用于各种生物质的环境温度分级和提取的方法

用于各种生物质的环境温度分级和提取的方法
【专利摘要】本发明提供了用于将生物质分级成其单独组分的方法。该方法包括对生物质进行预处理，所述预处理可包括机械改变纤维和/或使生物质与溶剂接触，以提供流态化的生物质。可使经预处理的流态化的生物质经受高频脉冲和剪切力而没有使生物质的一种或更多种组分变性，以提供第一液态级分和第一分级生物质。随后可从第一分级生物质中离析或分离第一液态级分。可将生物质分离、离析或纯化成木质素、用在药物或营养品中的提取物、纤维素、半纤维素和其它糖及蛋白质。
【专利说明】用于各种生物质的环境温度分级和提取的方法
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请对2013年8月12日提交的美国临时专利申请序列号61/864,853和2013年11月27 日提交的美国临时专利申请序列号61/909,418要求优先权，通过引用将上述专利申请的公 开内容如被陈述般以其整体并入本文。
[0002] 发明领域 本发明涉及将生物质分级和/或提取成其组分的方法。在该方法中提供的级分和提取 物的实例包括木质素、纤维素、半纤维素、其它糖、蛋白质、果胶和用作药物或营养品 (nutraceuticals)的提取物的提取、离析（isolation)和制备。
[0003] 发明背景 天然的纤维素原料被典型地称作"生物质"。已将很多类型的生物质，包括木材、纸、农 业残渣、草本作物和木质纤维素城市和工业固体废弃物视作用于生产和制备各种各样的物 品的原料。因此，生物质作为化学原料的成功商业用途取决于其各种成分的分离。在生物质 的生产、收获、储存、运输和处理中经常需要很多步骤，以产生有用的产品。处理中的一个步 骤是将生物质分离或分级成其主要的组分:该生物质的半纤维素、纤维素和木质素。已调查 研究了很多方法来解开(生物质的)复杂结构。然而，这些方法中很多要求使用苛刻的、对环 境不友好的化学品和/或条件，以将生物质分解成其单独组分。
[0004] -旦已实现分离成各组分，那么就打开了用于将各组分进一步处理成可销售的产 品的各种各样的途径。例如，从生物质生产诸如生物燃料、聚合物和胶乳替代品之类的产品 的可能性近来已受到很多关注。这种关注归因于大量纤维素原料的可利用性、使废弃纤维 素材料的燃烧或填埋最少化的需求以及糖和纤维素作为取代基于油的产品的原材料的有 用性。诸如来自天然纤维素原料的木质素、提取物和蛋白质之类的其它生物质成分也具有 潜在的市场价值。
[0005] 因此，对用于将固态生物质分离成其构成组分的改善的系统和方法存在着需求， 该系统和方法考虑了诸如事关环境和能量(的因素）、效率和成本有效性之类的因素。
[0006] 发明概述 应当意识到，提供本概述以采取简单化形式引入一系列概念，在以下详述中进一步描 述这些概念。本概述不意欲鉴别本公开内容的关键特征或必需特征，也不意欲限制本发明 的范围。
[0007] 本发明提供用于将生物质分级成其单独组分的方法。本发明的方法可容易地适应 于大规模生产，并可不使用对环境不友好的化学品和苛刻的处理条件(例如高温和高压)来 实施。该方法包括对生物质进行预处理，其可包括机械改变纤维且/或使生物质与溶剂接 触，以提供流态化的生物质。可使经预处理的流态化的生物质经受高频脉冲和剪切力而没 有使生物质的一种或更多种组分变性，以提供第一液态级分和第一分级生物质。随后可将 第一液态级分进一步分离、离析或纯化。
[0008] 附图简述 图1描绘了流程图，其概述了本发明方法的实施方式； 图2描绘了流程图，其概述了本发明方法的另一种实施方式。
[0009] 优选实施方式的详述 在以下详述中，详细地描述了本发明的实施方式，以使得能够实践本发明。虽然参考这 些具体的实施方式来描述本发明，但是应意识到，可以不同的形式来将本发明具体化，且不 应将本发明解释为局限于本文陈述的实施方式。相反，提供这些实施方式以致本公开内容 将是彻底且完整的，并将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
