante) do materiais fibrosos vegetais a ser utilizado, e de um método de agitação ou de mistura na etapa de hidrólise. Portanto, a relação pode ser por consequência determinado dependendo das condições de realização. A relação está preferivelmente na faixa que a relação em peso (o peso do catalisador ácido conjugado:o peso do materiais fibrosos vegetais) é de 1:1 a 4:1, e pode ser geralmen-te em torno de 1:1.

Uma vez que a mistura contendo o catalisador ácido conjugado e os materiais fibrosos vegetais na etapa de hidrólise possui alta viscosidade, como o método de agitação da mistura, por exemplo, uma moagem a bolas a quente ou semelhante é usada de modo proveitoso. Todavia, um agitador de uso geral pode ser usado. O tempo da etapa de hidrólise não é particularmente limitado, e ele pode ser ajustado por consequência dependendo da forma dos materiais fibrosos vegetais a serem usados, da relação dos materiais fibrosos vegetais e do catalisador ácido conjugado, capacidade catalítica do catalisador ácido conjugado, a temperatura reacional e a pressão de reação.

Após a hidrólise, se a temperatura do sistema reacional é rebaixada, na mistura hi-drolisada contendo os resíduos (celulose não reagida ou semelhante) e o catalisador ácido conjugado, o sacarídeo produzido na etapa de hidrólise é contido como a solução aquosa de sacarídeo no caso em que a água que dissolve o sacarídeo está presente, ou contida no estado sólido mediante ser depositada no caso em que nenhuma água que dissolve o sacarídeo está presente. Uma parcela do sacarídeo produzido pode estar contida na solução de sacarídeo, e o restante do sacarídeo pode estar contido na mistura acima no estado sólido. O catalisador ácido conjugado tem também solubilidade em água, tal que o catalisador ácido conjugado fica também dissolvido na água dependendo do teor de água da mistura após a etapa de hidrólise.

Em seguida a etapa de separação de separar o sacarídeo (principalmente glicose) produzido na etapa de hidrólise proveniente do catalisador ácido conjugado será explanado. A etapa de separação compreende pelo menos duas etapas: (1) uma primeira etapa de separação para separar um conteúdo sólido contendo resíduos de um conteúdo líquido contendo uma solução aquosa sacarídeo e uma solução do ácido conjugado em solvente orgânico, e (2) uma segunda etapa de separação para separar o conteúdo sólido contendo o sacarídeo da solução do ácido conjugado em solvente orgânico no conteúdo líquido separado na primeira etapa de separação. Daqui em diante, cada etapa de separação será descrita em ordem. A primeira etapa de separação (1) é uma etapa de separar uma mistura contendo uma solução aquosa sacarídeo em que pelo menos uma parcela do sacarídeo produzido na etapa de hidrólise é dissolvida, uma solução do ácido conjugado em solvente orgânico em que o catalisador ácido conjugado é dissolvido, e resíduos em um conteúdo sólido contendo os resíduos e um conteúdo líquido contendo a solução aquosa sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico.

Como descrito acima, se o sacarídeo no estado sólido está contaminado pelo catalisador ácido conjugado, e o sacarídeo com o catalisador ácido conjugado contaminado é separado do catalisador ácido conjugado, a pureza do sacarídeo a ser obtido diminui e a taxa de coleta do catalisador ácido conjugado se reduz.

Desse modo, pela mistura da solução aquosa sacarídeo em que pelo menos uma parcela do sacarídeo produzido, preferivelmente a totalidade do sacarídeo produzido, está dissolvida em água, e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico em que o catalisador ácido conjugado está dissolvida no solvente orgânico, a contaminação do catalisador ácido conjugado no sacarídeo (solução aquosa sacarídeo) é prevenida, e a eficiência da separação do catalisador ácido conjugado do sacarídeo pode ser melhorada.

Na primeira etapa de separação, o solvente orgânico no qual o catalisador ácido conjugado está dissolvido não está particularmente limitado contanto que possua propriedade de solubilidade em que o solvente orgânico seja um bom solvente para o catalisador ácido conjugado, mas que seja um solvente fraco para o sacarídeo. A solubilidade do sacarídeo relativamente ao solvente orgânico é preferivelmente de 0,6 g/100 mL ou menos, mais preferivelmente de 0,06 g/100 mL ou menos, para depositar eficientemente o sacarídeo. Nesse caso, a solução do catalisador ácido conjugado relativamente ao solvente orgânico é preferivelmente de 20 g/100 mL ou mais, mais preferivelmente de 40 g/100 mL ou mais, para depositar eficientemente apenas o sacarídeo.

