用于处理木质纤维素材料的方法技术

从生物质水解溶液产生包括木糖的精制的糖类物流的方法，包括使生物质水解溶液与提取溶剂接触以形成提取混合物，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的群体、酸和杂质；和从所述提取混合物分离包括酸的第一物流和包括提取溶剂和木糖第二精制的糖类物流。提取溶剂为三烷基氧化膦、二烷基亚砜、或二烷基亚磷酸酯、或其任意的组合。

Process for treating lignocellulosic materials

The method includes sugar refining logistics xylose production from biomass hydrolysis solution, including contacting the biomass hydrolysis solution and extraction solvent to form extraction mixture, the biomass hydrolysis solution including mixed sugar group, and impurity acid containing xylose; and from the extraction mixture comprises a first acid and extraction solvent and logistics second refined sugar logistics including xylose. The extraction solvent consists of three alkyl phosphine oxide, two alkyl sulfoxide, or two alkyl phosphite, or any combination thereof.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于处理木质纤维素材料的方法
技术介绍
目前，使用提取(萃取，extraction)和/或层析(色谱，chromatography)技术或其组合纯化糖类(sugar)溶液。尽管层析技术开发良好，但当在工业水平运行时造成维护问题。通常使用一些提取技术作为早期纯化步骤，但需要进一步的纯化以获得高纯度(>80％)的糖类级分。经常通过将溶剂比如烷醇和提取剂比如胺类与层析技术(比如模拟移动床(SMB)或顺序模拟移动床(SSMB)层析法)组合进行这样的提取技术。示例性的方法(approach)描述在WO2012061085中。本文提供这样的工艺(procedures)，其通过减小对传统的方法中利用的许多步骤的需要而简化糖类纯化方法。专利技术概述本专利技术公开了从生物质水解溶液产生包括木糖的精制的糖类物流的方法。该方法包括使生物质水解溶液与路易斯碱(Lewis-base)提取剂接触以形成提取混合物，所述生物质水解溶液包括混合糖类的群体(population)、酸和杂质，所述混合糖类的群体包括低聚(oligomeric)糖类和单糖，优选木糖；和从所述提取混合物分离包括酸的第一物流和包括提取溶剂和单糖、优选木糖的第二精制的糖类物流。提取混合物本身包括生物质水解溶液和路易斯碱提取剂，所述生物质水解溶液包括混合糖类的群体、酸和杂质，所述混合糖类的群体包括单糖和低聚(oligomeric)糖类，优选富集木糖。在一个替代方案中，路易斯碱提取剂为三烷基氧化膦、比如三丁基氧化膦(TBPO)，二烷基亚砜，或二烷基亚磷酸酯、比如二丁基亚磷酸酯(DBPP)，或其任意的组合。本专利技术公开了一些替代方案涉及从生物质水解溶液产生包括木糖的精制的糖类物流的方法。该方法包括：(i)使生物质水解溶液与提取溶剂接触以形成提取混合物，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的群体、酸和杂质；和(ii)从所述提取混合物分离包括酸的第一流和包括提取溶剂和木糖的第二精制的糖类物流。在另一个替代方案中，该方法包括，使来自所述生物质水解溶液的物流与强酸阳离子交换树脂接触，优选在步骤(i)之前，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的群体。在另一个替代方案中，该方法包括使来自所述生物质水解溶液的物流与弱碱阴离子交换树脂接触，优选在使所述物流与所述强酸阳离子交换树脂接触之后并且在步骤(i)之前，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的群体。在一些替代方案中，该方法进一步包括加热包括提取溶剂和木糖的所述第二精制的糖类物流至30-100℃的温度和将所述提取溶剂与第二精制的糖类物流分离。在更多替代方案中，该方法包括使来自所述生物质水解溶液的物流与提取溶剂与烷醇(比如己醇)接触，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的群体、酸和杂质。在还更多的替代方案中，该方法包括通过SSMB或SMB层析法将包括木糖的第二精制的糖类物流分离。在一些方法中，用于水解的酸为硫酸或氢氯酸。在一些替代方案中，提取溶剂为路易斯碱溶剂，比如三烷基氧化膦、二烷基亚砜、或二烷基亚磷酸酯、或其任意的组合。在一个优选的替代方案中，提取溶剂为三烷基氧化膦。在另一个优选的替代方案中，提取溶剂为三丁基氧化膦。在一些方法中，实施额外的步骤比如从包括木糖的精制的糖类物流离析、蒸发、纯化或浓缩木糖。经过一些方法，通过本专利技术描述的方法获得的木糖具有75％-96％、比如80％-96％的纯度。提取混合物也是本专利技术的一方面。提取混合物包括生物质水解溶液，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的群体、酸和杂质；和路易斯碱溶剂。在一个替代方案中，路易斯碱溶剂包括三烷基氧化膦、二烷基亚砜、或二烷基亚磷酸酯、或其任意的组合。