用于土地施用的木质纤维素生物质发酵过程联产品灰分的制作方法

用于土地施用的木质纤维素生物质发酵过程联产品灰分的制作方法
【专利摘要】由灰分制备可用于陆地表面施用的组合物，所述灰分由燃烧用于制备醇的木质纤维素生物质发酵过程的木质纤维素滤饼和木质纤维素糖浆联产品中的至少一者产生。所述组合物可作为稳定剂和/或肥料施用于表面诸如田地、道路、垃圾填埋地。燃烧材料以产生灰分，从而提供热能。
【专利说明】
用于土地施用的木质纤维素生物质发酵过程联产品灰分
[00011本专利申请要求2013年10月10日提交的美国临时申请61 /889061的权益，该临时 申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
[0002] 本发明涉及土地管理领域。更具体地，将由木质纤维素生物质发酵过程的滤饼和 糖浆联产品制得的灰分有效地用作肥料并且用于其它陆地表面施用诸如垃圾填埋地和道 路。
【背景技术】
[0003] 对于作物施用，可再生且可大批量获得并且具有使其用于改善植物生长的性能的 材料是期望的。此外，对于垃圾填埋地、公路和类似的表面，可再生且可大批量获得并且具 有使其用于稳定土壤和其它地物(ground materials)的材料是期望的。
[0004] 在将木质纤维素生物质用作用于发酵的碳源的纤维素乙醇方法中，通常将来自蒸 馏塔(啤酒塔)的全塔馏物分离为固体(湿饼或滤饼)和液体(稀塔馏物)馏分。使稀塔馏物通 过蒸发器以产生糖浆。滤饼和糖浆是纤维素乙醇方法的联产品。如在共同拥有的 US20120102823中所公开的，可燃烧具有至少约40%固体的糖浆，由此提供能量。也可燃烧 滤饼以提供能量。随着采用不影响食品供应的制备方法的替代燃料的需求日益增大，这些 联产品变得越来越容易大批量获得。
[0005] 仍然需要易于从可再生资源得到的附加材料，其可用于陆地表面施用。

【发明内容】

[0006] 提供了包含灰分的组合物，所述灰分得自由木质纤维素生物质制备醇的过程的联 产品的燃烧，其可用于土地施用。
[0007] 因此，本发明提供一种组合物，其包含通过燃烧木质纤维素滤饼和任选的木质纤 维素糖浆所产生的灰分，其中所述滤饼和糖浆是由木质纤维素生物质制备醇的过程的联产 品。
[0008] 在另一方面，本发明提供一种用于产生能量和土地施用组合物的方法，该方法包 括：
[0009] a)提供木质纤维素滤饼，其为由木质纤维素生物质制备醇的过程的联产品；
[0010] b)任选地提供木质纤维素糖浆，其为由木质纤维素生物质制备醇的过程的联产 品；
[0011] c)提供至少一种燃烧增强材料；
[0012] d)将(a)的滤饼、(b)的任选的糖浆以及(c)的燃烧增强材料添加至容器;以及
[0013] e)使容器的内容物燃烧；
[0014] 其中产生能量和木质纤维素灰分;并且其中木质纤维素灰分为土地施用组合物。
[0015] 在又一方面，本发明提供一种用于增强陆地表面的方法，其包括将以上土地施用 组合物施用于陆地表面。
[0016] 本发明的糖浆通常具有包含如下的组合物：
[0017] a)约40 %至约70 %的固体；
[0018] b)约10g/l至约30g/l的乙酰胺;和 [0019] C)至少约40g/l的糖；
[0020] 其中所述糖浆具有约lg/cm3至约2g/cm3的密度和在100°F(38°C)下小于500SSU的 粘度。
[0021] 类似地，本发明的滤饼通常具有包含如下的组合物：
[0022] a)约35 %至约65 %水分；
[0023] b)约20%至约75%的挥发物；
[0024] c)约35%至约65%的固体；
[0025] d)约1 %至约30%的灰分含量;和
[0026] e)约5%至约20%的固定碳；
[0027] 其中所述滤饼具有约2,000BTU/lb至约9,000BTU/lb的能量值。
【具体实施方式】
[0028] 以下定义和缩写用于权利要求和说明书的解释。
[0029] 如本文所用，术语"包含"、"包括"、"具有"或"含有"，或者其任何其它变型旨在包 括非排他性的包括。例如，包含元素列表的组合物、混合物、工艺、方法、制品或设备不必仅 限于那些元素，但可以包括其它未明确列出的元素，或此类组合物、混合物、工艺、方法、制 品或设备固有的元素。此外，除非明确指明相反，"或"是指包含性的"或"而非排他性的 "或"。例如，下列任一项均满足条件A或B:A为真实的（或存在的）且B为虚假的（或不存在 的），A为虚假的(或不存在的)且B为真实的(或存在的），以及A和B均为真实的(或存在的）。
[0030] 在本发明的元素或组分前的不定冠词"一个"和"一种"旨在对于所述元素或组分 的实例（即出现)数量是非限制性的。因此，应将"一个"或"一种"理解为包括一个(或一种） 或至少一个(或一种），并且元素或组分的单数词语形式也包括复数指代，除非有数字明显 表示单数。
[0031] 如本文所用，术语"发明"或"本发明"是非限制性术语，并且不旨在意指本发明的 任何单独实施方案，而是涵盖如本说明书和权利要求所述的所有可能的实施方案。
[0032] 如本文所用，用术语"约"修饰本发明的成分或反应物的量时是指数值量的变化， 它们可能发生在例如，典型的测量和用于制备浓缩液或实际使用溶液的液体处理程序中； 这些程序中的偶然误差中；制造、来源、或用于制备组合物或实施方法的成分的纯度的差异 中；等。术语"约"还包括由于对于起因于特定起始混合物的组合物的不同平衡条件而不同 的量。无论是否由术语"约"来修饰，权利要求包括量的等同量。在一个实施方案中，术语 "约"指在报告数值10%以内，优选地在报告数值5%以内。
[0033] 术语"可发酵糖"是指在发酵过程中能被微生物用作碳源的低聚糖和单糖。
[0034] 术语"木质纤维素"是指包含木质素和纤维素的组合物。木质纤维素材料也可包含 半纤维素。
[0035] 术语"纤维素"是指包含纤维素和附加组分(包括半纤维素在内）的组合物。
[0036]术语"糖化"是指由多糖产生可发酵糖。
[0037] 术语"经预处理的生物质"是指在糖化之前已经过预处理的生物质。所述预处理可 为物理的、热的或化学方法的形式以及它们的组合。
[0038]术语"丁醇"是指异丁醇、1-丁醇、2-丁醇、或它们的组合。
[0039]术语"木质纤维素生物质"指任何木质纤维素材料，并且包括包含纤维素、半纤维 素、木质素、淀粉、寡糖和/或单糖的材料。生物质也可包含附加组分如蛋白质和/或脂质。生 物质可源自单一来源，或者生物质可包括源自一种以上来源的混合物;例如，生物质可包括 玉米棒和玉米秸杆的混合物，或草和叶片的混合物。木质纤维素生物质包括但不限于生物 能作物、农业残余物、市政固体垃圾、工业固体垃圾、来自造纸的淤渣、庭院垃圾、木材和林 业垃圾。生物质的示例包括但不限于玉米棒、作物残余物如玉米皮、玉米秸杆、草(包括细叶 芒）、小麦秸杆、大麦秸杆、干草、稻杆、柳枝稷、废纸、甘蔗渣、高粱植物材料、大豆植物材料、 由谷物的研磨或由生产过程中使用谷物获得的组分(诸如DDGS:含可溶物的干酒糟）、木质 材料诸如树、枝、根、木片、锯末、灌木和灌丛、叶、蔬菜、水果、花、棕榈空果串和能源甘蔗。
[0040] 术语"能源甘蔗"是指培育用于产生能量的甘蔗。其因纤维百分比高于糖而被选 择。
[0041] 术语"木质纤维素生物质水解产物"是指木质纤维素生物质糖化产生的产物。生物 质也可在糖化前进行预处理或预加工。
[0042] 术语"木质纤维素生物质水解产物发酵液"是指包含产物的发酵液，所述产物得自 在包含木质纤维素生物质水解产物的培养基中的生物催化剂生长和生产。该发酵液包含木 质纤维素生物质水解产物的没有被生物催化剂消耗的成分，以及生物催化剂本身和生物催 化剂产生的产品。
[0043] 术语"浆料"指不溶解的材料和液体的混合物。浆料还可包含高水平的溶解固体。 浆料的示例包括糖化液、发酵液和塔馏物。
[0044] 术语"全塔馏物"是指蒸馏的塔底物。所述全塔馏物包含高锅炉和蒸馏进料流的任 何固体。全塔馏物是枯竭的发酵液的类型。
[0045] 术语"稀塔馏物"是指来自全塔馏物、发酵液、或产物枯竭的发酵液的固体/液体分 离的液体镏分。
[0046] 术语"糖衆"指浓缩的产物，其由稀塔馏物去除水而产生，一般来讲为蒸发。
[0047] 术语"目标产物"是指任何由发酵中的微生物生产宿主细胞生成的产物。目标产物 可为宿主细胞中经遗传工程改造的酶的途径的产物或可由内源性途径产生。典型的目标产 物包括但不限于:酸、醇、烷烃、稀烃、芳烃、醛、酮、生物聚合物、蛋白质、肽、氨基酸、维生素、 抗生素和药物。
[0048] 术语"发酵"广义地是指使用生物催化剂来产生目标产物。通常生物催化剂在发酵 液中利用发酵液中的碳源生长，并且通过其代谢产生目标产物。
[0049] "固体"是指可溶固体和不可溶固体。来自木质纤维素发酵过程的固体包含来自用 于制备水解产物培养基的木质纤维素生物质的残余物。
[0050] 本文"挥发物"是指在引入热的过程中将较大程度气化的组分。通过确定严格受控 的条件下由加热至950°C所引起的重量损失来测量本文挥发物含量(如在ASTM D-3175中）。 典型的挥发物包括但不限于氢气、氧气、氮气、乙酸以及一些碳和硫。
[0051]本文"固定碳"是指通过将水分百分比、灰分百分比、和挥发物百分比相加，然后用 100减去该百分比得到的计算百分比。
[0052]材料的"灰分含量"是根据ASTM D-3174,在受控条件下燃烧后剩余的残余物的重 量。
[0053]如木质纤维素糖浆组合物中所提及的"糖"意指单糖和可溶性低聚糖的总和。
[0054] 如本文所用，"丸粒、颗粒和压块"是指丸粒、颗粒、压块、小珠、片、小丸等形式的材 料。
[0055] "燃烧增强材料"是指增强或改善燃烧的添加至本发明的燃烧过程的任何材料。常 见的燃烧增强材料包括但不限于煅烧粘土和石灰石。
[0056] "排放控制材料"是指用于降低或控制来自燃烧的排放物的添加至本发明的燃烧 过程的材料。常见的排放控制材料包括但不限于氨、水化石灰、碳酸氢钠和二碳酸氢三钠二 水合物。
[0057]本发明组合物包含通过燃烧木质纤维素滤饼和任选的木质纤维素糖浆所产生的 灰分，其中所述滤饼和糖浆是由木质纤维素生物质制备醇的发酵过程的联产品。因此，本文 所提及的灰分材料是木质纤维素生物质发酵过程的联产品灰分。
[0058]木质纤维素生物质发酵过程使用木质纤维素生物质作为用作生物催化剂碳源的 可发酵糖的来源。生物催化剂在发酵过程中利用糖来产生目标产物诸如醇。为了从木质纤 维素生物质产生可发酵糖，对生物质进行处理以释放糖诸如来自于生物质多糖的葡萄糖、 木糖和阿拉伯糖。本领域技术人员可用任何已知的方法处理木质纤维素生物质，以在水解 产物中产生可发酵糖。通常，所述生物质使用物理的、热的和/或化学的处理进行预处理，并 酶解糖化。热-化学预处理方法包括蒸汽喷发或使生物质溶胀以释放糖的方法（参见例如 TO2010113129;W02010113130)。也可以采用化学糖化。用于预处理生物质的物理处理包括 但不限于磨削、研磨和切割。诸如这些的物理处理可用于在进一步化学处理前减小粒度。化 学处理包括碱处理诸如用强碱(氨或NaOH)或酸处理(US8545633 ;W02012103220)。在一个实 施方案中，用氨处理生物质（US 7932063;US 7781191;US 7998713;US7915017)。这些处理 从生物质释放聚合糖。低氨预处理是特别有用的，其中生物质与包含氨的水溶液接触，形成 生物质-氨水混合物，其中氨的浓度足够保持生物质-氨水混合物的碱性pH，但相对于生物 质的干重小于约12重量％，并且相对于生物质-氨水混合物的重量，生物质的干重为至少约 15重量％的固体，如US 7，932，063所公开的，其以引用方式并入本文。
[0059]将聚合糖转化为单糖的糖化可以通过酶处理或化学处理进行。在一个方面，使经 预处理的生物质与糖化酶聚生体在合适的条件下接触，以产生可发酵糖。在糖化之前，可使 经预处理的生物质达到期望的含水量并对其进行处理以改变PH、组合物或温度使得糖化酶 聚生体中的酶将有活性。可通过添加固体或液体形式的酸改变pH。另选地，可利用可从发酵 中回收的二氧化碳(C0 2)降低pH。例如，如果存在足够的液体，可从发酵罐中收集C02并将其 进料到闪蒸槽中的预处理产物顶部空间或起泡通过经预处理的生物质，同时监控PH，直至 达到所需的pH。可使温度达到下文提到的适合糖化酶活性的温度。通常，合适的条件可包括 约40 °C至50 °C的温度以及约4.8至5.8的pH。
[0060]纤维素或木质纤维素生物质的酶促糖化通常利用酶组合物或共混物来降解纤维 素和/或半纤维素并且产生包含糖，诸如葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的水解产物。糖化酶参见 LyncUL. R.等人（"Microbiol .Mol .Biol .Rev. ,66:506-577，2002)。使用至少一种酶，并且通 常使用糖化酶共混物，其包含一种或多种糖苷酶。糖苷酶水解二糖、低聚糖和多糖的醚键， 并且存在于广义"水解酶"（EC 3.)的酶分类EC 3.2.1 .x(Enzyme Nomenclature 1992， Academic Press，San Diego，CA，以及增补1 (1993)、增补2( 1994)中、增补3( 1995、增补4 (1997)和增补5[分别在Eur·J·Biochem·，223:l-5，1994;Eur·J·Biochem·，232 :l-6，1995; Eur .J.Biochem.，237:1-5，1996 ;Eur · J.Biochem.，250:1-6，1997;以及Eur · J.Biochem."， 264:610-6501999中])中。用于糖化的糖苷酶可通过它们水解的生物质组分进行分类。用于 糖化的糖苷酶可包括纤维素水解糖苷酶(例如，纤维素酶、内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、纤 维二糖水解酶、葡萄糖苷酶）、半纤维素水解糖苷酶(例如，木聚糖酶、内切木聚糖酶、外切 木聚糖酶、木聚糖苷酶、阿拉伯糖基木聚糖酶、甘露聚糖酶、半乳糖酶、果胶酶、葡糖醛酸 酶)和淀粉水解糖苷酶(例如，淀粉酶、α_淀粉酶、β_淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、 异淀粉酶）。此外，将其它活性物质加入糖化酶聚生体(诸如肽酶(EC 3.4.xy)、脂肪酶(EC 3.1.1.X和3.1.4.X)、木质素酶(EC 1.11.1.X)或阿魏酸酯酶(EC 3.1.1.73))中以促进从生 物质的其它组分中释放多糖可为有用的。本领域熟知生产多糖水解酶的微生物常常表现出 某种活性，如降解纤维素的能力，该活性由具有不同底物特异性的若干种酶或一组酶催化。 因此，来自微生物的"纤维素酶"可包括一组酶、一种或多种酶或所有酶，它们都可有助于纤 维素降解活性。取决于获取酶时利用的纯化方案，商业或非商业酶制剂(诸如纤维素酶)可 包括多种酶。对于糖化有用的许多糖基水解酶和它们的组合物公开于W0 2011/038019中。 用于糖化的另外的酶包括例如糖基水解酶，其水解两个或更多个碳水化合物之间的糖苷 键，或碳水化合物与非碳水化合物部分之间的糖苷键。
[0061 ]糖化酶可商购获得。此类酶包括例如Spezyme? CP纤维素酶、Multifeet?木聚糖酶、 Acce 丨 eras.e&i5〇〇、.Aecell.erase每duet、以及.AcceIl.erase?Tri〇 TM(Dup〇nt?/Gene^^ Wilmington，DE)，以及 Novozyme-l88(诺维信，288〇Bagsvaerd，丹麦（Novozymes， 2880Bagsvaerd，Denmark))。此外，糖化酶可以是未经纯化的并以细胞提取物或全细胞制剂 的形式提供。可使用已经工程化以表达一种或多种糖化酶的重组微生物制备所述酶。例如， 可用于经预处理纤维素类生物质的糖化的H3A蛋白质制剂是由里氏木霉（Trichoderma reesei)的遗传工程菌株生产的酶的未纯化的制剂，其包括纤维素酶和半纤维素酶的组合， 并且描述于W0 2011/038019中，该文献以引用方式并入本文。
[0062]可采用化学糖化处理并且其对于本领域的技术人员是已知的，诸如用无机酸包括 HC1 和 H2S〇4 处理（US5580389;TO2011002660)。
[0063] 通过木质纤维素生物质的糖化来释放糖诸如葡萄糖、木糖和阿拉伯糖，并且这些 单糖提供用于生物催化剂(用于发酵过程)的碳水化合物源。糖存在于用作发酵培养基的生 物质水解产物中。发酵培养基可仅由水解产物构成，或可包含水解产物之外的组分，诸如山 梨醇或甘露糖醇，最终浓度为约5mM，如US 7，629，156中所述，其以引用方式并入本文。生物 质水解产物通常占发酵培养基的至少约50%。通常发酵液终体积的约10%是包含生物催化 剂的种菌。
[0064] 在发酵罐中发酵包含水解产物的培养基，所述发酵罐为任何容纳水解产物发酵培 养基和至少一种生物催化剂并且具有阀门、通气孔、和/或用于管理发酵过程的端口的容 器。
[0065] 天然地或通过基因工程利用葡萄糖且优选地还利用木糖生产目标产物的任何生 物催化剂可用于木质纤维素生物质制成的生物质水解产物中可发酵糖的发酵。可通过发酵 生产的目标产物包括例如酸、醇、烷烃、稀烃、芳烃、醛、酮、生物聚合物、蛋白质、肽、氨基酸、 维生素、抗生素和药物。醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁 二醇、甘油、赤藓醇、木糖醇、甘露糖醇和山梨醇。酸可包括乙酸、甲酸、乳酸、丙酸、3-羟基丙 酸、丁酸、葡萄糖酸、衣康酸、柠檬酸、琥珀酸、3-羟基丙酸、富马酸、马来酸和乙酰丙酸。氨基 酸可包括谷氨酸、天冬氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、甘氨酸、精氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸和酪氨 酸。附加的目标产物包括甲烷、乙烯、丙酮和工业酶。
[0066] 生物质水解产物中糖转化为目标产物的发酵可通过一个或多个能够在包含生物 质水解产物的培养基中生长的合适的生物催化剂在一步或多步发酵过程中进行。生物催化 剂可以是选自细菌、丝状真菌和酵母的微生物。生物催化剂可为野生型微生物或重组微生 物，并且可包括例如属于埃希氏菌（Escherichia)、发酵单胞菌（Zymomonas)、酵母属 (Saccharomyces)、假丝酵母属（Candida)、毕赤酵母属（Pichia)、链霉菌（Streptomyces)、 芽胞杆菌(Bacillus )、乳酸杆菌(Lactobacillus)和梭菌(Clostridiuma)属的生物体。生物 催化剂的典型示例包括重组大肠杆菌、运动发酵单胞菌、嗜热脂肪芽胞杆菌、酿酒酵母、嗜 热梭菌、高温产氢菌、以及树干毕赤酵母。为生长良好和在木质纤维素生物质水解产物发酵 液中有高的产物产量，可选择或工程化生物催化剂以具有对生物质水解产物中存在的抑制 剂如乙酸盐的更高的耐受性。例如，生物催化剂可产生作为目标产物的乙醇，诸如通过运动 发酵单胞菌产生乙醇，如在US 8，247，208中有所描述，其以引用方式并入本文。
[0067] 发酵在适用于所用特定生物催化剂的条件下进行。可对条件诸如PH、温度、氧含量 和混合进行调节。用于酵母和细菌生物催化剂发酵的条件在本领域中是已知的。
[0068] 此外，糖化和发酵可在同一容器中同时发生，这称为同步糖化和发酵(SSF)。此外， 在称为HSF(混合糖化和发酵)的过程中，在糖化和发酵并发的时间段之前可发生局部糖化。
[0069] 对于较大规模的发酵，通常较少的生物催化剂培养物首先生长，其称为种子培养 物。将种子培养物作为种菌添加至发酵培养基中，通常在约2%至约20%的终体积的范围 内。
[0070] 通常通过生物催化剂发酵产生包含由生物催化剂制得的目标产物的发酵液。例 如，在乙醇方法中，发酵液可为包含约6%至约10%乙醇的发酵醪。除目标产物之外，发酵液 还包含水、溶质和固体，它们得自水解产物培养基以及得自水解产物培养基中糖的生物催 化剂代谢。通常使目标产物与发酵液分离，产生枯竭的发酵液(可称为全塔馏物）。例如，当 乙醇为产物时，通常使用啤酒塔(beer column)蒸馏发酵液，以产生乙醇产物流和全塔馏 物。蒸馏可使用本领域技术人员已知的任何条件，包括在常压或减压下。使馏出的乙醇进一 步通过精馏塔和分子筛以回收乙醇产物。可另选地在随后步骤中去除目标产物，诸如在分 离发酵液之后从固体或液体镏分中去除。
[0071] 木质纤维素生物质发酵过程的木质纤维素糖浆联产品由发酵液或枯竭的发酵液 制得。糖浆制备的示例在US20120102823中有所公开，其以引用方式并入本文。发酵液或枯 竭的发酵液，如全塔馏物，被分离为固体和液体流，其中液体流被称为稀塔馏物。可使用多 种过滤装置，如带束过滤器、压带机、螺杆式压缩机、转筒过滤器、碟式过滤器、Nutsche过滤 器、压力过滤机和离心过滤器。可通过如施用真空、压力或离心力辅助过滤。为了提高过滤 的效率可使用热处理，如公开在共同拥有的和共同未决的US20120178976中的，其以引用方 式并入本文。
[0072] 对木质纤维素生物质水解产物发酵液或枯竭的发酵液进行后续液体/固体分离， 固体镏分或滤饼(也称为湿饼)可以燃烧以为生产过程提供能量。木质纤维素滤饼可在燃烧 前干燥，如空气干燥，以降低水分。湿木质纤维素滤饼组合物包含约35 %至约65 %的水分 (可具有约35%、40%、45%、50%、55%、60%或65%的水分），约20%至约75%的挥发物(可 具有约 20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%或75%的挥发物）， 约35%至约65%的固体(可具有约35%、40%、45%、50%、55%、60%或65%的固体），约1% 至约30%的灰分(可具有约1%、3%、5%、10%、15%、20%、25%或30%的灰分），约5%至约 20 %的固定碳，并且其具有约2，000BTU/lb至约9，000BTU/lb的能量值(可具有约2，000、2， 500、3,000、3,500、4,000、4,500、5,000、5,500、6,000、6,500、7,000、7,500、8,000、8,500或 9,000BTU/lb)。通过确定严格受控的条件下由加热至950°C所引起的重量损失来测量本文 挥发物含量(如在ASTM D-3175中）。典型的挥发物包括氢气、氧气、氮气、乙酸以及一些碳和 硫。根据ASTM D-3174,通过称量在受控条件下燃烧后剩余的残余物来测定灰分。通过将水 分、灰分和挥发物百分比相加，然后用100减去该百分比来计算固定碳的量。通常采用干燥 来实现BTU/lb的较高全范围。
[0073] 液体镏分通过蒸发而进一步纯化以产生能回收的水和糖浆。在蒸发之前，液体镏 分的一部分可回收作为涡流使用，其可添加到过程中需要水的任何一点，如在预处理、糖化 或生物催化剂种子繁殖中。蒸发可在任何蒸发系统中进行，如降膜、升膜、压力环流、板式或 机械和热蒸汽再压缩系统。蒸发可为连续的或分批的，并可用多效蒸发器。蒸发的水可循环 用于木质纤维素生物质水解产物发酵总体过程。
[0074]在蒸发后，剩余的物质为糖浆，其为由木质纤维素生物质制备醇的过程的本发明 糖浆联产品。在一个实施方案中，糖浆组合物包含约40%至约70 %的固体(可具有约40%、 45%、50%、55%、60%、65%或70%的固体），约1(^/1至3(^/1的乙酰胺，至少约4(^/1的糖， 约lg/cm 3至约2g/cm3的密度，以及在100°F(38°C)下小于500SSU的粘度。"SSU"是以秒计的赛 波特通用粘度。可调制蒸发程度来实现期望的固体含量。当用于制备用于糖化的生物质的 预处理过程是使用氨的过程时，木质纤维素糖浆包含至少约5g/l的氨。
[0075] 在本发明方法中，通过燃烧由木质纤维素生物质制备醇的过程的联产品木质纤维 素滤饼和任选的糖浆来产生能量和木质纤维素灰分。在一个实施方案中，糖浆包含如上给 出的组分。在一个实施方案中，滤饼包含如上给出的组分。此外，在燃烧期间添加至少一种 燃烧增强材料。可添加任何适当的燃烧增强材料，诸如砂、碳酸钙和煅烧粘土。以改善燃烧 的量添加燃烧增强材料。在燃烧期间所产生的热能以蒸汽的形式进行回收。
[0076] 在一个实施方案中，组合物包含来自于经燃烧的木质纤维素滤饼和任选的木质纤 维素糖浆的灰分。在一个实施方案中，至少一种经燃烧的燃烧增强材料的灰分存在于组合 物中。所产生的木质纤维素灰分为土地施用组合物。
[0077] 通常，将木质纤维素滤饼、任选的木质纤维素糖浆、以及燃烧增强材料注入燃烧容 器诸如加热炉或锅炉中。这些组分可单独注入，或以任意组合一起注入。在一个实施方案 中，使木质纤维素滤饼和木质纤维素糖浆两者燃烧以产生能量和灰分，并且以至少约2:1的 滤饼与糖浆的比率添加滤饼和糖浆。
[0078] 在一个实施方案中，在燃烧工艺的下游添加至少一种排放控制材料。可添加任何 适当的排放控制材料，诸如氨、水化石灰、碳酸氢钠、以及二碳酸氢三钠二水合物(天然碱）。
[0079] 在一个实施方案中，在至少一种另外类型的燃料的存在下，使木质纤维素滤饼和 任选的木质纤维素糖浆燃烧。可使用任何类型的固体燃料，诸如煤或另一种生物质燃料。因 此，所得灰分包含来自于经燃烧的木质纤维素滤饼和任选的糖浆的灰分，以及来自于燃烧 至少一种另外类型的固体燃料的灰分。
[0080] 可在用于燃烧的设备中可用的各个位置收集木质纤维素灰分。灰分可收集为锅炉 释放料斗灰分、旋风除尘器灰分、袋式除尘器灰分、和/或灰渣。这些类型的灰分可单独或以 任意组合形式用于土地施用组合物，并且其可以以任何比率组合。
[0081] 在一个实施方案中，将由木质纤维素生物质制备醇的过程的联产品附加木质纤维 素糖浆添加至木质纤维素灰分中，以改进处理、储存、以及所得土地施用组合物的施用。在 一个实施方案中，以约1:1至1:9的糖浆与灰分的比率使附加糖浆和灰分混合。比率可为约1 :1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或1:9。在一个实施方案中，组合物包含附加糖浆和灰 分。在各种实施方案中，组合物具有任何这些比率的附加糖浆与灰分的比率。
[0082]在一个实施方案中，对土地施用组合物进行处理以形成丸粒、颗粒或压块。成形为 丸粒、颗粒或压块的土地施用组合物提供便于处理的材料。处理可包括诸如加热、压缩、挤 出、粒化、模塑和/或干燥这些处理。可形成各种形状诸如压块、丸粒、颗粒、不规则形状等 等。例如，可在高温下使混合物通过挤出机，然后通过制粒机后干燥，以形成硬化的燃料丸 粒。可使用通过管芯推动或抽吸半软质固体的任何类型的如本领域技术人员所知的挤出 机。挤出可在高温和/或高压下进行。制粒机可用于减小木质纤维素燃料组合物的体积并增 大其密度，其可单独使用或与挤出组合使用，从而使材料成形为丸粒。
[0083]在各种实施方案中，将土地施用组合物施用于表面诸如未铺路面的道路、垃圾填 埋地、田地、或需要至少一种填充材料和稳定性的场地。土地施用组合物可用于填塞到其中 可使用回填泥土的区域中，诸如用于填塞到空穴中或围绕地基填充。其可用作表面稳定剂 以改善表面的强度和耐久性，并且/或者防止侵蚀。土地施用组合物可施用于未铺路面的道 路或垃圾填埋地以覆盖和/或稳定表面。在垃圾填埋地中，其可用于形成垃圾填埋地和自然 要素诸如风和雨之间界限的屏障，并且也用于增强水分渗透性能。土地施用组合物可施用 于在铺面或重整的制备中的道路，其中其可用作表面基料。其可在表面分级期间被施用。 [0084]在各种实施方案中，在施用于陆地表面之前，使土地施用组合物与土壤、粘土等中 的至少一者混合或一起进行配制。
[0085] 土地施用组合物可施用于田地以稳定土壤和/或用作稳定剂。土地用于组合物包 含植物生长所需的矿质营养素，诸如硫、钾、磷、镁和铁。此外，特别是当将碳酸钙添加至木 质纤维素滤饼和任选的木质纤维素糖浆(作为燃烧过程的一部分）中时，钙含量丰富。钙以 碳酸钙和氧化钙存在，其可以是肥料的组分。
[0086] 实施例
[0087] 本发明将在以下的实施例中进一步阐述。应该理解，这些实施例尽管说明了本发 明的优选实施方案，但仅是以例证的方式给出的。通过上述论述和这些实施例，本领域的技 术人员可确定本发明的必要特征，并且在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可对本发 明进行各种变化和修改以适应多种用途和条件。
[0088]所用缩写的意义如下:wt为重量;lbs.为镑。
[0089] 糖化酶
[0090]八沈€116岱36181500(厶1500)和^111出￡6(^木聚糖酶购自〇31^%〇1].5.111(3·， Genencor，International(Rochester，NY)〇
[0091] 纤维素酶和半纤维素酶生产菌株
[0092] 菌株229:里氏木霉菌株，来源于RL-P37(Sheir_Neiss and Montenecourt，1984， Appl.Microbiol.Biotechnol. 20:46-53)通过诱变和对高纤维素酶产量的选择，采用PEG介 导转化法与β-葡糖苷酶表达盒（cbhl启动子，里氏木霉β-葡糖苷酶1基因，cbhl终止子和 amdS标记）和内切木聚糖酶表达盒（cbhl启动子，里氏木霉xyn3和cbhl终止子）共转化 (Penttila等人，1987，Gene 61(2) :155-64)。众多的转化体被分离出来并检验β-葡糖苷酶 和内切木聚糖酶产量。一个转化体，称为里氏木霉菌株229,被用于本文所述的某些研究中。 [0093] 菌株Η3Α:里氏木霉菌株229采用电穿孔法，与β-木糖苷酶Fv3A表达盒（cbhl启动 子，Fv3A基因，cbhl终止子和alsR标记）、β-木糖苷酶Fv43D表达盒(egl 1启动子，Fv43D基因， 原生Fv43D终止子）以及Fv51Aa-阿拉伯呋喃糖酶表达盒(egll启动子，Fv51A基因，Fv51A原 生终止子)共转化。转化体在包含氯嘧磺隆的Voge 1 s琼脂平板上选择。许多转化体被分离出 来并检验木糖苷酶和L-a-阿拉伯呋喃糖酶产量。里氏木霉整合表达菌株H3A，其重组表达 里氏木霉β-葡糖苷酶1、里氏木霉xyn3、Fv3A、Fv51A、以及Fv43D，被分离出来。
[0094]在菌株H3A发酵期间产生的细胞外蛋白通过离心从细胞群中分离出来，通过经由 1;[111口0^101^分子截留分子量膜进行的膜超滤进行浓缩，并将口!1调节至4.8。使用 Weichse 1 baum和Gorna 11修改的改性的缩二脲方法测定总蛋白，该方法使用牛血清白蛋白 作为校准物（Weichselbaum，1960，Amer.J.Clin.Path· 16:40;Gornall 等人， 1949J.Biol.Chem 177:752)。这种H3A细胞外蛋白制剂本文称为H3A蛋白，它用作组合纤维 素酶和半纤维素酶制剂，在SSF期间影响络合碳水化合物水解。
[0095] 生物催化剂和种菌制剂 _6] 用于发酵的运动发酵单胞菌的起源
[0097]木质纤维素生物质水解产物发酵液可采用可供选择的生物催化剂产生。以下描述 了示例性菌株。作为替代方案，菌株ZW658,保藏号为ATCC#PTA-7858,可用于生产处理用的 木质纤维素生物质水解产物发酵液。
[0098] 运动发酵单胞菌菌株ZW705产自菌株ZW801-4,其采用US 8 247 208所述的方法， 其以引用方式并入本文，在此简要重述。运动发酵单胞菌菌株ZW801-4的培养物生长在如下 的胁迫条件下。ZW801-4是运动发酵单胞菌重组的木糖利用菌株，其描述于US 7,741，119， 其以引用方式并入本文。菌株ZW801-4衍生自菌株ZW800，菌株ZW800衍生自菌株ZW658，它们 均描述于US 7,741，119中。21658通过经由序贯转座事件将两个操纵子（？8&?171六8和 Pgaptaltkt)整合到ZW1(ATCC 31821)基因组中，然后通过对包含木糖的选择培养基的适应 而构建，所述操纵子包含四个编码木糖异构酶、木酮糖激酶、转醛醇酶和转酮醇酶的木糖利 用基因。ZW658以ATCC#PTA-7858保藏。在ZW658中，使用宿主介导的基因双交换同源重组和 作为选择性标记的奇放线菌素抗性使编码葡萄糖-果糖氧化还原酶的基因插入失活以产生 ZW800。使用Cre重组酶，通过位点特异性重组移除由ΙοχΡ位点界定的奇放线菌素抗性标记 以产生ZW801-4。
[0099] ZW801-4的连续培养在250ml搅拌的、pH和温度受控的发酵罐（Sixfors; Bottmingen，Switzer land)中进行。发酵基础培养基是5g/L酵母提取物，15mM磷酸铵，lg/L 硫酸镁，10mM山梨醇，50g/L木糖和50g/L葡萄糖。通过在97天中逐渐提高加到上述连续培养 基中的乙酸铵浓度，同时保持通过特定稀释速率测得的确定生长速率来影响在高浓度乙酸 和氨的存在下的适应生长。将乙酸铵浓度提升至160mM。通过加入磷酸铵至在连续培养139 天的末期最终总铵离子浓度为210mM来实现铵离子浓度的进一步提高。通过接种单菌落并 扩增一个选择的菌落来从适应种群中分离菌株ZW705。
[0100] 菌株AR37-31产自菌株ZW705,并进一步适应在玉米棒水解产物培养基中生长，如 U. S. 8，476，048所公开的，其以引用方式并入本文。ZW705生长于恒浊器中（US 6，686，194; Heuri sko USA，Inc · Newark，DE)，其为连续流动培养装置，其中培养物中的细胞浓度通过控 制培养基到培养物的流动而保持恒定，使得培养物的浊度保持在指定的狭窄限制内。培养 物在连续培养装置中可利用两种培养基生长，一种为静息培养基(培养基A)，一种为刺激培 养基（challenge medium，培养基B)。培养物生长在生长室中的静息培养基上到池度设定 点，然后以稀释速率设定进行稀释以保持细胞密度。通过每10分钟加入一次限定体积的培 养基来进行稀释。当恒池器进入培养基刺激(challenge)模式时，基于在前一次培养基添加 后返回设定点的速率选择加入刺激培养基或静息培养基。生长室中培养基的稳态浓度为培 养基A和培养基B的混合;根据从各个培养基提取的速率决定两种培养基的比例，其允许以 设定的稀释速率保持设定的细胞密度。代表生长室中种群的细胞样品以每周的间隔从恒浊 器外流液中回收(在捕获室）。所述细胞样品在MRM3G6培养基上生长一次并在-80 °C作为甘 油原液保存。
[0101] ZW705生长至一个任意浊度设定点，其表明培养物使用了输入培养基中存在的全 部葡萄糖和大约一半的木糖，以在设定稀释速率下满足细胞密度设定点。使用静息培养基， 其为50 %的HYAc/YE和50 %的MRM3G6.5X4.5NH4Ac 12.3以及刺激培养基，其为HYAc/YE。3周 后分离的菌株用于另一轮恒浊器适应，使用HYAc/YE作为静息培养基以及HYAc/YE加9重 量％乙醇作为刺激培养基。菌株AR37-31在2周后分离，在水解产物培养基中鉴定为一个提 高木糖和葡萄糖利用率、以及提高乙醇产量的菌株。通过序列分析，发现AR37-31在运动发 酵单胞菌基因组开放阅读框中有一个突变，所述开放阅读框编码具有膜转运蛋白性质的蛋 白，并注释为编码镰刀菌酸抗性蛋白。
[0102] 培养基
[0103]每升謝13包含:酵母提取物（1(^)、10^〇4(28)和]\%3〇4*7!120(18)
[0104] MRM3G6包含的是MRM3，其包含60g/L葡萄糖。
[0105] MRM3G6 · 5X4 · 5NH4Acl2 · 3是包含 65g/L 葡萄糖、45g/L 木糖、12 · 3g/L 乙酸铵的 MRM3 [0106] HYAc/YE包含玉米棒（cob)水解产物，其固体通过离心去除并过滤消毒，其包含 68g/L葡萄糖，46g/L木糖和5g/L乙酸盐，补充有6.2g/L乙酸铵和0.5 %酵母提取物，调节至 pH5.8〇
[0107] 木质纤维素生物质处理和发酵
[0108] 将玉米秸杆研磨至3/8〃（0.95〇11)。在140°(：下用14%順3和65%固体预处理6011^11。 在47°C和pH 5.3下用7.8mg/g葡聚糖+木聚糖的酶聚生体糖化96小时。糖化酶为在如上所述 里氏木霉菌株H3A中表达的纤维素酶和半纤维素酶的混合物。所得的水解产物用于发酵。将 10mM山梨醇添加至水解产物中以制备发酵培养基，并将pH调节至5.8。
[0109] 对于种子，使第一冷冻菌株运动发酵单胞菌AR3 7-31原液在33°C下于MRM3G6 (10g/L BBL酵母提取物、2g/L KH2P〇4、lg/L MgS〇4*7H20、60g/L葡萄糖)上生长8小时而不摇 动，作为再生培养基。用再生培养基接种MRM3G10培养基（如同MRM3G6但具有100g/L葡萄 糖），并在摇动下于33°C孵育14-16小时。生长为1.5至3.1的OD600。使用整个培养基来接种种 子发酵罐至约0.05的初始OD 600。
[0110] 在lOg/1 酵母提取物、2g/L KH2P〇4、5g/L MgS〇4*7H20、10mM山梨醇和 150g/L葡萄糖 中进行种子发酵。在33°C和pH 5.5下进行种子发酵。在首次观察到葡萄糖减少至小于50g/L 后收获种子，使用YSI 2700SELECT?生物化学分析仪（YSI Life Sciences;Yellow Springs，0H)测定葡萄糖。
[0111] 在发酵罐中，将种子添加至水解产物培养基中。使发酵在30°C_33°C下进行48-72 小时。
[0112] 木质纤维素糖浆和滤饼
[0113] 蒸馏发酵液以回收乙醇并过滤剩余的全塔馏物。使液体镏分通过蒸发器以除去塔 顶水，并且产生木质纤维素糖浆。固体镏分为木质纤维素滤饼。
[0114] 电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)
[0115] ICP-AES：
[0116] 电感耦合等离子体-原子发射光谱法:采用氩气通过喷雾器将样品含水溶液栗为 热等离子体并对其进行雾化。对样品进行激发，从而发射其元素的光波长特征。在使元素的 波长于光电倍增检测器上分离的光栅上通过光度计反射镜对光进行反射。RSD:25%L0D:< lppm
[0117] 制备:
[0118] 在将含水样品引入器械之前，其可仅需要稀释。非含水溶液、包含有机化合物和固 体物质的溶液需要酸消解(盐酸和/或硝酸）、微波消解或弹消解。对于有机物，采用氧弹燃 烧。对于无机物，采用熔解、碱或酸溶解。
[0119] 弹消解:
[0120]将一克样品称重到包含0. lg Na2C03和5ml去离子水的弹杯中。使样品熔融并将其 置于氧弹中。置于水浴中的弹装载有20托的氧气，然后将其引爆。将弹冷却至室温，并且从 浴槽中取出。使弹恢复到大气压并打开。弹内侧用去离子水洗涤并转移至容量瓶。添加5ml 的HC1以使溶液酸化，并将样品稀释至容积并对其进行分析。
[0121] 通过ICP定性的半定量扫描的可见元素:
[0122] Ag、Al、As、Au、B、Ba、Be、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Cs、Cu、Dy、Er、Eu、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、Ho、 In、Ir、K、La、Li、Lu、Mg、Mn、Mo、Na、Nb、Nd、Ni、0s、P、Pb、Pd、Pr、Pt、Rb、Re、Rh、Ru、S、Sb、Sc、 Se、Si、Sm、Sn、Sr、Ta、Tc、Te、Th、Ti、n、Tm、V、U、W、Y、Yb、Zn、Zr。
[0123] 燃烧(CHN)分析
[0124] 使样品在纯氧环境中燃烧;经由氦气通过系统载送气体，转换并测量为C02、H20、N2 和S02。在稳态条件下分离产物气体并通过导热性或IR对其进行检测。C、H和N方法基于普雷 格尔法（Pregl)(CH)和杜马斯法（Dumas) (NhKHNiSTM D5291)。精度：+/-0· 30%L0D:< 0.10%
[0125] 实施例1
[0126] 木质纤维素滤饼和木质纤维素糖浆的燃烧
[0127] 将湿滤饼进料至燃烧室(加热炉）中，并同时将糖浆单独注入同一燃烧室中，从而 将材料用作燃料并以蒸汽的形式回收热能。滤饼与糖浆的比率基于经燃烷基重为大约65% 的滤饼与35%的糖浆。将包含煅烧粘土和石灰石的燃烧增强材料也进料至燃烧区中，其与 滤饼一起进料或单独进料。在燃料燃烧之前或期间两者，将燃烧材料进料至加热炉中。
[0128] 在燃烧工艺的下游注入排放控制材料。这些材料为氨、石灰石和碳酸氢钠，将这些 材料添加至满足排放要求所需的程度。
[0129] 在各个位置收集的灰分为:来自床或炉栅、锅炉或烟道气管道释放料斗的灰渣、来 自旋风收集器的旋风除尘器灰分、以及来自袋式除尘颗粒收集装置的袋式除尘器灰分。在 单独的或共用的灰分收集系统中，将灰分和未用完的燃烧增强和排放控制材料与反应过的 排放控制材料一起收集。
[0130] 实施例2
[0131] 滤饼和糖浆灰分的表征
[0132] 元素分析
[0133] 使代表灰分样品的旋风除尘器、袋式除尘器和熔渣材料经受电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)和燃烧(CHN)分析来测定元素组成。结果给出于表1中。元素分析 结果表明灰分包含几种组分(包括Ca、K和S)，其具有农业土壤改良的潜在价值。
[0134] 表1.由源于发酵的木质素滤饼和高固体糖浆的燃烧得到的灰分的元素组成
[0135]
[0136]
[0137] hDLz 低于检测限（20ppm)
[0138] 组分分析
[0139] 使代表灰分样品的旋风除尘器、袋式除尘器和熔渣材料经受粉末X射线衍射分析 来对结晶相进行鉴定和定量。通过在研钵和研杵中碾磨来制备灰分样品。将得自各个样品 的粉末压制到带有载玻片的块状样本夹持器中以用于分析。通过2Θ来收集数据:在配备有 铜射线管、仲聚焦光学器件、计算机控制的狭缝和衍射光束单色器的Rigaku Ultima-Ill衍 射仪上进行2Θ扫描。将X射线衍射强度绘成平方数来加强较弱的峰，并且将峰的形状和位置 与ICDD/1CSD衍射数据库比较来识别存在于各个样品中的结晶相。使用WPF (全谱拟合)对灰 分样品进行定量分析。结果给出于表2中。
[0140] 表2由源于发酵的木质素滤饼和高固体糖浆的燃烧得到的灰分的组分分析
[0141]
[0143]组分分析结果确认了含有Ca、K和S的化合物的存在，并且进一步识别出显著浓度 的能够增大土壤pH的几种化合物，包括CaC03、CaO和Ca (0H) 2。
[0144] 钾溶解度和石灰当量分析
[0145] 进行实验室测试来估计K可用性和灰分的石灰（CaC03)当量(CCE)。这些测量均与 作为用于作物生产的土壤改良剂的灰分的值正相关。根据ASTM International C25-ll(第 33部分）测定灰分的CCE。标准测试方法用于石灰石、生石灰和水化石灰的化学分析(ASTM International,lOOBarr Harbor Drive,P0 Box C700,ffest Conshohocken,PA 19428-2959,美国）。采用Mehlich 3酸萃取来测定钾可用性(Mehlich，A. 1984.Mehlich-3soil test extractant：a modification of Mehlich_2extractant·Commun·Soil Sci.Plant Anal.l5(12):1409-1416)。