[0010] 在本文发明的说明书中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，且不意欲限 制本发明。除非上下文另外清楚地指明，否则如在本发明的说明书和所附的权利要求书中 所使用的单数形式"一种/个"（~〃、〃&11〃)和"所述/该"（'以〃)也意欲包括复数形式。本发 明包括从对以下详述的考虑中将变得显而易见的众多替代物、修改和等价物。
[0011]应理解，虽然术语"第一"、"第二"、"第三"、〃a)〃、〃b)〃和〃c)〃等在本文中可用于描 述本发明的各种要素，但是(本发明）不应受这些术语限制。这些术语仅用于将本发明的一 个要素与另一个要素相区别。因此，以下讨论的第一要素可称作一个要素方面，且类似地， 第三（要素）而没有背离本发明的教导。因此，术语"第一"、"第二"、"第三"、〃a)〃、〃b)〃和〃 c) 〃等不意欲必需将顺序或其它等级传达至相关的要素，而仅用于鉴别目的。除非另外具体 指明，否则操作(或步骤)的顺序不局限于在权利要求书或附图中所呈现的次序。
[0012] 除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发 明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。应进一步理解，应将术语(例如 在常用词典中定义的那些)解释为具有与它们在本申请的上下文和相关领域中的含义相一 致的含义，且不应以理想化的或过度形式的意义来解释，除非本文明确这样地定义。在本文 发明的说明书中使用的术语仅用于描述特定的实施方式的目的，且不意欲限制本发明。通 过引用将本文提到的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献以其整体并入。在术语冲 突的情况下，以本说明书为准。
[0013] 也如本文所使用的，"和/或"是指并包括一种或更多种相关的列举项目的任何和 所有可能的组合，以及当以二者择一（"或"）解释时，缺乏组合。
[0014] 除非上下文另外指明，否则明确意欲可以任何组合来使用本文描述的发明的各种 特征。此外，本发明还考虑在本发明的一些实施方式中，可排除或省略本文陈述的任何的特 征或特征组合。举例说明而言，若说明书陈述复合物包含组分A、B和C，则明确意欲可省略和 不要求保护A、B或C中任一种，或它们的组合。
[0015] 将如本文所使用的连接短语"基本由……构成"（和语法变体)解释为包括所叙述 的材料或步骤"和不实质上影响所要求保护的发明的基本的和新颖的一种或更多种特性的 那些"。参见，关于Herz, 537 F.2d 549，551-52，190 U.S.P.Q. 461，463 (CCPA 1976) (在原文中强调）；还参见MPEP § 2111.03。因此，不应将如本文所使用的术语"基本由…… 构成"解释为等同于"包含"。
[0016] 当涉及可测量的值(诸如，例如量或浓度等等)时，如本文所使用的术语"大约"意 味着包括所规定的量的±20%、± 10%、±5%、± 1%、±0.5%或甚至±0.1%的变化。本文提供的 可测量值的范围可包括在其中的任何其它的范围和/或单独值。
[0017] 术语"生物质"包括任何未变成化石的（即，可更新的）有机物质。各种类型的生物 质可包括植物生物质、动物生物质(任何的动物副产品(animal by-product)、动物废弃物 等)和城市废弃物生物质(去除诸如金属和玻璃之类的可回收物的住宅和小型商业垃圾）。
