用于生物质的受控预处理的方法和设备与流程

本公开内容总体上涉及用于木质纤维素生物质的受控预处理的方法、以及用于预处理木质纤维素生物质材料的预处理设备(arrangement)。

背景技术：

1、来自林业的木质纤维素残渣作为用于生产绿色化学品和燃料的原料是有吸引力的，因为它们丰富、相对便宜、并且不用于食品。木质纤维素主要由木质素和两类多糖即纤维素和半纤维素构成。所述多糖可通过发酵微生物例如酿酒酵母被水解为糖并且被转化为各种发酵产物例如生物醇。

2、纤维素的水解之前典型地为预处理工艺，其中使半纤维素降解，并且使纤维素更容易被纤维素分解酶接近。在水解期间，存在的纤维素被部分地转化为还原糖。

3、预处理被认为是将生物质转化为发酵产物的工艺中的关键部分，这主要是因为其影响下游工艺并且决定了最终糖产率。存在各种各样的预处理工艺，其许多需要依赖于高温处理和高的压力。

4、预处理工艺典型地在包括浸渍容器和反应器容器的预处理设备中进行。在浸渍容器中，将生物质用促进生物质降解的添加剂浸渍，并且在反应器容器中通过将生物质暴露于升高的温度和压力而改进降解。预处理设备还通常包括用于接收待预处理的生物质的入口和用于排放经预处理的生物质(典型地作为生物质浆料)的出口。

5、预处理的总体目的是破坏结晶性纤维素结构以及从木质纤维素生物质除去或部分地除去木质素。预处理工艺是复杂的并且涉及许多反应和副反应。这样的反应可导致形成多种副产物，其对于下游工艺可为抑制性的。此外，木质纤维素生物质中包含的挥发性化合物和气体在材料被降解或部分地降解时被释放。

6、在苛刻条件下的预处理与在预处理设备内的条件的不期望波动的问题相关。这样的波动可例如与在预处理期间添加的添加剂相关。由此损害了预处理设备内的工艺条件的稳定性。这样的不平衡或不稳定的反应条件的影响是，预处理工艺变得效率更低，即提供更低的产率。另一影响是，沉积物可形成于反应器壁上。

7、需要改进预处理系统，其是稳定并且受控的并且其容许预处理工艺以一致且可靠的方式进行。

技术实现思路

1、鉴于以上，本发明的一个目的是提供关于用于预处理木质纤维素生物质的方法和设备的改进，特别是在操作期间针对至少一些工艺参数实现更稳定的工艺。

2、根据本发明第一方面，提供用于木质纤维素生物质的受控预处理的方法。所述方法包括如下步骤：

3、-将木质纤维素生物质材料在预处理设备中预处理，所述预处理包括将木质纤维素生物质在预处理设备的浸渍容器中用so2进料浸渍；

4、-采集所述预处理的多个工艺参数，该工艺参数至少包括与输入至预处理设备的木质纤维素生物质的总量有关的进料参数、以及与输入至预处理设备的木质纤维素生物质的干物质含量有关的干物质参数；和

5、-响应于所述工艺参数而调节so2进料。

6、由此，可至少基于木质纤维素生物质的干物质含量和总量来调整so2(二氧化硫)对木质纤维素生物质的浸渍，以实现可控且稳定的预处理工艺。换而言之，通过至少使用干物质和进料参数作为调整so2进料的工艺参数，可以有利的方式控制木质纤维素生物质的预处理、并且特别是so2对木质纤维素生物质的浸渍。换而言之，可省去或至少减少与不令人满意的浸渍有关的不稳定预处理条件的问题。

7、不受任何理论制约，据信木质纤维素生物质的干物质含量至少显著地与so2的量、或so2进料、以及所得浸渍水平关联。再次不受任何理论制约，这可至少部分地与木质纤维素生物质内的水分阻隔物有关。

8、本发明向浸渍容器提供受控的so2进料，优选地通过可调整阀并且基于进料至预处理设备或浸渍容器的木质纤维素生物质的量、以及这样的木质纤维素生物质的干物质含量的已知数据向浸渍容器提供受控的so2进料，从而导致受控的浸渍工艺。进料参数和干物质参数已经被确定为在一起足以控制so2进料的关键工艺参数并且由此实现稳定的浸渍条件。因此，调节so2进料的步骤是响应于被定义为预处理设备的输入参数、或者预处理设备的浸渍容器或反应器容器的输入参数的至少两个工艺参数即进料参数和干物质参数而进行的，反应器容器稍后在正文中描述。因此，这样的输入参数基于被进料至预处理设备或进料至浸渍容器或反应器容器的基于木质纤维素生物质的材料。由此，可避免由于其中相对苛刻的环境而难以测量的预处理设备的内部工艺参数，或者至少，浸渍容器和/或反应器容器的内部工艺参数。根据至少一个实例实施方式，进料参数和干物质参数为预处理设备、浸渍容器、或反应器容器的输入参数，或者是作为预处理设备的外部工艺参数，或者至少，浸渍容器或反应器容器的外部工艺参数定义的，这意味着进料参数和干物质参数分别基于在预处理设备或浸渍容器或反应器容器之前或上游的基于木质纤维素生物质的材料的条件。预处理设备的外部工艺参数可另外基于在预处理设备下游例如在反应器容器或相关蒸汽爆炸步骤下游的基于木质纤维素生物质的材料的条件、例如ph。根据至少一个实例实施方式，so2进料是基于预处理设备、浸渍容器或反应器容器的输入参数确定的，或者是作为预处理设备、浸渍容器或反应器容器的外部工艺参数定义的。

9、根据至少一个实例实施方式，so2进料没有基于反应器容器中的so2的量、或者反应器容器中的基于木质纤维素生物质的材料(例如干物质)的量。根据至少一个实例实施方式，so2进料基于在反应器容器上游的so2的量、或者在反应器容器上游的基于木质纤维素生物质的材料(例如干物质)的量。

10、根据至少一个实例实施方式，so2进料的控制基于如下的工艺参数：至少进料参数和干物质参数。即，so2进料是基于这样的工艺参数设置的。根据至少一个实例实施方式，so2进料是基于预处理设备、或浸渍容器、或反应器容器的输入参数设置的，或者分别作为预处理设备、浸渍容器或反应器容器的外部工艺参数定义的。根据至少一个实例实施方式，so2进料是基于浸渍容器的输入参数设置的，或者作为浸渍容器的外部工艺参数定义的。so2进料可被称作去往浸渍容器的so2剂量。因此，并且根据至少一个实例实施方式，so2剂量定义为在反应器容器上游的去往预处理设备的so2进料。

11、根据至少一个实例实施方式，进料参数和/或干物质参数的采集是通过测量实现的。例如，进料参数可通过测量输入至预处理设备、或浸渍容器的木质纤维素生物质的重量(kg)而确定。对于木质纤维素生物质向预处理设备的连续进料，这可被容易地换算为质量流量(kg/h)。进料参数可替代地通过测量输入至预处理设备、或浸渍容器的木质纤维素生物质的体积而确定。相应地，干物质参数可通过测量输入至预处理设备、或浸渍容器的木质纤维素生物质的干物质、或水分而确定。这可例如通过光学测量(例如使用ir或x-射线手段)而实现。替代地，进料参数和/或干物质参数可由木质纤维素生物质提供商、基于所提供木质纤维素生物质的已知数据给出。

12、根据至少一个实例实施方式，采集多个工艺参数的步骤包括以连续或半连续方式测量和监测所述工艺参数，和其中调节so2进料的步骤包括响应于所述工艺参数而自动地调节阀开口，从而调整so2流量。

13、根据至少一个实例实施方式，控制单元配置成进行所述方法步骤的至少一个。例如，控制单元配置成进行采集预处理的多个工艺参数的步骤，该工艺参数至少包括进料参数和干物质参数。这可通过指示进料参数和/或干物质参数的测量、或者由存储所述工艺参数的数据的数据库获取进料参数和/或干物质参数而实现。作为另一替代方案，用户可使用例如用户输入手段如智能电话或平板电脑向控制单元提供进料参数和/或干物质参数作为输入数据。另外或替代地，控制单元配置成进行响应于所述工艺参数而调节so2进料的步骤。因此，根据至少一个实例实施方式，控制单元配置成响应于所述工艺参数而进行so2进料的自动控制过程。

14、根据至少一个实例实施方式，响应于所述工艺参数而调节so2进料的步骤适合于满足在浸渍容器下游的期望的ph。

15、由此，通过(基于进料参数和干物质参数)相应地调节so2进料，可将在浸渍容器下游的生物质材料的ph保持为期望的值、或者保持在期望的范围内。换而言之，通过知晓输入至预处理设备或浸渍容器的木质纤维素生物质的量和干物质含量、以及知晓so2浸渍所打算实现的期望的ph，可相应地调整so2进料。通过控制预处理工艺、并且特别是浸渍容器的操作，以在浸渍容器的下游实现期望的ph，预处理工艺可以稳定且可控的方式进行。因此，可包括期望的ph作为工艺参数。

16、根据至少一个实例实施方式，期望的ph为预设的ph。例如，预设的ph可由控制单元提供，例如作为来自用户的输入数据提供。因此，根据至少一个实例实施方式，控制单元配置成响应于所述工艺参数而进行so2进料的自动控制过程以满足预设的ph。

17、根据至少一个实例实施方式，使用期望的ph、或预设的ph作为输入数据来控制所述工艺参数的至少一个或多个以及至少进料参数和/或干物质参数与so2进料。因此，为了达到预设的ph，将进料参数和/或干物质参数与so2进料一起以预定方式调整。