在一些替代方案中，提取混合物包括烷醇，比如己醇或2-乙基己醇，在己醇中有或没有(withorwithout)胺提取剂，比如三月桂基胺(TLA)。在优选的替代方案中，提取混合物包括三烷基氧化膦或丁基氧化膦或其混合物。附图说明图1显示用于离析或纯化富集单糖(优选木糖)的糖类物流的方案。图2显示生成富集单糖的混合物(优选包括木糖)的生物质水解溶液预处理方法。图3显示生成低聚糖类级分和富集单糖的混合物(优选包括木糖)的生物质水解溶液预处理方法，其中对低聚糖类级分进行进一步的酸水解(acidhydrolysis)，并且通过阴离子交换分离再循环以生成额外的富集单糖的混合物，其优选包括木糖。图4显示生成低聚糖类级分和富集单糖的混合物(优选包括木糖)的生物质水解溶液预处理方法，其中对低聚的糖类级分进行进一步酸水解，和通过阴离子交换分离再循环以生成额外的富集单糖的混合物，其优选包括木糖。图5显示提取方法的方案，其中通过提取和分离成包括三丁基氧化膦(TBPO)的有机相而将单糖(优选包括木糖)富集，并且通过加热(30℃-100℃)和/或通过烷醇提取(例如在有或没有加热的情况下的己醇提取，比如30℃-100℃)从有机相富集、分离或离析优选包括木糖的单糖。可通过蒸发完成期望的单糖优选木糖的随后的富集、离析、纯化、和/或结晶，生成例如75％-96％、比如80％-96％的纯度的木糖。图6为预水解混合物的色谱图。图7为TBPO提取之后预水解混合物的色谱图。图8为DBPP提取之后预水解混合物的色谱图。图9为加热或稀释TBPO相之后获得的水相的色谱图。图10为市售TBPO在CDCl3中的NMR光谱。图11为经再循环和经蒸馏的TBPO在CDCl3中的NMR光谱。图12为市售DBPP在CDCl3中的NMR光谱。图13为经再循环和经蒸馏的DBPP在CDCl3中的NMR光谱。图14为使用再循环的溶剂的TBPO提取之后的预水解混合物的色谱图。具体实施方式本专利技术的方面涉及木质纤维素(lignocellulosic)生物质的处理和精制以生产半纤维素糖类，纤维素糖类，单糖、优选木糖，木质素，纤维素和其他高价值产物。在一些替代方案中，公开了从生物质水解溶液产生包括木糖的精制的单糖物流的方法。这些方法包括使生物质水解溶液与路易斯碱提取剂接触以形成提取混合物，所述生物质水解溶液包括低聚糖类和单糖(优选木糖)、酸和杂质；和从所述提取混合物分离包括酸和杂质的第一物流和第二精制的或富集的糖类物流，其包括低聚糖类和/或单糖(优选木糖)，和路易斯碱提取剂。可通过对第二流进行加热(例如，30℃-100℃)和/或烷醇提取(例如在有或没有加热(比如30℃-100℃)的情况下的己醇提取)、随后离析、富集、和/或通过层析法(例如，SMB和/或SSMB层析)的低聚糖类和单糖(优选木糖)的纯化、浓缩、和/或蒸发进一步分离、富集、离析、和/或纯化包括低聚和/或单糖(优选木糖)和路易斯碱提取剂的第二精制的或富集的糖类物流。理想地，本文描述的本专利技术的方面允许在不存在对于使得糖类物流富集单糖和/或低聚糖类(比如木糖)而常规需要的层析工艺的情况下，在生物质水解溶液的单一提取(例如，路易斯碱提取随后例如通过加热、比如30℃-100℃实现的相分离)之后，离析富集单糖和/低聚糖类的糖类物流，比如富集木糖的糖类物流。已经令人惊奇地发现，之前还未被认识到用于糖类提取的一类溶剂在不必采用层析步骤的情况下，非常有效地将单糖和/或低聚糖类(比如木糖)从木质纤维素生物质的水解处理中使用的酸以及方法中产生的杂质中分离，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
从生物质水解溶液产生包括木糖的精制的糖类物流的方法，包括(i)使生物质水解溶液与提取溶剂接触以形成提取混合物，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的群体、酸、和杂质；和(ii)从所述提取混合物中分离包括酸的第一物流和包括提取溶剂和木糖的第二精制的糖类物流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.03 SE 1550108-31.从生物质水解溶液产生包括木糖的精制的糖类物流的方法，包括(i)使生物质水解溶液与提取溶剂接触以形成提取混合物，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的群体、酸、和杂质；和(ii)从所述提取混合物中分离包括酸的第一物流和包括提取溶剂和木糖的第二精制的糖类物流。2.权利要求1的方法，进一步包括，使来自所述生物质水解溶液的物流与强酸阳离子交换树脂接触，优选在步骤(i)之前，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的所述群体。3.权利要求2的方法，进一步包括，使来自所述生物质水解溶液的物流与弱碱阴离子交换树脂接触，优选在所述物流与所述强酸阳离子交换树脂接触之后并且在步骤(i)之前，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的所述群体。4.权利要求1-3中任一项的方法，进一步包括加热包括提取溶剂和木糖的所述第二精制的糖类物流至30-100℃的温度并且从第二精制的糖类物流中分离所述提取溶剂。5.权利要求1-4中任一项的方法，进一步包括使来自所述生物质水解溶液的物流和提取溶剂与烷醇接触，所述生物质水解溶液包括含木糖的混合糖类的群体、酸和杂质。6.权利要求5的方法，其中烷醇为己醇。7.权利要求6的方法，其中烷醇为2-乙基己醇。8.权利要求1-7中任一项的方法，进一步包括通过SSMB或SMB层析法分离包括木糖的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：K卡瓦卡，M格兰斯特洛姆，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI