级分和所述第 二液体级分中的至少一种。
[0271] 22.项目21的方法，其中所述木质素级分和所述第二液体级分中的至少一种被冷 却到约180°C至约240°C的温度。
[0272] 23.项目22的方法，进一步包括快速冷却所述木质素级分和所述第二液体级分中 的至少一种。
[0273] 24.项目23的方法，其中所述木质素级分和所述第二液体级分中的至少一种被快 速冷却到约20°C至约90°C。
[0274] 25.项目1的方法，进一步包括所述水解步骤之后的第二分离步骤，其中所述木质 素级分和所述第二液体级分被分离。
[0275] 26.项目1的方法，进一步包括：
[0276]第二水解步骤，其中使所述第二液体级分与第三近临界或亚临界流体接触，以产 生包含葡萄糖单体的第三液体级分；
[0277]其中所述第三近临界或亚临界流体包括水和任选地酸。
[0278] 27.项目26的方法，其中所述第二水解步骤在约220°C至约320°C的温度发生。
[0279] 28.项目26的方法，其中所述第二水解步骤在约30bar至约90bar的压力发生。
[0280] 29.项目26的方法，其中所述第二水解步骤在约240°C至约300°C的温度和约35bar 至约85bar的压力发生。
[0281 ] 30.项目26的方法，其中所述酸以催化量存在。
[0282] 31.项目26的方法，其中所述酸以少于约1%的量存在。
[0283] 32.项目26的方法，其中所述酸选自氢氟酸，盐酸，氢溴酸，氢碘酸，硫酸，磺酸，磷 酸，膦酸，硝酸，亚硝酸，以及它们的组合。
[0284] 33.项目26的方法，其中所述第二液体级分在所述第二水解步骤中的停留时间为 约1秒至约30秒。
[0285] 34.项目26的方法，其中所述第二水解步骤的至少一种产物被随后冷却到低于所 述第二水解步骤的温度的温度。
[0286] 35.项目26的方法，其中所述第三液体级分包含羟乙醛。
[0287] 36.项目39的方法，其中所述羟乙醛以理论最大产率的至少10%的量存在。
[0288] 37.项目1的方法，其中在所述水解步骤之后，将施加在所述固体基质上的压力降 低到约105kPa或更低。
[0289] 38.项目1的方法，其中在所述水解步骤之后，进一步包括降低施加在所述固体基 质上的压力，从而使所述木质素沉淀。
[0290] 39.项目42的方法，其中除了通过过滤之外而回收所述木质素。
[0291 ] 40.项目42的方法，其中所述木质素是通过撇取被回收的。
[0292] 41.项目1的方法，进一步包括：
[0293] 低聚木糖水解步骤，其中使所述第一液体级分与第四近临界或亚临界流体接触， 以产生分包含木糖单体的第四液体级分；
[0294]其中所述第四近临界或亚临界流体包括水和任选地酸。
[0295] 42.项目41的方法，其中所述酸选自氢氟酸，盐酸，氢溴酸，氢碘酸，硫酸，磺酸，磷 酸，膦酸，硝酸，亚硝酸，以及它们的组合。
[0296] 43.项目41的方法，其中所述酸以少于约1 %的量存在。
[0297] 44.项目41的方法，其中所述低聚木糖水解步骤在约220°C至约320°C的温度发生。
[0298] 45.项目41的方法，其中所述低聚木糖水解步骤在约30bar至约90bar的压力发生。
[0299] 46.项目41的方法，其中所述低聚木糖水解步骤在约240°C至约300°C的温度和约 35bar至约85bar的压力发生。
[0300] 47.项目41的方法，其中所述第二液体级分在所述低聚木糖水解步骤中的停留时 间为约1秒至约30秒。
[0301] 48.项目41的方法，其中在所述低聚木糖水解步骤之后，所述第四液体级分被冷却 到低于所述低聚木糖水解步骤的温度的温度。
[0302] 49.加工生物质的方法，其包括：
[0303]预处理步骤，其中使所述生物质与第一超临界、近临界或亚临界流体接触以形成 经预处理的浆，所述经预处理的浆包括固体基质和包含低聚木糖的第一液体级分；
[0304] 其中所述第一超临界、近临界或亚临界流体包括水和任选地C02;和
[0305]其中所述第一超临界、近临界或亚临界流体基本上不含&_C5醇；
[0306]第一分离步骤，其中所述固体基质和所述第一液体级分被分离；
[0307]第一水解步骤，其中使所述固体基质与第二超临界或近临界流体接触，以形成不 可溶的含有木质素的级分和包含纤维寡糖的第二液体级分；
[0308]其中所述第二超临界或近临界流体包括水和任选地C02;和
[0309] 其中所述第二超临界或近临界流体基本上不含&-C5醇；
[0310] 第二分离步骤，其中所述不可溶的含有木质素的级分和所述第二液体级分被分 离;和
[0311] 第二水解步骤，其中使所述第二液体级分与第三近临界或亚临界流体接触以形成 包含葡萄糖单体的产物；
[0312]其中所述第三近临界或亚临界流体包括水和任选地酸。
[0313] 50.项目49的方法，进一步包括：
[0314]第三水解步骤，其中使所述第一液体级分与第四近临界或亚临界流体接触以形成 包含木糖单体的第二产物；
[0315]其中所述第四近临界或亚临界流体包括水和任选地酸。
[0316] 51.增加由生物质产生的木糖水平的方法，所述方法包括：
[0317]在第一温度和第一压力使所述生物质分级以形成：
[0318] 固体级分，其包含纤维素和不可溶木质素;和
[0319] 第一液体级分，其包含选自低聚木糖、木糖及其混合物的可溶性C5糖；
[0320]在第二压力，使所述固体级分与所述第一液体级分分离;其中所述第一压力与所 述第二压力基本上相同；
[0321] 在第二温度向所述第一液体级分中添加含水的酸以增加所述液体级分中所述可 溶性(：5糖的水平，以形成第二液体级分;和
[0322] 任选地，水解所述第二液体级分以形成木糖。
[0323] 52.项目51的方法，
[0324] 其中所述分级包括使所述生物质与包含水和任选地二氧化碳的第一反应流体接 触，所述第一反应流体的温度和压力在二氧化碳的临界点以上，并且所述第一反应流体的 所述温度和所述压力中的至少一项在水的临界温度和临界温度以下。
[0325] 53.项目51的方法，
[0326] 其中所述第一液体级分中的所述低聚木糖具有约2聚体单元至约25聚体单元;且
[0327] 其中所述第二液体级分中的所述低聚木糖具有约2聚体单元至约15聚体单元。
[0328] 54.项目51的方法，其中所述含水的酸选自有机酸和无机酸。
[0329] 55.项目54的方法，其中所述无机酸是稀释的硫酸。
[0330] 56.项目57的方法，其中所述木糖的产率为理论产率的至少70%。
[0331] 57.通过项目51的方法产生的产品。
[0332] 58.增加由木质纤维素生物质产生的葡萄糖水平的方法，所述方法包括：
[0333] 提供分级的生物质，其包括：
[0334] 第一固体级分，其包含纤维素和不可溶木质素；以及 [0335]第一液体级分；
[0336] 将所述固体级分与水混合以形成浆；
[0337] 将所述浆预加热至低于水的临界点的温度；
[0338] 使所述浆与第二反应流体接触，以形成：
[0339]第二固体级分，其包含不可溶木质素;和
[0340] 第二液体级分，其包含选自纤维寡糖、葡萄糖，以及它们的
[0341] 混合物的糖；
[0342] 其中所述第二反应流体包括水和任选地二氧化碳，所述第二反应流体具有水和二 氧化碳的临界点以上的温度和压力;和
[0343] 将所述反应混合物的温度降低至水的临界点以下的温度;和
[0344] 任选地，水解所述第二液体级分以形成葡萄糖。
[0345] 59.项目58的方法，其中所述方法是持续的。
[0346] 60.项目58的方法，其中所述将所述反应混合物的温度降低至水的临界点以下的 温度包括使所述反应混合物与包含水的组合物接触。
[0347] 61.项目58的方法，其中所述将所述反应混合物的温度降低至水的临界点以下的 温度包括使所述反应混合物与包含水和酸的组合物接触，其中所述酸的水平为按重量少于 约10%，基于所述组合物的总重量。
[0348] 62.项目58的方法，其中所述经分级的生物质是如下制备的：使所述生物质与包含 水和任选地二氧化碳的第一反应流体接触，所述第一反应流体具有二氧化碳的临界点以上 的温度和压力，并且所述第一反应流体的所述温度和所述压力中的至少一项在水的临界温 度和临界温度以下。
[0349] 63.项目58的方法，其中所述预加热是在约245°C至约255°C的温度和约200bar至 约260bar的压力进行的。
[0350] 64.项目58的方法，其中所述使所述浆与第二反应流体接触是在约358°C至约380 °C的温度和约200bar至约260bar的压力进行的。
[0351] 65.项目58的方法，其中所述使所述反应混合物的温度降低是在约260°C至约280 °C的温度和约200bar至约260bar的压力进行的。
[0352] 66.项目58的方法，其中所述葡萄糖的产率为理论产率的至少约63%。
[0353] 67.通过项目58的方法产生的产品。
[0354] 68.组合物，其包含：
[0355] 按重量至少约63%的葡萄糖，基于所述组合物的总重量；
[0356] 水；
[0357] 按重量少于约13.0 %的羟乙醛，基于所述组合物的总重量；
[0358] 按重量少于约2.0 %的乙醇酸，基于所述组合物的总重量;并且
[0359] 其中所述葡萄糖是使用超临界流体提取从生物质中提取的。
[0360] 69.用于持续转化生物质的设备，其包括：
[0361] 预处理反应器;和
[0362]与所述预处理反应器相关联的水解反应器。
[0363] 70.项目69的设备，其中所述预处理反应器包括挤出机。
[0364] 71.项目69的设备，其中所述预处理反应器进一步适于分离经预处理的组合物，所 述经预处理的组合物包含第一液体级分和固体基质。
[0365] 72.项目69的设备，其中所述预处理反应器包括第一引流管，其中所述第一液体级 分通过所述第一引流管离开所述预处理反应器。
[0366] 73.项目69的设备，其中所述预处理反应器适于将所述固体基质持续添加到所述 水解反应器中。
[0367] 74.项目69的设备，其中所述预处理反应器包括喷射器，所述喷射器适于将所述固 体基质转移至所述水解反应器。
[0368] 75.项目74的设备，其中所述喷射器包括蒸汽入口，所述蒸汽入口适于使得所述固 体基质响应于蒸汽的升高的压力而被转移至所述水解反应器。
[0369] 76.项目69的设备，其中所述水解反应器包括挤出机。
[0370] 77.项目76的设备，其中所述水解反应器进一步适于分离经水解的组合物，所述经 水解的组合物包含第二液体级分和不可溶木质素级分。
[0371 ] 78.项目69的设备，其中所述水解反应器包括第二引流管，其中所述第二液体级分 通过所述第二引流管离开所述转移工具。
[0372] 79.项目69的设备，其中所述预处理反应器包含锥形反应器。
[0373] 80.项目69的设备，其中所述预处理反应器包括持续搅拌的箱反应器。
[0374] 81.项目69的设备，其中所述持续搅拌的箱反应器包括与电动机相关联的、灵活的 叶片叶轮，所述电动机与所述持续搅拌的箱反应器相关联。
[0375] 82.项目69的设备，其进一步包括沿着所述预处理反应器的长度而相关联的多个 水注射装置，所述水注射装置适于允许通过经所述水注射装置注射包含水的溶液而调整所 述预处理反应器的温度和压力，所述溶液具有已知的温度。
[0376] 84.项目69的设备，其进一步包括沿着所述预处理反应器的长度而相关联的多个 温度控制装置，所述温度控制装置适于允许通过注射具有已知温度的流体而调整所述预处 理反应器的温度。
【主权项】
1. 用于持续处理生物质的方法，所述方法包括： 预处理步骤，其中使所述生物质与第一超临界、近临界或亚临界流体接触以形成固体 基质和第一液体级分； 其中所述第一超临界、近临界或亚临界流体包括水和任选地c〇2;和 其中所述第一超临界、近临界或亚临界流体基本上不含Ci-C5醇；以及 水解步骤，其中使所述固体基质与第二超临界或近超临界流体接触以产生第二液体级 分和不可溶的含有木质素的级分； 其中所述第二超临界或近临界流体包括水和任选地c〇2;和 其中所述第二超临界或近临界流体基本上不含&-(:5醇。2. 权利要求1的方法，其中所述第一超临界、近临界或亚临界流体包含少于约10%的二 氧化碳。3. 权利要求1的方法，其中所述预处理步骤在所述第一超临界、近临界或亚临界流体的 至少一种组分的临界点以下的温度和压力发生。4. 权利要求1的方法，其中所述预处理步骤在约150°C至约300°C的温度进行。5. 权利要求1的方法，其中所述预处理步骤在约50bar至约115bar的压力进行。6. 权利要求1的方法，其中所述生物质在所述预处理步骤中的停留时间为约1分钟至约 5分钟。7. 权利要求1的方法，其中所述固体基质和所述第一液体级分中的至少一种被冷却到 所述预处理步骤的温度以下的温度。8. 权利要求9的方法，其中所述固体基质和所述第一液体级分中的至少一种被冷却到 约20°C至约90°C。9. 权利要求1的方法，其在所述预处理步骤之后和所述水解步骤之前进一步包括第一 分离步骤，其中所述固体基质和所述第一液体级分被分离。10. 权利要求9的方法，其中使用挤出机或离心压力来进行所述第一分离步骤。
【专利摘要】公开了用于持续处理生物质的方法，所述方法包括预处理步骤，其中使所述生物质与第一超临界、近临界或亚临界流体接触以形成固体基质和第一液体级分；和水解步骤，其中使在所述预处理步骤中形成的所述固体基质与第二超临界或近超临界流体接触以产生第二液体级分和不可溶的含有木质素的级分。还公开了用于持续转化生物质的设备，所述设备包括预处理反应器和与所述预处理反应器相关联的水解反应器。
【IPC分类】C13K13/00, C13K1/02, C13K1/04
【公开号】CN105525043
【申请号】CN201510907463
【发明人】S·吉拉姆贝, K·L·卡达姆
【申请人】瑞恩麦特克斯股份有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2011年1月19日
【公告号】CA2769746A1, CA2769746C, CA2815597A1, CN102859066A, CN102859066B, EP2526225A1, US8968479, US9359651, US20120291774, US20130239954, WO2011091044A1