Exemplos específicos do solvente orgânico incluem álcoois tais como etanol, metanol e n-propanol, e éteres tais como éter dietílico e éter diisopropílico. Álcoois e éteres são adequadamente utilizados. Em particular, etanol e éter dietílico são adequados. Uma vez que o éter dietílico não dissolve sacarídeo tal como a glicose ou semelhante e possui alta solubilidade do ácido conjugado, ele é um dos solventes adequados usados na separação do sacarídeo do catalisador ácido conjugado. Por outro lado, uma-vez que o etanol dissolve fracamente sacarídeo tal como glicose ou semelhante e tem alta solubilidade do catalisador ácido conjugado, ele é também um dos solventes adequados. Éter dietílico tem a vantagem na destilação comparado com o etanol. Etanol é mais facilmente obtido que o éter dietílico, e tem a vantagem de que a solubilidade do catalisador ácido conjugado é extremamente alta. A quantidade usada do solvente orgânico varia dependendo das propriedades de solubilidade do solvente orgânico relativamente ao sacarídeo e o catalisador ácido conjugado, e da quantidade de umidade contida na mistura hidrolisada. Portanto, uma quantidade adequada pode ser consequentemente determinada tal que o ácido conjugado pode ser eficientemente coletado.

Na etapa de separação, como descrito acima, pelo menos uma parcela do sacarí-deo produzido pode estar dissolvido na solução aquosa sacarídeo. É preferido que a totalidade do sacarídeo produzido esteja ali dissolvido. Isto é, é preferível que a quantidade de água que pode dissolver a totalidade do sacarídeo produzido pela celulose contida nos materiais fibrosos vegetais esteja contida na solução aquosa sacarídeo.

Adicionalmente, o momento da adição da umidade que dissolve o sacarídeo na primeira etapa de separação não está limitado. Como descrito acima, uma parcela da totalidade da umidade pode ser acrescentado na etapa de hidrólise, ou uma complementação ou a totalidade da umidade pode ser acrescentada na primeira etapa de separação.

No geral, a temperatura na etapa de separação está preferivelmente na faixa da temperatura ambiente até 60 °C, dependendo do pontocle ebuílÇão do solvente orgânico ou semelhante. Também, na etapa de separação, é preferível que a solução aquosa sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico sejam suficientemente agitadas e misturadas. O método específico de agitação não está particularmente limitado, e um método geral pode ser usado. Sob o aspecto da eficiência de coleta do ácido conjugado, o método de agitação que pode triturar o conteúdo sólido tal como moagem a bolas, é adequado.

Na primeira etapa de separação, o conteúdo líquido contendo a solução do ácido conjugado em solvente orgânico na qual o catalisador ácido conjugado está dissolvido pelo solvente orgânico e a solução aquosa sacarídeo em que o sacarídeo está dissolvido por água é separado do conteúdo sólido contendo resíduos ou semelhante dos materiais fibrosos vegetais. O método específico de separação não está preferivelmente limitado, e um método geral de separação sólido-líquido tal como filtração ou decantação pode ser empregado. O catalisador ácido conjugado tem uma solubilidade em água, tal que uma parcela do catalisador ácido conjugado pode ser dissolvida na solução aquosa sacarídeo.

No caso em que uma parcela do sacarídeo produzido na etapa de hidrólise não esteja dissolvida e separada juntamente com os resíduos como o conteúdo sólido, o conteúdo sólido dos resíduos ou semelhantes pode ser ainda separado da solução aquosa sacarídeo mediante adicionar água ao conteúdo sólido utilizando a solução em água do sacarídeo e a insolubilidade em água dos resíduos.

Na segunda etapa de separação, água é seletivamente removida do conteúdo líquido, que contém a solução aquosa de sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico separada na primeira etapa de separação, através de um meio de desidratação capaz de absorver água através da absorção química para depositar o sacarídeo, em seguida o sacarídeo é separado do solução do ácido conjugado em solvente orgânico em que o catalisador ácido conjugado está dissolvido. O sacarídeo não está dissolvido devido a possuir solução extremamente baixa relativamente ao solvente da solução do ácido conjugado em solvente orgânico, e se o conteúdo líquido é desidratado, o sacarídeo é deposita- do. No caso em que o catalisador ácido conjugado está dissolvido na solução aquosa de sacarídeo pode se dissolver no solvente orgânico. Portanto, se o conteúdo líquido é desidratado, o catalisador ácido conjugado pode ser dissolvido na solução do ácido conjugado em solvente orgânico e coletado.

Nesse ponto, os meios de desidratação capazes de absorver água através da absorção química não está particularmente limitado contanto que os meios possam seletiva-mente absorver água através da absorção química e remover a água. Por exemplo, um método que possa contatar uma resina de troca iônica, particularmente uma resina de troca aniônica, com o conteúdo líquido contendo a solução aquosa de sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico pode ser usada, além de um método de adicionar o agente dessecante tal como sílica gel ou clorêfó de Cãtcio anidro. Sob os aspectos da quantidade de água quimicamente adsorvida, a desidratação é preferivelmente realizada mediante adicionar o agente dessecante. Êm particular, a sílica gel é preferivelmente usada como o agente dessecante. A quantidade adicionada do agente dessecante pode ser consequentemente determinado contanto que ele possa remover a totalidade da umidade contida no conteúdo líquido, uma vez que a quantidade adicionada do agente dessecante varia dependendo da capacidade de desidratação do agente dessecante devido à absorção química. Por exemplo, se a sílica gel é usada como o agente dessecante, a quantidade de água quimicamente adsorvida pela sílica gel pode ser calculada como apresentado adiante.

Isto é, a sílica gel na qual o peso no estado anidro é preliminarmente medido é deixado no vapor d’água saturado na temperatura ambiente. Em seguida, a pressão é reduzida para cerca de 0,1 torr por meio de uma bomba de vácuo sob a condição de que a temperatura seja mantida, e a sílica gel é deixada ali. Nesse estágio, é considerado que a sílica gel está no estado em que os poros são preenchidos com água destilada mediante ser deixada em vapor d’água saturado, e em seguida a água poliadsorvida que possui condensação ca-pilarizada por redução de pressão é removida, e desse modo o estado da sílica gel é alterado tal que apenas a água quimicamente absorvida seja absorvida. A sílica gel é deixada em vapor d’água saturado até que os poros da sílica gel estejam suficientemente preenchidos com água destilada, e a sílica gel é deixada sob pressão reduzida até que a água fisicamente adsorvida da sílica gel seja removida.

Saber se os poros de sílica gel estão cheios com a água destilada ou não, e se a água poliadsorvida da sílica gel está removida ou não, pode ser considerado pela medição do peso de sílica gel. Isto é, pode ser considerado que os poros de sílica gel estão cheios com água destilada se o aumento no peso devido a água parar e o peso estabilizar após a sílica gel ser deixada em vapor d’água saturado. Pode ser considerado que a água poliadsorvida da sílica gel está removida se a radical no peso parar e o peso estabilizar após a sílica gel ser deixada sob a condição de pressão reduzida. Como uma norma a grosso modo, se a relação de alteração do peso é menor que 1%, é considerado que o estado seco e úmido da sílica gel está estabilizado. É considerado que a diferença entre o peso estabilizado da sílica gel em que a água poliadsorvida é removida e o peso seco acima é a quantidade de água quimioadsorvida pela sílica gel.

Por exemplo, se a sílica gel deixada no vapor d’água saturado é deixada sob pressão reduzida, o peso da sílica gel é reduzido e a quantidade de água absorvida (H20-g/Si02-g) [(peso sílica gel hidrosa) - (peso seco de sílica gel) / (peso seco de sílica gel)] se reduz e estabiliza como uma linha assintótica como mostrado na Figura 4. A quantidade para estabilizar a água absorvida pode ser considerada comaa quantidade da água quimioadsorvida. A quantidade acrescentada cfo agente dessecante não é particularmente limitada se a solução aquosa de sacarídeo pode ser desidratada para depositar o sacarídeo como descrito acima. No caso da sílica gel, é preferível utilizar mais que a quantidade capaz de absorver 1,5 vezes a umidade a ser removida através da absorção química.

No caso de utilizar sílica gel como o agente dessecante e etanol como o solvente orgânico, se excessiva quantidade de sílica gel é acrescentada, o catalisador ácido conjugado não pode ser absorvida pela sílica gel uma vez que a solubilidade do catalisador ácido conjugado relativamente ao etanol é alta. Todavia, dependendo da combinação do agente dessecante e do solvente orgânico, o catalisador ácido conjugado dissolvido no solvente orgânico pode ser absorvido pelo agente dessecante mediante acrescentar excessiva quantidade do agente dessecante. Portanto, existem casos em que a excessiva quantidade do agente dessecante não deve ser usada sob o aspecto da taxa de coleta do catalisador ácido conjugado e da pureza do sacarídeo.

Os inventores da presente invenção descobriram que o volume de poro da sílica gel influencia a taxa de coleta de glicose (a relação da quantidade de glicose coletada relativamente à quantidade de glicose realmente produzida) (ver a Figura 5 e experimento de referência). Isto é, os inventores descobriram que a quantidade de água quimioadsorvida por unidade de peso é equivalente, mas a4axa de coleta de glicose da sílica gel que possui um volume maior de poro é maior comparado com a sílica gel que possui volume de poro menor. Isso sugere que o depósito de glicose por desidratação utilizando o agente dessecante que possui uma estrutura porosa tal como a sílica gel requer não apenas a quantidade de água quimioadsorvida pelo agente dessecante, mas também volume para depositar glicose sobre a superfície do agente dessecante. O sacarídeo depositado pela remoção da umidade através de um meio de desidratação pode ser separada da solução do ácido conjugado em solvente orgânico através de um método geral de separação sólido-líquido, tal como decantação ou filtração. O conteúdo de sólidos contendo o sacarídeo separado pode ser obtido como a solução aquosa de saca- rídeo por lavagem utilizando água. Especificamente, no caso de desidratação utilizando o agente dessecante, o conteúdo de sólido contendo o agente dessecante e o sacarídeo podem ser separados através de um método geral tal como decantação ou filtração, água é acrescentada ao teor de sólido separado para lavagem, e o sacarídeo é coletado pela separação da solução aquosa de sacarídeo do teor de sólidos contendo o agente dessecante (a terceira etapa de separação).

Por outro lado, a solução aquosa de sacarídeo contendo o catalisador ácido conjugado pode ser separada na forma do catalisador ácido conjugado e o solvente orgânico por meio de um método geral de separação tal como destilação. Como descrito acima, o catalisador ácido conjugado pode ser separado dos produtos, resíduos ou semelhantes após ser usado como o catalisador dê hidróltSe para celulose, e pode ser coletado. Além disso, o catalisador ácido conjugado pode ser usado novamente como o catalisador de hidrólise para os materiais fibrosos vegetais contendo celulose.

De acordo com a presente invenção, a contaminação do catalisador ácido conjugado no sacarídeo produzido pela celulose hidrolisada e coletada é evitada e sacarídeo de alta pureza pode ser obtido. Especificamente, a quantidade de catalisador ácido conjugado que contamina no sacarídeo pode ser menor que 1%, adicionalmente menor que 0,1%, do catalisador ácido conjugado utilizado como o catalisador de hidrólise. Além disso, de acordo com a presente invenção, a contaminação do subproduto tipo um componente caramelo tal como ácido orgânico, além da lignina, na etapa de hidrólise no sacarídeo pode ser evitada. É sabido que se o catalisador ácido conjugado do subproduto contamina no sacarídeo, a ação de fermentação da levedura é inibida quando da fermentação do álcool do sacarídeo. Todavia, a eficiência da fermentação do álcool pode ser melhorada utilizando o sacarídeo obtido pela sacarificação e separação apresentada na presente invenção.

Além disso, a melhora da taxa de coleta do catalisador ácido conjugado pode ser conseguida mediante prevenir a contaminação do catalisador ácido conjugado no sacarídeo. Desse modo, é possível aumentar a taxa de reutilização do catalisador ácido conjugado e adicionalmente realizar de forma eficiente a sacarificação e separação dos materiais fibrosos vegetais.

Exemplos Daqui em diante, a quantidade de D-(+)-glicose e D-(+)-xilose é determinado por um método de detecção com pós-marcação fluorescente de cromatografia líquida de alta performance (HPLC). Também, o ácido conjugado é identificado e a sua quantidade é determinada por ICP (Plasma Indutivamente Acoplado).

Exemplo 1 Água destilada foi preliminarmente carregada em recipiente selado, e a sua temperatura foi elevada até uma temperatura predeterminada (70 °C) para fazer o conteúdo do recipiente ficar em um estado de pressão de vapor saturado, e em seguida vapor d’água anexou na superfície interna do recipiente.