[0146] 实验室测试表明存在于袋式除尘器灰分中的K是高度可溶的（90-100 % )，并且存 在于旋风除尘器灰分中的K是中度可溶的（50-70%)。旋风除尘器灰分二者的有效碳酸钙当 量值的范围平均为50-70%。
[0147] 实施例3(预测的)
[0148] 田地评估灰分作为用于作物生产的土壤改良剂
[0149] 当作为用于作物生产的土壤应用使用时，进行田地测试来评估灰分的K、S和CaC03 (石灰)值。施用田地试验的灰分由80%旋风除尘器材料和20%袋式除尘器材料组成。实验 处理包括在作物种植之前以不同量施用于土壤的不同量的灰分和能与之相比的肥料物质， 并且列出于表3。
[0150] 表3灰分和对照物的田地施用
[0151]
[0152] 1 1有效的碳酸钙当量
[0154]以随机完全区集(RCB)实验设计平行测定各个处理四次。各绘图为10x 12ft面积。 收集并分析土壤和作物样品。
【主权项】
1. 一种组合物，所述组合物包含通过燃烧木质纤维素滤饼和任选的木质纤维素糖浆所 产生的灰分，其中所述滤饼和糖浆是由木质纤维素生物质制备醇的过程的联产品。2. 根据权利要求1所述的组合物，还包含经燃烧的燃烧增强材料。3. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述糖浆包含： a) 约40 %至约70 %的固体； b) 约10g/l至约30g/l的乙酰胺;和 c) 至少约40g/l的糖； 其中所述糖浆具有约lg/cm3至约2g/cm3的密度和在100°F(38°C)下小于500SSU的粘度。4. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述由纤维素生物质制备醇的过程使用氨来预 处理所述木质纤维素生物质，并且所述糖浆包含至少约5g/l的氨。5. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述滤饼包含： a) 约35 %至约65 %的水分； b) 约20 %至约75 %的挥发物； c) 约35 %至约65 %的固体； d) 约1 %至约30 %的灰分含量;和 e) 约5 %至约20 %的固定碳； 其中所述滤饼具有约2,000BTU/lb至约9,000BTU/lb的能量值。6. 根据权利要求1所述的组合物，其中所述木质纤维素生物质选自玉米棒、玉米秸杆、 草、小麦秸杆、大麦秸杆、干草、稻杆、柳枝稷、废纸、甘蔗渣、高粱植物材料、大豆植物材料、 木本植物、蔬菜、水果、花、棕榈空果串和能源甘蔗。7. 根据权利要求1所述的组合物，还包含至少一种燃烧增强材料的灰分。8. 根据权利要求1所述的组合物，还包含附加糖浆，所述附加糖浆是由木质纤维素生物 质制备醇的过程的联产品。9. 根据权利要求8所述的组合物，其中所述附加糖浆与所述灰分具有1:1至1:9的比率。10. 根据权利要求8所述的组合物，其中所述组合物为丸粒、颗粒或压块的形式。11. 一种用于产生能量和土地施用组合物的方法，所述方法包括： f) 提供木质纤维素滤饼，其为由木质纤维素生物质制备醇的过程的联产品； g) 任选地提供木质纤维素糖浆，其为由木质纤维素生物质制备醇的过程的联产品； h) 提供至少一种燃烧增强材料； i) 将所述(a)的滤饼、任选的所述(b)的糖浆以及所述(c)的燃烧增强材料添加至容器； 以及 j) 使所述容器的内容物燃烧； 其中产生能量和木质纤维素灰分;并且其中所述木质纤维素灰分为土地施用组合物。12. 根据权利要求10所述的方法，还包括在燃烧工艺的下游添加排放控制材料。13. 根据权利要求11所述的方法，其中所述糖浆包含： a) 约40 %至约70 %的固体； b) 约10g/l至约30g/l的乙酰胺;和 c) 至少约40g/l的糖； 其中所述糖浆具有约lg/cm3至约2g/cm3的密度和在100°F(38°C)下小于500SSU的粘度。14. 根据权利要求11所述的方法，其中所述由纤维素生物质制备醇的过程使用氨来预 处理所述木质纤维素生物质，并且所述糖浆包含至少约5g/l的氨。15. 根据权利要求11所述的方法，其中所述滤饼包含： a) 约35 %至约65 %的水分； b) 约20 %至约75 %的挥发物； c) 约35 %至约65 %的固体； d) 约1 %至约30 %的灰分含量;和 e) 约5 %至约20 %的固定碳； 其中所述滤饼具有约2,000BTU/lb至约9,000BTU/lb的能量值。16. 根据权利要求11所述的方法，其中所述木质纤维素生物质选自玉米棒、玉米秸杆、 草、小麦秸杆、大麦秸杆、干草、稻杆、柳枝稷、废纸、甘蔗渣、高粱植物材料、大豆植物材料、 木本植物、蔬菜、水果、花、棕榈空果串和能源甘蔗。17. 根据权利要求11所述的方法，其中（e)的燃烧在至少一种附加固体燃料的存在下进 行。18. 根据权利要求11所述的方法，还包括将附加木质纤维素糖浆添加至所述木质纤维 素灰分中，所述附加木质纤维素糖浆为由木质纤维素生物质制备醇的过程的联产品。19. 根据权利要求18所述的方法，其中以1:1至1:9的比率将所述附加糖浆添加至所述 灰分中。20. 根据权利要求11所述的方法，还包括使所述土地施用组合物成形为丸粒、颗粒或压 块。21. -种用于增强陆地表面的方法，所述方法包括将根据权利要求1或8所述的组合物 施用于陆地表面。22. 根据权利要求21所述的方法，还包括在施用于陆地表面之前使所述组合物与土壤 或粘土混合。23. 根据权利要求21所述的方法，其中所述陆地表面选自田地、道路、垃圾填埋地以及 需要至少一种填充材料和稳定性的场地。24. 根据权利要求21所述的方法，其中所述表面为田地并且所述组合物用作稳定剂或 肥料。25. 根据权利要求21所述的方法，其中所述表面为道路并且所述组合物在筑路用于铺 面或重整期间施用。26. 根据权利要求21所述的方法，其中所述表面为垃圾填埋地并且所述组合物用作稳 定剂、覆盖材料、垃圾填埋地与自然要素的界限之间的屏障、以及水分渗透性增强剂中的至 少一者。
【文档编号】C10L5/04GK105916831SQ201480067171
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年10月10日
【发明人】A.H.赫格根斯塔勒, S.W.奥格勒, S.C.维拉卡斯, D.W.伍德, J.C.德鲁伊特
【申请人】纳幕尔杜邦公司