18、应理解，浸渍容器的下游典型地指的是在浸渍容器和预处理设备(或从其排放)的末端之间、例如在任何进一步的下游工艺步骤如例如水解之前的位置。期望的ph的确切位置是不重要的，但是该位置典型地反映通过浸渍导致的生物质的所得ph。例如，期望的ph可在浸渍容器的出口、和导致ph变化的下游工艺步骤之间的位置处。根据至少一个实例实施方式，期望的ph在预处理设备的出口处，例如在预处理设备的下游。根据至少一个实例实施方式，期望的ph是作为预处理设备、浸渍容器或反应器容器的外部工艺参数定义的。

19、根据至少一个实例实施方式，将木质纤维素生物质材料在预处理设备中预处理的步骤包括使来自浸渍步骤的经so2浸渍的生物质在预处理设备的反应器容器中经历升高的温度和压力以形成经预处理的生物质浆料。

20、由此，木质纤维素生物质以已知方式进行降解或部分降解。通过如前所述那样调整so2进料，可使反应器容器中的预处理工艺保持稳定，并且生物质的降解被优化。

21、根据至少一个实例实施方式，浸渍容器和反应器容器是经历不同温度和压力的两个独立容器。因此，将木质纤维素生物质材料在预处理设备中预处理的步骤(所述预处理包括将木质纤维素生物质在预处理设备的浸渍容器中用so2进料浸渍)包括在反应器容器之前或上游将木质纤维素生物质用so2进料浸渍。

22、根据至少一个实例实施方式，所述方法包括通过将so2进料至浸渍容器而将so2进料至预处理设备。即，使用进料参数和干物质参数来调节去往浸渍容器的so2进料(典型地在反应器容器之前或上游)。此外，so2进料可基于(例如在反应器容器下游的)期望的或预设的ph。因此，去往预处理设备的so2进料可基于反应器容器外部的工艺参数。而且，通过将so2进料提供至在反应器容器上游的浸渍容器，提供了在so2和基于木质纤维素生物质的材料中的组分之间更有益的反应。

23、根据至少一个实例实施方式，so2进料没有基于反应器容器内的so2含量。根据至少一个实例实施方式，so2进料没有基于反应器容器中的基于木质纤维素生物质的材料的质量或体积。根据至少一个实例实施方式，so2进料基于进料参数和干物质参数，例如仅基于进料参数和干物质参数。根据至少一个实例实施方式，so2进料基于进料参数、干物质参数和期望的或预设的ph，例如仅基于进料参数、干物质参数和期望的或预设的ph。根据至少一个实例实施方式，进料参数和干物质参数是用于确定so2进料的两个主要工艺参数。根据至少一个实例实施方式，进料参数、干物质参数和期望的或预设的ph是用于确定so2进料的三个主要工艺参数。主要工艺参数可称作关键工艺参数，例如描述为直接影响so2进料的工艺参数。

24、根据至少一个实例实施方式，在浸渍容器下游的期望的ph可例如在反应器容器之前、之处/之中或之后的位置处。

25、根据至少一个实例实施方式，所述方法进一步包括如下步骤：测量来自浸渍步骤的经so2浸渍的生物质和/或经预处理的生物质浆料的ph，确定所测量的ph是否在期望的ph的预定范围内，和如果所测量的ph在期望的ph的预定范围外，调节so2进料。

26、即，响应于确定所测量的ph在期望的ph的预定范围外而调节so2进料。由此，提供了用于响应于实际ph(即，与浸渍的效力有关)和期望的ph而调整so2进料的有效手段。因此，可将所测量的ph包括在所述工艺参数中。

27、ph可对生物质材料(例如从浸渍容器出来的经so2浸渍的生物质、和/或反应器容器中的生物质浆料和/或从反应器容器排放的经预处理的生物质浆料)，或者对从生物质分离并且从工艺除去的水/液体、例如液体滤液或水解产物测量。

28、根据至少一个实例实施方式，期望的ph在1-4、优选地1.2-2、和或更优选地1.3-1.8的范围内，或者在1-5、优选地1-3、例如1.5-3或1.5-2.2的范围内。