Em seguida, 1 kg de ácido fosfotúngstico em que a quantidade de água de cristalização foi antecipadamente medida e 0,5 kg (peso seco) de celulose foram misturados e carregados no recipiente selado. Além disso, água destilada (55,6 g), que foi a diferença (exceto a mistura acima da pressão de vapor saturado a 70 °C) da quantidade total de mistura (156 g) requerida para o ácido fosfotúngstico estar num estado pseudo-fundido na tem de reação de 60 °C e umidade (55,6 g) requerida para a celulose ser glicose por hidrólise, e água (55,6 g) que dissolve a glicose produzida por ação da totalidade de 0,5 kg de celulose se torna glicose como a quantidade de dissolução saturada, foram acrescentados.

Em seguídã, o coTíteúdo do recipiente selado foi aquecido, o ácido fosfotúngstico se tornou em estado pseudo-fundido em torno de 50 °C, e o estado no qual a mistura no recipiente foi capaz de ser agitado se constituiu em torno de 60 °C. Ele foi adicionalmente aquecido a 70 °C e mantido em agitação por 1,5 hora.

Em seguida, o aquecimento foi interrompido, e foi resfriado para cerca de 40 °C. Em seguida, 6L de etanol foi acrescentado e agitado por 60 minutos. Em seguida, o ácido fosfotúngstico e sacarídeo foram completamente dissolvidos. Resíduos (fibras: celuloses não reativos) foram precipitados.

Em seguida, o precipitado foi filtrado, e a sílica gel foi acrescentada ao filtrado obtido e agitado por 30 minutos. A quantidade acrescentada de sílica gel foi a quantidade capaz de absorver 1,5 vez de água (55,6 g de água para a dissolução saturada da glicose) para dissolver a glicose através da absorção química. A quantidade da água quimioadsorvida pela sílica gel foi referida como um valor calculado pelo método seguinte. A sílica gel em que o peso seco foi preliminarmente medido foi deixada no vapor d’água saturado na temperatura ambiente por 1 hora. Em seguida, a pressão foi reduzida para cerca de 0,1 torr por meio de uma bomba de vácuo e a sílica gel foi ali deixada. A redução no peso da sílica gel foi completado por aproximadamente 6 horas (ver Figura 4). A sílica gel foi removida e o seu peso (peso estável) foi medido, e a diferença entre o peso estável e o peso seco [(peso estável) - (peso seco)] foi dividido pelo peso seco da sílica gel, em seguida o valor resultante foi referido como uma quantidade da água quimioadsorvida por unidade de peso pela sílica gel.

Em seguida, o conteúdo de sólidos contendo a sílica gel e o sacarídeo depositados devido à desidratação da sílica gel foi separado do conteúdo líquido contendo o ácido fosfotúngstico e etanol por filtração. O conteúdo sólido obtido foi lavado por 1000% vol. de água, e posteriormente filtrado. Em seguida, a solução aquosa de sacarídeo foi separada da sílica gel.

Separadamente, a solução de etanol foi destilada e o etanol e o ácido fosfotúngsti- co foram separados.

Os itens a seguir foram medidos para o Exemplo 1. Os resultados são apresentados na Tabela 1.

Os itens apresentados a seguir foram calculados através das fórmulas seguintes. Também, a quantidade residual do ácido fosfotúngstico na solução aquosa de sacarídeo foi calculada através da medição da quantidade de fósforo e tungstênio na solução aquosa de sacarídeo através de medição ICP (n=4) como um valor médio. • Taxa de Reação de celulose R (%): a relação da celulose efetivamente hidrolisada relativamente à quantidade carregada de celulose. • Rendimento de Glicose η (%): a relação de glicose efetivamente coletada relativamente à quantíclade da produção teórica de glicose que é produzida quando toda a celulose carregada se torna glicose. • Relação de ácido fosfotúngstico residual r (%) em uma solução aquosa de sacarídeo: a relação de ácido fosfotúngstico restante na solução aquosa de sacarídeo relativamente à quantidade de ácido fosfotúngstico carregada. • Taxa de coleta de glicose C (%): a relação de glicose efetivamente coletada relatk. vamente à produção teórica de glicose que é produzida quando a totalidade da celulose efetivamente hidrolisada se torna glicose. Fórmula Matemática 1 Taxa de reação QCt: Quantidade de celulose carregada QCr: Quantidade de celulose não reagida Rendimento QGt: Quantidade teórica de glicose produzida pela hidrólise de toda a glicose carregada QG: Quantidade de glicose efetivamente coletada Relação residual QPt: Quantidade de ácido fosfotúngstico carregada QP: Quantidade de ácido fosfotúngstico na solução aquosa de açúcar Taxa de coleta QGr: Quantidade teórica de glicose produzida pela hidrólise de toda a celulose [(QGt) - (QCr)] efetivamente hidrolisada QG: Quantidade de glicose efetivamente coletada Tabela 1 Exemplo 2 Uma solução aquosa de sacarídeo foi obtido mediante hidrólise da celulose similarmente como no Exemplo 1 exceto que a quantidade acrescentada de sílica gel foi alterada para a quantidade capaz de absorver 1,5 vez água (55,6 g) para dissolver a glicose através da absorção física e a absorção química. A quantidade de água fisioadsorvida e quimio-adsorvida pela sílica gel foi calculada pelo método apresentado adiante. A taxa de reação R, rendimento de glicose η, relação residual r do ácido fosfotúngstico e taxa de coleta de glicose C no Exemplo 2 são mostrados na Tabela 1.