[0018] 术语"植物生物质"或"木质纤维素生物质"实际上包括在可持续的基础上能量可 利用的任何源自植物的有机物质(木质或非木质的）。"源自植物的"必须包括牵涉种子的产 生的有性繁殖植物部分(例如花芽、花、果实和种子)和无性(vegetative)部分(例如叶、根、 叶芽和茎）二者。植物生物质可包括但不限于农作物废弃物和残渣，例如玉米秸杆（corn stover)、麦杆、稻草、甘鹿渣等等。植物生物质进一步包括但不限于木本能量作物、木材废 弃物和残渣，例如树木(tree)、针叶木林间伐材(softwood forest thinnings)、树皮类废 弃物、锯肩、纸和纸浆工业废料流、木纤维、草本植物材料酿造废弃物等等。另外，草料作物 (grass crops)(例如柳枝稷(switchgrass)、冰草(wheatgrass)等等)具有以大规模量来生 产和提供另一种植物生物质的重要来源的潜力。对于城市地区，最佳的潜在植物生物质原 料包含庭院废弃物（例如修剪的草肩（grass clippings)、叶、修剪的树肩（tree clippings)、灌木丛等)和植物处理废弃物。
[0019] 生物质包含三种基本的化学组分/级分，即，半纤维素、纤维素和木质素。取决于该 生物质，生物质还可包括较少量的蛋白质、提取物、果胶和灰分。具体地，半纤维素是包含戊 糖和己糖木聚糖（xylon)、葡糖醛酸木聚糖（glucuronoxylon)、阿拉伯木聚糖 (8抑13；[11(?71011)、葡甘露聚糖(8111001]^1111011)和木糖葡聚糖的聚合物(基质多糖）。所述糖被 乙酸高度取代，且因其分支结构，半纤维素是无定形的。半纤维素还易于经由水解而裂解。 对比之下，纤维素是通过β-糖苷键将葡萄糖键合在一起以形成长的直链的线形聚合物（多 糖）。氢键合可发生在纤维素链之间，导致抗裂解的刚性晶体结构。木质素是酚分子的聚合 物，并且是疏水性的。它为植物提供结构完整性，即，它是维持植物完整的胶。
[0020] 在例如植物生物质（例如玉米秸杆）中的半纤维素、纤维素和木质素的典型的范围 是：
[0021] "环境温度"包括本发明的方法发生的环境的温度。环境温度可包括但不限于"室 温"和在10至40 °C (50至104 °F)范围内的任何温度。
[0022] "醇"包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇、异丁醇和丁醇。"短链醇" 一般包括& 至C4醇。
[0023] "7K"包括但不限于去离子水、泉水、蒸馏水、自来水和井水，以及它们的混合物。
[0024] 现在参照图1，将描述根据本发明的一些实施方式的用于分级和提取各种生物质 的操作。可任选地在环境温度下进行预处理步骤90。可使生物质经受预浸渍步骤100和/或 分解步骤110。预浸渍步骤100可包括与溶剂接触。分解步骤110可包括将生物质机械分解， 以提供处于流态化或可流动状态或条件的生物质。在预处理步骤90之后，可使生物质经受 高频脉冲120和高剪切力，以经由例如在2014年8月8日提交的共同待决美国专利申请序列 号14/454,833(代理人案号1237-3)中描述的生物质分级装置和方法进行分级或提取，通过 引用将该专利申请的公开内容以其整体并入。此类分级不使生物质的一种或更多种组分变 性。换句话说，脉冲(pulsation)和剪切力避免改变单独组分的化学特性。使用高频脉冲和 高剪切力的分级步骤120提供了级分或提取产物以及经分级或提取的生物质。可使级分或 提取产物以及经分级或提取的生物质经受分离（即，伴随或不伴随搅拌的过滤或筛选125)， 这将级分或提取产物与经分级或提取的生物质分离。接着过滤步骤125之后，可使经分级或 提取的生物质经受压缩力130,且随后接着是伴随或不伴随搅拌的另外的过滤和/或分离 140,以分离另外的级分或提取产物。该级分或提取产物可用于提供所需的产物流150。注意 到，可在所述方法的较早的（时间）点收集初始级分或提取产物，且将此类之前收集的级分 与所述级分或提取产物流合并。
