【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产纳米纤维素、以及由其产生的组合物和产品的方法和装置优先权数据本国际专利申请要求于2013年11月27日提交的美国专利申请号14/092,906、2013年11月27日提交的美国专利申请号14/092,908、2013年11月27日提交的美国专利申请号14/092,910、2013年10月29日提交的美国临时专利申请号61/897,156、2013年6月25日提交的美国临时专利申请号61/838,985、以及2012年11月30日提交的美国临时专利申请号61/732,047的优先权，这些申请的每一个特此通过引用结合在此。领域本专利技术总体上涉及通过分馏木质纤维素生物质并且进一步加工该纤维素馏分生产的纳米纤维素和相关的材料。背景生物质精炼(或生物精炼)在工业上已经变得更普遍。纤维素纤维和糖、半纤维素糖、木质素、合成气、以及这些中间体的衍生物被用于化学和燃料生产。的确，我们现在发现能够加工进入的生物质的集成生物精炼厂的商业化与现在加工原油的石油精炼厂几乎相同。未充分利用的木质纤维素生物质原料具有比石油便宜得多(以碳为基准)、以及从环境生命周期角度上好得多的潜能。木...
【技术保护点】
一种用于生产纳米纤维素材料的方法，所述方法包括：(a)提供一种木质纤维素生物质原料；(b)在一种酸、一种用于木质素的溶剂、和水的存在下分馏所述原料以产生富含纤维素的固体和含有半纤维素和木质素的液体；(c)机械地处理所述富含纤维素的固体以形成纤维素原纤维和/或纤维素晶体，由此产生一种具有至少60％结晶度的纳米纤维素材料；并且(d)回收所述纳米纤维素材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.30 US 61/732,047;2013.06.25 US 61/838,985;1.一种用于生产纳米纤维素材料的方法，所述方法包括：(a)提供一种木质纤维素生物质原料；(b)在一种酸、一种用于木质素的溶剂、和水的存在下分馏所述原料，以产生富含纤维素的固体和含有半纤维素和木质素的液体；(c)机械地处理所述富含纤维素的固体以形成纤维素原纤维和/或纤维素晶体，由此产生一种具有至少60％结晶度的纳米纤维素材料；并且(d)回收所述纳米纤维素材料；其中在步骤(c)过程中，使用每吨所述富含纤维素的固体小于1000千瓦时的总机械能来处理所述富含纤维素的固体。2.如权利要求1所述的方法，其中所述酸选自下组，该组由以下各项组成：二氧化硫、亚硫酸、三氧化硫、硫酸、木质素磺酸、以及其组合。3.如权利要求2所述的方法，其中所述酸是二氧化硫。4.如权利要求1所述的方法，其中所述总机械能是每吨所述富含纤维素的固体小于500千瓦时。5.如权利要求4所述的方法，其中所述总机械能是每吨所述富含纤维素的固体从100千瓦时至400千瓦时。6.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)还包括用一种或更多种酶处理所述富含纤维素的固体。7.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)还包括用一种或更多种酸处理所述富含纤维素的固体。8.如权利要求7所述的方法，其中所述一种或更多种酸选自下组，该组由以下各项组成：二氧化硫、亚硫酸、木质素磺酸、乙酸、甲酸、以及其组合。9.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)还包括用热处理所述富含纤维素的固体。10.如权利要求1所述的方法，其中步骤(c)不采用任何酶或酸。11.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在步骤(c)之前和/或作为步骤(c)的一部分漂白所述富含纤维素的固体。12.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在步骤(c)过程中和/或在步骤(c)之后漂白所述纳米纤维素材料。13.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米纤维素材料的所述结晶度是至少70％。14.如权利要求13所述的方法，其中所述纳米纤维素材料的所述结晶度是至少80％。15.如权利要求14所述的方法，其中所述纳米纤维素材料的所述结晶度是至少85％。16.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米纤维素材料包含纳米原纤化的纤维素。17.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米纤维素材料包含纳米晶体纤维素。18.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米纤维素材料包含纳米原纤化的纤维素和纳米晶体纤维素。19.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米纤维素材料的特征在于从100至1500的平均聚合度。20.如权利要求19所述的方法，其中所述纳米纤维素材料的特征在于从300至700的平均聚合度。21.如权利要求19所述的方法，其中所述纳米纤维素材料的特征在于从150至250的平均聚合度。22.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在步骤(b)和/或步骤(c)中将无定形纤维素水解成葡萄糖，回收所述葡萄糖，并且任选地将所述葡萄糖发酵成一种发酵产物。23.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括回收、发酵、或进一步处理衍生自所述半纤维素的半纤维素糖。24.如权利要求23所述的方法，所述方法还包括发酵所述半纤维素糖以产生一种其单体或前体；使所述单体聚合以产生一种聚合物；并且将所述聚合物与所述纳米纤维素材料组合以形成一种聚合物-纳米纤维素复合材料。25.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括回收、燃烧、或进一步处理所述木质素。26.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(c)或步骤(d)过程中通过使所述木质素的至少一些沉积在所述纳米纤维素材料的表面上，所述纳米纤维素材料是至少部分疏水的。27.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述纳米纤维素材料化学地转化为一种或更多种纳米纤维素衍生物。28.如权利要求27所述的方法，其中所述纳米纤维素衍生物选自下组，该组由以下各项组成：纳米纤维素酯、纳米纤维素醚、纳米纤维素醚酯、烷基化的纳米纤维素化合物、交联的纳米纤维素化合物、酸官能化的纳米纤维素化合物、碱官能化的纳米纤维素化合物、以及其组合。29.一种用于生产纳米纤维素材料的方法，所述方法包括：(a)提供一种木质纤维素生物质原料；(b)在二氧化硫、一种用于木质素的溶剂、和水的存在下分馏所述原料，以产生富含纤维素的固体和含有半纤维素低聚物和木质素的液体，其中所述富含纤维素的固体的结晶度是至少70％，其中SO2浓度是从10wt％至50wt％，分馏温度是从130℃至200℃，并且分馏时间是从30分钟至4小时；(c)机械地处理所述富含纤维素的固体以形成纤维素原纤维和/或纤维素晶体，由此产生一种具有至少70％结晶度的纳米纤维素材料；并且(d)回收所述纳米纤维素材料；其中在步骤(c)过程中，使用每吨所述富含纤维素的固体小于1000千瓦时的总机械能来处理所述富含纤维素的固体。30.如权利要求29所述的方法，其中所述SO2浓度是从12wt％至30wt％。31.如权利要求29所述的方法，其中所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：金佰利·纳尔逊，西奥多拉·瑞特斯纳，维萨·皮尔卡宁，莱恩·奥康纳，
申请(专利权)人：阿普艾知识产权控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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