Quantidade de água quimioadsorvida e fisioadsorvida pela sílica gel A sílica gel me que o peso seco foi preliminarmente medido foi deixado em vapor d’água saturado na temperatura ambiente por 1 hora. Em seguida, o peso (peso da água absorvida) foi medido e a diferença entre o peso de água absorvida e o peso seco [(peso de absorção de água) - (peso seco)] foi dividido pelo peso seco da sílica gel, e o valor resultante foi referido como a quantidade de água quimioadsorvida e fisioadsorvida por unidade de peso pela sílica gel.

Exemplo Comparativo 1 Agua destilada foi antecipadamente carregada em um recipiente selado, e a sua temperatura foi elevada até uma predeterminada temperatura de reação (60 °C) para fazer o interior do recipiente estar em um estado de pressão de vapor saturado, em seguida o vapor se fixou na superfície interna do recipiente.

Em seguida, 1 kg de ácido fosfotúngstico em que a quantidade de água de cristalização foi antecipadamente medida, e 0,5 kg (peso seco) de celulose foram misturados e carregados no recipiente selado. Em seguida, água destilada (55,6 g) que era um complemento (além da umidade da pressão de vapor saturado a 70 °C acima) da quantidade total de umidade (158 g) exigida para o ácido fosfotúngstico estar no estado pseudo-fundido na temperatura de reação de 60 °C, foi acrescentada.

Em seguida, quando o interior do recipiente selado foi aquecido, o ácido fosfotúngs-tico se tornou em estado pseudo-fundido em torno de 40 °C, e o estado no qual a mistura no recipiente ficou capaz de ser agitada foi produzido em torno de 50 °C. Ela foi adicionalmente aquecida a 60 °C e mantida em agitação por 1,5 hora a 60 °C.

Em seguida, o aquecimento foi interrompido, e foi resfriado para cerca de 40 °C. Em seguida, 6L de etanol foi acrescentado e agitado por 60 minutos para dissolver o ácido fosfotúngstico no etanol. Em seguida o sacarídeo precipitou juntamente com as fibras (celulose não reagida).

Em seguida, o precipitado foi filtrado e 1 L de água destilada foi acrescentada ao precipitado separado e agitado por 15 minutos, em seguida o sacarídeo dissolveu. Ele foi adicionalmente filtrado para separar a solução aquosa de sacarídeo das fibras.

Separadamente, a solução de etanol que foi coletada como o filtrado foi destilada, e o etanol e o ácido fosfotúngstico foram separados. A taxa de reação R, rendimento de glicose η, relação residual r de acido fosfotúngstico e taxa de coleta de glicose C no Exemplo Comparativo 1 são mostrados na Tabela 1.

Exemplo Comparativo 2 Uma solução aquosa de sacarídeo foi obtida pela hidrólise da celulose de modo similar como no exemplo 1, exceto que após a etapa de hidrólise da celulose, o conteúdo sólido obtido após a reação (o sacarídeo produzido, o acido fosfotúngstico e resíduos tais como a celulose não reagida) que foi resfriado em torno de 40 °C foi triturado por meio de um moinho triturador, em seguida 6L de etanol foi acrescentado ao produto triturado para realizar a etapa de separação. A taxa de reação R, rendimento de glicose η, relação residual r de acido fosfotúngstico e taxa de coleta de glicose C no Exemplo Comparativo 2 são mostrados na Tabela 1.

Resultados Como mostrado na tabela 1, 8,3% do acido fosfotúngstico (ácido conjugado) permaneceu na solução aquosa de sacarídeo obtida no Exemplo Comparativo 1, e 4,2% do acido fosfotúngstico (ácido conjugado) permaneceu na solução aquosa de sacarídeo obtida no Exemplo Comparativo 2.

