通用的生物质精制制造技术

本发明专利技术涉及对已制备的生物质进行精制以产生半纤维素水解物、纤维素或糖的方法，所述方法包括在水解所述生物质前对已制备的生物质的至少一部分细胞进行穿孔、将水解中使用的催化剂收回以进行进一步水解以及利用从该方法的先前步骤中收回的热能对水解物进行干燥。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通用的生物质精制
本专利技术总体上涉及精制生物质的快速且高能效的方法。
技术介绍
对生物质精制的改进在商业大规|旲上将提供巨大利益。生物质精制广品的市场每年以数十亿美元计。蛋白质是饮食必需，但是许多人群食用不足，包括在生物质生长最佳的热带地区中。而且，用可消化纤维代替粮食喂食家畜将使得更多谷物可供全世界的人消费。 可以转化为生物燃料、化学品和塑料制品的糖的市场每年以数百、可能数千亿美元计。将生物质精制成糖因而代表有益的应用。鉴于生物质非常易于获得，创造出大规模商业化的生物质精制方法可以在世界范围内提供重大能量来源。至今，不存在将生物质的木质纤维素组分转化为糖的大规模商业化方法。商业上已经尝试利用浓酸、高温稀酸的组合、蒸汽、中等温度/中性PH干磨、强碱、液体无水氨、高含水率的石灰、圆锥形转子-定子工具、实验室超声设备、液体流(liquid steam)、高剪切和空化设备对生物质进行精制。然而，这些方法均不能规模化以经济地精制生物质。可以使用的利用酸的方法要求或者水解在高温下发生或者利用难以从产物中去除的高浓度强酸。这些问题均导致生产成本较高。需要一种能够完全或选择性进行生物质精制并且催本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.30 US 61/398,635;2010.12.01 US 61/458,752;1.对已制备的生物质进行精制以产生溶液中具有半纤维素水解物的浆液的方法，所述方法包括以下步骤a.通过应用热能以及机械剪切或空化作用以对所述已制备的生物质的至少一部分细胞进行穿孔，在催化剂溶液中从所述已制备的生物质中提取痕量糖和可提取物，以产生第一浆液，所述第一浆液具有包含半纤维素和纤维素的第一固体部分以及溶液中包含可提取物的第一液体部分；b.机械地分离所述第一固体部分和所述第一液体部分；和c.通过在含有催化剂的溶液中对生物质应用机械剪切或空化作用，水解所述生物质中的半纤维素，以产生第二浆液，所述第二浆液具有包含纤维素的第二固体部分以及溶液中包含半纤维素水解物的第二液体部分。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤d.机械地分离所述第二固体部分和所述第二液体部分。3.根据权利要求2所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤e.在至少一种强酸存在下水解所述第二固体部分中的纤维素，以产生包含糖的溶液。4.根据权利要求3所述的方法，其中，对所述第二液体部分进行加热，以去除步骤d中的水分和所述催化剂。5.根据权利要求4所述的方法，其中，将所述第二液体部分的剩余物收回，并将其加入到本方法中，以在步骤c中水解额外的半纤维素。6.根据权利要求1或3所述的方法，其中，所述第一固体部分或第二固体部分包含木质素，所述方法进一步包括在步骤e前通过应用机械剪切或空化作用在催化剂溶液中水解第一固体部分或第二固体部分中的木质素的步骤；以及机械地分离经水解木质素的液体部分和第一固体部分或第二固体部分的步骤。7.根据权利要求6所述的方法，其中，在临近所述水解木质素的步骤前对所述第一或第二固体部分进行加热，以去除水分和所述催化剂。8.根据权利要求6所述的方法，其中，重复进行水解木质素的步骤，以在机械分离步骤前浓缩溶液中的木质素。9.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述催化剂和水分收回，并用于在步骤c中水解半纤维素。10.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述经水解木质素的液体部分与第一液体部分混合，并重复进行步骤C，以浓缩溶液中的半纤维素。11.根据权利要求3所述的方法，其中，重复进行步骤c.至步骤e.，以使包含糖的溶液中的糖浓度增高至以质量计大于15%。12.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤c.中的所述催化剂是弱酸和至少一种强酸的组合。13.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤c.中的所述催化剂是强酸。14.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤a.中，被穿孔细胞的部分是至少30%。15.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤a.中应用强酸。16.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述第二液体部分沸腾，以从第二液体部分的剩余物中分离半纤维素和第二液体部分的剩余物，并将所述第二液体部分的剩余物加入到本方法中，以在步骤c中水解额外的半木质纤维素。17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，步骤a.、步骤c.或步骤e.的任意之一，或者它们的任意组合，在大气压下进行。18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，溶液中弱酸的浓度在以体积计O.001%至90%之间的范围内，并且溶液中所述至少一种其他强酸的浓度在以体积计O. 001%至3%之间的范围内。19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，步骤c.在(TC以上且118°C以下的温度下进行。20.根据权利要求1至19中任一项所述的方法，其中，将弱酸加入到溶液中，至以体积计60%至80%之间的浓度。21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中，所述至少一种其他强酸以体积计O.001%至1%之间的浓度存在。22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法，其中，所述催化剂溶液是碱性的。23.根据权利要求1至22中任一项所述的方法，其中，所述催化剂溶液是酸性的。24.根据权利要求3所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧内斯特·斯图尔特，
申请(专利权)人：欧内斯特·斯图尔特，
类型：
国别省市：