[0025] 如以上简要讨论的，在初始的预处理步骤90中，可将生物质预浸渍并使之与溶剂 接触，例如与醇、含水醇(aqueous alcohol )、水或甘油或共溶剂或它们的混合物接触，以便 开始生物质的分级或提取。生物质在该预处理步骤90期间可溶胀。随后，可例如通过在与溶 剂接触1〇〇之前的砍剁、切割、磨损、摩擦或破碎来将生物质分解110。在特定的实施方式中， 若生物质是例如新鲜的植物生物质或草本植物材料，则可使所述材料与醇接触。若生物质 是干的植物生物质或草本植物材料，则可使其与含水醇溶液接触。可在不同浓度的含水醇 中实施该含水醇提取。合适的醇可为短链醇，例如但不限于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇 和异丁醇。在特定的实施方式中，所述醇是乙醇。所述醇可为共溶剂混合物，例如醇与水的 混合物。含水醇溶液可包含0-100% (v/v)的醇。更特别地，含水醇溶液可包含25-95% (v/v) 的醇。在特定的实施方式中，含水醇溶液为25% (v/v)或更多的醇。在另一特定的实施方式 中，含水醇可为60% (v/v)的醇。在另一实施方式中，含水醇溶液可为70% (v/v)的醇。在又 一实施方式中，含水醇溶液可为86%或更多(v/v)的醇。在其它实施方式中，用于分级或提取 生物质的方法可包括使生物质与甘油或甘油水溶液接触。在又一实施方式中，用于提取生 物质的方法可包括使生物质与水接触。典型地，在本发明的其它实施方式中，与所使用的溶 剂/液体接触的生物质/固体的比率可为1:1至1:10的固体比液体。在与溶剂(醇或水)接触 期间，生物质的纤维可溶胀。
[0026] 关于分解纤维，通过砍剁、切割、磨损、摩擦或破碎生物质来打开纤维，并由此提供 处于流态化或可流动形式的生物质。例如，可在机械高稠度流化机(mechanical high consistency fluidization machine)例如精磨机(refiner)或盘磨（disk mill)中处理生 物质纤维。示例性的盘磨可获得自Sprout Waldron、Beloit或Andritz。通过利用精磨机或 盘磨，可改变生物质且特别是其纤维材料，而没有破坏纤维材料的纤维性质，以致分级装置 的高频脉冲和剪切力可接近纤维材料。所述处理可持续如本领域技术人员将理解的影响该 步骤所必需的任何必需的时间量发生。在特定的实施方式中，将分解处理实施1分钟或更 短。
[0027]总的预处理步骤90可持续对于分级或提取处理足够的任何时间段发生，并可在任 何适用于使生物质与溶剂接触和/或分解纤维的器皿、容器或混合器中发生。在一些实施方 式中，预处理步骤可为介于例如15分钟、30分钟或1小时和72小时之间的任何时间长度。在 另一实施方式中，预处理步骤可为15分钟或更短。预处理步骤可为1分钟或更短。在预处理 步骤中，可使与溶剂接触的生物质任选地经受压缩力，其可促进溶剂被吸收进入生物质中。 预处理步骤90中的压缩可根据本领域技术人员将意识到的任何技术发生。在本发明的实施 方式中，在预处理步骤期间的压缩可受螺旋压力机影响。
[0028]在另一实施方式中，预处理可包括添加酸使生物质预水解，以促进半纤维素的去 除。用于酸化预处理溶液(溶剂）的合适的酸包括无机酸，例如硝酸、盐酸和磷酸，以及有机 酸，例如乙酸或甲酸。若希望酸化/水解，则溶液的pH将为约0.5至7.0，且通常可介于约1.0 至5 · 0之间。还可使用多价螯合剂（sequestering agent)或螯合剂（chelating agent)，例 如氨基羧酸或氨基多磷酸。
[0029] 另外，可包括帮助催化脱木质素的化合物。在一个实施方式中，可利用蒽醌(AQ)。 示例性的蒽醌及其衍生物包括卜甲基蒽醌（11161：11713111：11抑211；[110116)、2-甲基蒽醌、2-乙基 蒽醌、2-甲氧基蒽醌、2，3-二甲基蒽醌（2，3-dimethylantraquinone)和2，7-二甲基蒽醌 (2,7- dimethylantraquinone)0
[0030] 在另一实施方式中，可包括碱性缓冲剂，例如碱金属氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐或 硼。合适的氢氧化物包括氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化镁、碳酸钠和硼酸钠。可使用氢氧化物 的混合物或共混物。若添加碱金属氢氧化物，则pH可介于约7.0至13.0之间，并通常可介于 约8.0至11.0之间。
[0031]可在环境温度下、升高的温度(30°C至90°C)下或使用蒸汽/蒸气（大于100°C)进行 预处理步骤90。
[0032] 总的来说，希望提供以下形式的纤维：其中使用分级装置的高剪切力和脉冲可容 易地使纤维的组分分级。对预处理步骤90的条件例如溶剂选择、温度、压力、时间、添加剂等 等的选择将取决于生物质和欲分级和离析的那种生物质的组分，并将在本领域技术人员的 技术范围之内，而没有过度的实验。
[0033] 接着分解110之后，可使用剪切力和脉冲使处于流体或可流动形式的生物质经受 分级120,以分级或提取生物质。将意识到，在特定的实施方式中，在以下情况下使用剪切力 和脉冲:其中生物质的组分不变性或不改变的，并维持了单独组分的化学性质，其中可从生 物质中分离出一部分级分或提取物。使生物质经受剪切力和高频脉冲（的步骤)可持续如本 领域技术人员将意识到的影响该步骤所必需的任何必需的时间量发生。在特定的实施方式 中，该步骤可发生1分钟或更短。在操作中，在大于1000次脉冲每秒的能量下，使流态化的生 物质从约4 mph快速加速至约120 mph，同时避免生物质颗粒的摩擦。这促进了生物质的细 胞结构从生物质的复杂而缠结的结构中释放其各种级分或成分的能力，而没有使组分的化 学性质和特性变性。
[0034]接着分级120之后，随后使生物质经受伴随或不伴随搅拌的过滤或筛选125,并因 此提供与经分级或提取的生物质材料分离的级分或提取产物。随后可使经分级的生物质材 料任选地在另外的溶剂的存在下经受压缩力130(例如破碎力或浸渍力（macerating force)，其中压缩力去除液态级分用于收集，同时排放主要是纤维素的低液体(含量）的固 体饼。可根据本领域技术人员意识到的任何技术来施加压缩力。在特定的实施方式中，压缩 力受到浸渍分级的生物质的螺旋压力机的螺杆的影响。由该压缩步骤可提供从经之前分级 或提取的生物质中分离的第二级分或提取物。在本发明的另一实施方式中，可使生物质与 另外的溶剂接触，并经受第二压缩力，以提供第二提取物。该步骤的压缩可持续如本领域技 术人员将意识到的影响该步骤所必需的任何必需的时间量发生。
[0035]可将来自压缩步骤的液态级分或提取物和来自先前步骤的级分或提取物进行合 并，并伴随或不伴随搅拌进行过滤140来去除任何剩余的纤维，以提供滤液或分级物 (fractionate)。可通过本领域技术人员已知的任何方法、使用适用于从提取物中过滤并去 除任何剩余的固态物质的任何设备来实施提取物的过滤/筛选。由根据本发明的方法提供 的级分或提取物可用来提供所需的级分或提取产物流150。所提供的产物流将取决于原料 生物质和在分级或提取方法中使用的预处理步骤溶剂。例如，在本发明的实施方式中，若溶 剂是乙醇或含水乙醇，则可提供木质素或药物(medicinals)的分级或提取。在另一实施方 式中，若溶剂是水，则可提供糖或半纤维素的分级或提取。可使用膜(如基于分子量）、离心、 沉淀等等将液态级分进一步进行分离、离析或纯化，以提供处于实质上纯化形式的一种或 更多种组分。
[0036] 可如图2中所概述般进一步处理根据本发明提供的级分或提取物。可使经筛选的 液体(例如液态级分)与另外的生物质接触，所述生物质经分解210、分级220、筛选240、经受 压缩力230以及将主要是纤维素的固态分级生物质与液态分级产物流分离250。在一个特定 的实施方式中，当从纤维素含量高的生物质中离析出该级分时，可将经分级的生物质制成 用于纸或化学品制造的纸浆。
[0037] 可用各种各样的途径来使用经分离、离析或纯化的单独组分。依照本发明的实施 方式提供的木质素可用于诸如涂料和粘合剂之类的产品的制备中。在另外实施方式中，分 级或提取提供糖和/或半纤维素。依照本发明的实施方式提供的糖、纤维素和/或半纤维素 可进一步用于生物燃料(例如乙醇)的制备中，或用于聚合物/塑料的制备中。可将级分用作 原料以提供另外的产品，或将其直接使用。例如，另一实施方式是，对所提供的级分进行发 酵以生产乙醇。在另一实施方式中，聚合物是聚乳酸(PLA)。在另一实施方式中，可将木质素 进一步分离，用于进一步处理。因为木质素未经受高温，所以其官能基团未发生化学反应， 且经离析的木质素可能更具活性。在实施方式中，进一步的精制和处理可提供适用于纸制 品和/或纸张涂层的纸浆(纤维素）。在又一实施方式中，所提供的级分或提取物可用于漆添 加剂中。在又一特定的实施方式中，生物质是草本植物材料。以整叶、茎、柄、根等等的形式 提供用于提取的草本植物材料，并在处理之前将其研磨或切割。草本植物材料可为有机的、 栽培的或野生的。合适的草本植物材料包括但不限于卡法椒（kava kava)、紫锥花 (echinacea)、圣约翰草（St. John's wort)、缴草根（valerian root)、水飞蓟轩（milk thistle seed)、西伯利亚人参（Siberian ginseng)、荨麻叶、银杏、积雪草(gotu kola)、极 品银杏/积雪草（ginkgo/gotu kola supreme)、黄"^(astragalus)、白毛茛（goldenseal)、 当归（dong quai)、人参、极品金丝桃（St. John's supreme)、极品紫锥花/白毛茛 (echinacea/goldenseal supreme)、覆盆子（bilberry)、绿茶、山楂（hawthorne)、姜、姜黄 (turmeric)、黑升麻（black cohosh)、猫爪草（cats claw)、春黄菊（chamomile)、蒲公英 (dandelion)、蔓荆子（chaste tree berry)、小白菊、大蒜、七叶树（horse chestnut)、甘 草、小米草、育亨宾树（y oh imbe)、极品黄苗（astragal us supreme)、极品结I草罂粟 (valerian poppy supreme)和平静酏剂(serenity elixir)。在本发明的一些实施方式中， 可在环境温度下不加热来提取草本植物材料或茶叶。
[0038] 虽然已公开了本发明经选择的实施方式用于说明目的，但是本领域技术人员将意 识到各种修改、添加和替换是可能的，而没有背离如在所附权利要求书中所公开的本发明 的范围和精神。
【主权项】
1. 用于将生物质分级成所述生物质的一种或更多种组分的方法，所述方法包括： a) 对所述生物质进行预处理，以提供流态化的生物质； b) 使经预处理的流态化的生物质经受高频脉冲和剪切力而没有使所述生物质的一种 或更多种组分变性，以提供第一液态级分和第一分级生物质;和 c) 从所述第一分级生物质中离析所述第一液态级分。2. 权利要求1所述的方法，其进一步包括使所述第一分级生物质经受与步骤b)相同的 高频脉冲和剪切力的步骤c)，以提供互相离析的第二液态级分和第二分级生物质。3. 权利要求1所述的方法，其中将所述第一液态级分从所述第一分级生物质中离析的 步骤c)包括向所述第一分级生物质施加压缩力。4. 权利要求2所述的方法，其包括向所述第二分级生物质施加压缩力。5. 权利要求2所述的方法，其中对所述第一液态级分和所述第二液态级分进行过滤和 合并。6. 权利要求2所述的方法，其中使所述第一液态级分和所述第二液态级分经受基于分 子量的膜分离，以提供所述生物质的实质上纯化形式的一种或更多种组分。7. 权利要求1所述的方法，其中在环境温度下进行各步骤。8. 用于将生物质分级成所述生物质的一种或更多种组分的方法，其包括： a) 机械改变所述生物质的纤维，并任选地使所述生物质与溶剂接触，以提供流态化的 生物质； b) 使所述流态化的生物质经受高频脉冲和剪切力而没有使所述生物质的一种或更多 种组分变性，以提供第一液态级分和第一分级生物质;和 c) 将所述第一液态级分从所述第一分级生物质中离析。