Por outro lado, nos Exemplos 1 e 2, em que a sacarificação e a separação da celulose foi realizada através do método de sacarificação e separação da presente invenção, a relação residual r na solução aquosa de sacarídeo do acido fosfotúngstico foi de 0,05% no Exemplo 1, e foi 0,04% no Exemplo 2. Desse modo, nos Exemplos 1 e 2, a resistência residual r foi capaz e ser amplamente reduzida comparada com aquela dos Exemplos comparativos 1 e 2. Isto é, de acordo com o método de sacarificação e de separação da presente invenção, pode ser sabido que é possível produzir uma solução aquosa de sacarídeo de alta pureza e aumentar a taxa de reutilização do catalisador ácido conjugado através de um grande aumento na taxa de coleta do catalisador ácido conjugado.

Além disso, embora as soluções aquosas sacarídeo obtidas nos exemplos comparativos 1 e 2 estivessem ligeiramente escurecidas, as soluções aquosas de sacarídeo obtidas nos Exemplos 1 e 2 eram altamente transparentes. É considerado que isto é devido ao subproduto na etapa de hidrólise, por exemplo, dissolução de um componente caramelo contendo o ácido orgânico gerado no transcurso da reação, e lignina que estivessem dissolvidos na solução de etanol do acido fosfotúngstico nos Exemplos 1 e 2.

No exemplo comparativo 2, a solubilidade do acido fosfotúngstico relativamente ao etanol foi capaz de ser aumentada mediante aumento da oportunidade de contato entre o acido fosfotúngstico, que estava contaminado no sacarídeo no estado sólido produzido e depositado na etapa de hidrólise, e etanol através do tratamento de trituração. Desse modo, a relação residual r do acido fosfotúngstico foi capaz de ser reduzida a cerca da metade daquela do Exemplo Comparativo 1.

Também, na comparação do Exemplo 1 e Exemplo 2, não existe muita diferença entre os valores da relação residual r do acido fosfotúngstico. Todavia, embora o rendimento de glicose η fosse de 59% e a taxa de coleta C fosse de 98,6% no Exemplo 1, o rendimento de glicose η foi de 45% e a taxa de coleta C foi de 67,5% no Exemplo 2, isto é, ambos os rendimentos η e taxa de coleta C reduziram no Exemplo 2. Isto é avaliado pelo fato de que a quantidade acrescentada de sílica gel que está sendo um agente de desidratação foi calculada incluindo a quantidade de água fisioadsorvida pela sílica gel no Exemplo 2, tal que a quantidade de umidade absorvida pela sílica gel da quantidade acrescentada para absorção através da absorção química não foi suficiente, desse modo nem toda a quantidade de água para dissolução saturada de glicose foi capaz de ser absorvida. Isto é, é considerado que a ação de desidratação pela sílica gel foi insuficiente para depositar a glicose produzida, e na solução aquosa de sacarídeo restante na solução etanol de acido fosfotúngstico. O resultado mostra que no caso de utilizar uma sílica gel como um agente dessecante, a capacidade de absorção física da sílica gel não é eficaz para a ação desidratante, e a glicose pode ser eficientemente coletada mediante calcular a quantidade utilizada da sílica gel apenas a partir da quantidade quimioadsorvida pela sílica gel.

Experimento de referência Similarmente como no exemplo 1, a sacarificação e separação para celulose foi realizada respectivamente utilizando sílica gel A (produto: 923 AR; fabricada por FUJI SILYSIA CHEMICAL LTD.), ou sílica gel B (produto: D-350-120A; fabricado por AGC Si-Tech Co., Ltd.). Esses géis de sílica possuem diferentes áreas específicas de superfície e volume de poro, mostrado na tabela 2. As quantidades da água quimiadsorvida pelos géis de sílica A e B que foram calculadas de modos similares como no Exemplo 1 são apresen- tadas respectivamente na Tabela 2.

Pela alteração da quantidade utilizada de cada sílica gel (ver Figura 5), a sacarifica-ção e separação da celulose foi realizada e o rendimento de glicose η foi calculada. Também, [(Qh2o-s/Qh2o-g) x 100 (%), que é a relação da quantidade absorvida (Qh2o-sí) da água através da absorção química pela sílica gel utilizada com respeito à quantidade (Qh2o-g) de água para solução saturada da glicose produzida quando a totalidade da glicose carregada se toma glicose foi calculada. O rendimento de glicose η para (Qh2o-sí/Qh2o-g) x 100 (%) é mostrado na Figura 5.