9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述溶剂是选自短链醇、甘油和水中的任一种，或 其任何组合的共溶剂混合物。10. 根据权利要求8所述的方法，其中所述溶剂是乙醇或含水乙醇。11. 权利要求8所述的方法，其中所述溶剂是水。12. 根据权利要求8所述的方法，其中所述高频脉冲为每秒至少1000次脉冲。13. 根据权利要求8所述的方法，其中所述级分包含选自以下中的任一种的组分:半纤 维素、木质素、提取物和蛋白质、纤维或其任何组合。14. 根据权利要求8所述的方法，其中所述生物质是草本植物材料。15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述草本植物材料选自卡法椒、紫锥花、圣约翰 草、缴草根、水飞蓟籽、西伯利亚人参、荨麻叶、银杏、积雪草、黄苗、白毛茛、当归、人参、覆盆 子、绿茶、山楂、姜、姜黄、黑升麻、猫爪草、春黄菊、蒲公英、蔓荆子、小白菊、大蒜、七叶树、甘 草、小米草、育亨宾树和缬草罂粟。16. 用于提取生物质的方法，所述方法包括： a) 对所述生物质进行预处理，以提供流态化的生物质； b) 使所述流态化的生物质与溶剂接触； c) 使与所述溶剂接触的所述流态化的生物质经受高频脉冲和剪切力而没有使所述生 物质的一种或更多种组分变性，以提供第一提取物和经提取的生物质； d) 使所述经提取的生物质经受破碎力，同时与另外的溶剂接触，以提供从经之前提取 的生物质中分离的第二提取物;和 e)将所述第一提取物和所述第二提取物合并在一起。17. 根据权利要求16所述的方法，其中进一步包括过滤合并的所述第一提取物和所述 第二提取物的步骤e)，以去除任何固体材料。18. 根据权利要求16所述的方法，其中在环境温度下进行每一步骤。19. 根据权利要求16所述的方法，其中所述溶剂是选自短链醇、甘油和水中的任一种， 或其任何组合的共溶剂混合物。20. 根据权利要求16所述的方法，其中所述溶剂是乙醇或含水乙醇。21. 权利要求16所述的方法，其中所述溶剂是水。22. 根据权利要求16所述的方法，其中所述高频脉冲为至少1000次脉冲每秒。23. 权利要求16所述的方法，其中使所述第一液态级分和所述第二液态级分经受基于 分子量的膜分离，以提供所述生物质的实质上纯化形式的一种或更多种组分。24. 根据权利要求16所述的方法，其中一种或更多种组分包含选自以下的实质上纯化 形式的组分:半纤维素、木质素、提取物和蛋白质、纤维或其任何组合。25. 根据权利要求16所述的方法，其中所述生物质是草本植物材料。26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述草本植物材料选自卡法椒、紫锥花、圣约翰 草、缴草根、水飞蓟籽、西伯利亚人参、荨麻叶、银杏、积雪草、黄苗、白毛茛、当归、人参、覆盆 子、绿茶、山楂、姜、姜黄、黑升麻、猫爪草、春黄菊、蒲公英、蔓荆子、小白菊、大蒜、七叶树、甘 草、小米草、育亨宾树和缬草罂粟。27. 根据权利要求16所述的方法，其中所述纯化形式的一种或更多种组分用于制备聚 合物。28. 根据权利要求16所述的方法，其中对所述纯化形式的一种或更多种组分进行发酵， 以提供乙醇。29. 根据权利要求16所述的方法，其中所述纯化形式的一种或更多种组分用于制备涂 料或粘合剂。30. 根据权利要求16所述的方法，其中所述纯化形式的一种或更多种组分用于制备纸 张涂层、纸浆或纸。31. 根据权利要求16所述的方法，其中所述纯化形式的一种或更多种组分用于制备用 于纸或化学品制造的纸浆。
【文档编号】C12P19/00GK105960462SQ201480055897
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年8月11日
【发明人】M·米切尔
【申请人】绿色萃取技术有限公司