Como mostrado na Figura 5, mesmo se os valores de (Qh20-sí/Qh20-g) x 100 em géis de sílica A e B são equivalentes, isto é, se as quantidades da água quimioadsorvida pela sílica gel acrescentada nos géis de sílica A e B são equivalentes, o rendimento de glicose η na sílica gel B foi maior que aquele da sílica gel A. Isso significa que a sílica gel A foi capaz de depositar menos quantidade d glicose que a sílica gel B, mesmo se tais quantidades de géis que fossem usados como aquela quantidade da água quimioadsorvida pela sílica gel A e aquela da sílica gel B fossem equivalentes. Adicionalmente, a quantidade usada da sílica gel A foi exigida ser maior para fazer o rendimento de glicose ser de 100% uma vez que a curva que mostra a relação entre (Qh2o-sí/Qh2o-g) e o rendimento de glicose η mostrado na Figura 5 tem uma forma convexa para baixo. Por outro lado, foi possível para a sílica gel B que possui um volume de poro maior comparado com aquele da sílica gel A depositar uma grande quantidade de glicose utilizando menor quantidade de sílica gel que aquela da sílica gel A. O resultado mostra que não apenas a ação desidratante através da absorção química do agente dessecante, mas também o volume de poro do agente dessecante demanda que o depósito de glicose pela ação de desidratação é importante para o depósito de glicose por desidratação usando o agente dessecante possuindo a estrutura de poro tal como a sílica gel.

REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma etapa de hidrólise para hidrolisar a celulose contida nos materiais fibrosos vegetais usando um catalisador ácido conjugado em um estado pseudo-fundido para produzir sacarídeo, a maioria do qual é glicose; uma primeira etapa de separação para separar uma mistura contendo uma solução aquosa de sacarídeo em que pelo menos uma parcela do sacarídeo produzido pela etapa de hidrólise está dissolvida, uma solução do ácido conjugado em solvente orgânico na qual o catalisador ácido conjugado está dissolvido, e resíduos na forma de um conteúdo sólido contendo os resíduos e um conteúdo líquido contendo a solução aquosa de sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico; e uma segunda etapa de separação para a desidratação do conteúdo líquido, que contém a solução aquosa de sacarídeo e a solução do ácido conjugado em solvente orgânico e é separada na primeira etapa de separação, por um meio de desidratação capaz de absorver água através da absorção química para depositar o sacarídeo na solução aquosa de sacarídeo, e separar um conteúdo sólido contendo o sacarídeo de um conteúdo líquido contendo o catalisador ácido conjugado e o solvente orgânico.

2. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, na etapa de hidrólise, uma quantidade de umidade em um sistema reacional é uma quantidade total ou mais de (1) água de cristalização exigida para a totalidade do catalisador ácido conjugado no sistema reacional estar no estado pseudo-fundido sob a condição de temperatura da etapa de hidrólise, e (2) água exigida para a totalidade da celulose no sistema reacional ser hidrolisada a glicose.

3. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a totalidade do sacarídeo produzido a partir da celulose está dissolvido na solução aquosa de sacarídeo.

4. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma parcela da água que constitui a solução aquosa de sacarídeo está contida no sistema reacional da etapa de hidrólise.

5. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a totalidade da água que constitui a solução aquosa de sacarídeo está contida no sistema reacional na etapa de hidrólise.

6. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a- cordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de desidratação é adição de um agente dessecante.

7. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que sílica gel é usada como agente dessecante.

8. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de hidrólise é realizada a 140 °C ou menos sob pressão normal até 1 MPa.

9. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o catalisador ácido conjugado é heteropoliácido.

10. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a solubilidade do sacarí-deo com respeito ao solvente orgânico é de 0,6 g/100 mL ou menos.

11. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um tipo selecionado de éteres e alcoóis é usado como solvente orgânico.

12. Processo de sacarificação e separação para materiais fibrosos vegetais, de a-cordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que após o conteúdo sólido contendo o sacarídeo e o agente dessecante ser separado do conteúdo líquido contendo o catalisador ácido conjugado e o solvente orgânico na segunda etapa de separação, o método de sacarificação e separação adicionalmente compreende uma terceira etapa de separação de adição de água ao conteúdo sólido separado na segunda etapa de separação, e separar uma solução aquosa de sacarídeo na qual o sacarídeo no conteúdo sólido é dissolvido na água proveniente do agente dessecante.