29、这样的ph适合于预处理木质纤维素生物质。

30、根据至少一个实例实施方式，将木质纤维素生物质用so2进料浸渍的步骤包括将so2以气态形式供应至浸渍容器。

31、通过利用气态形式的so2，与利用液体形式的so2相比，可将so2以更高效的方式运输到生物质材料中。因此，改进了木质纤维素生物质的浸渍。

32、然而，根据至少一个实例实施方式，替代地或另外，so2进料作为液体提供。

33、根据至少一个实例实施方式，所述方法进一步包括如下步骤：确定进料参数和干物质参数之间的关系，和响应于所确定的关系调节so2进料。

34、因此，so2进料，即so2进料的设置，至少部分地基于进料参数和干物质参数之间的关系。进料参数和干物质参数的这样的关系提供了可靠且有效的工艺参数，发明人已经意识到其为当调整so2进料时、尤其是当要达到期望的ph时使用的良好参数。该关系代表了进料参数和干物质参数的相互关系、或者进料参数和干物质参数的组合。该关系可例如为乘积参数，例如进料参数和干物质参数之间的乘积，其可能用合适的常数来缩放(scale)。因此该乘积与干物质生物质的总量有关。取决于进料参数和干物质参数，该关系可为比率。该关系被有利地包括在模型中。根据至少一个实例实施方式，所确定的关系为所确定的在进料参数和干物质参数之间的关联性，并且响应于所确定的关联性而调节so2进料。

35、根据至少一个实例实施方式，所述方法进一步包括基于进料参数和干物质参数之间的第一关系提供第一so2进料的步骤，和响应于从第一关系向在进料参数和干物质参数之间的第二关系的变化而将so2进料改变为不同于所述第一so2进料的第二so2进料的步骤，第二关系不同于第一关系。

36、根据至少一个实例实施方式，调节so2进料的步骤包括确定所确定的关系是否在针对所述预处理的预定的基准关系范围内；和响应于确定所确定的关系超出预定的基准关系之外，例如达超过5％、例如超过10％或者超过15％而调节so2进料。

37、由此，提供了调节so2进料的有效方式。

38、根据至少一个实例实施方式，所述方法进一步包括如下步骤：在将木质纤维素生物质在浸渍容器中用so2进料浸渍之前调节木质纤维素生物质材料中的水分，和在调节水分的步骤之前和/或之后测量木质纤维素生物质的干物质含量，和其中使用所测量的干物质含量的至少一个作为干物质参数。

39、因此，干物质参数可基于进料至浸渍容器的木质纤维素生物质的干物质含量。由此，可实现改进的与so2进料的关联性。

40、根据本发明的至少一个实例实施方式，调节so2进料的步骤包括响应于进料参数、干物质参数以及预处理之后所得的ph之间的已知关系而调节so2进料。例如，为了提供这样的已知关系的简单而有效的函数，将经干物质修正的so2进料即dmc so2进料与预处理之后所得的ph关联。dmc so2进料是通过so2进料(g so2/h)对进料参数(kg生物质/h)和干物质参数(kg干物质/kg生物质)的乘积的比率确定的。因此dmc so2进料的单位为gso2/kg干物质。作为dmc so2进料的函数的ph例如通过dmc so2进料和预处理之后的生物质的ph之间的线性、或者近似线性关系表示。例如，作为dmc so2进料的函数的ph可定义为：

41、ph(dmc so2进料)＝-k*(dmc so2进料)+(const+/-50％)，其中k和const为正数。正数k例如在0.01和1之间、例如在0.01和0.5之间、例如在0.01和0.1之间，并且正数const为例如2。项(术语，term)const+/-50％应被解释为常数值具有+50％和-50％的变化。这样的函数例如对于在1-4、优选地1.2-2、和或更优选地1.3-1.8的范围内的ph，或者在1-5、或1-3、例如1.5-3、或1.5-2.2的范围内的ph成立。

42、由此，提供了基于预处理后的ph调整so2进料的简单而有效的方式。

43、根据至少一个实例实施方式，调节水分的步骤包括木质纤维素生物质的脱水，其例如通过将木质纤维素生物质压缩(压榨，compress)进行。压缩可例如通过柱塞式螺杆进料器进行。根据至少一个实例实施方式，调节水分的步骤包括将木质纤维素生物质稀释、例如通过添加水而稀释。

44、根据至少一个实例实施方式，预处理步骤包括将浸渍容器于在20℃和170℃之间、例如在60℃和160℃之间的温度下操作。因此，将木质纤维素生物质在预处理设备的浸渍容器中用so2进料浸渍的步骤可包括将so2进料供应至处于在20℃和170℃之间、例如在60℃和160℃之间的温度下的浸渍容器。

45、根据至少一个实例实施方式，预处理步骤包括将浸渍容器于在20℃和60℃之间的温度下操作。

46、因此，当如之前所描述的那样调节so2进料时，浸渍容器中的操作温度可被保持在适中水平，同时仍然达到木质纤维素生物质的期望的预处理。根据至少一个实例实施方式，预处理步骤包括将浸渍容器于在20℃和40℃之间的温度下操作。然而，根据至少一个替代实施方式，预处理步骤包括将浸渍容器于在20℃和90℃之间的温度下操作。

47、根据至少一个实例实施方式，所述方法进一步包括如下步骤：从预处理设备收取so2的至少一部分，和将所述so2再用于木质纤维素生物质的受控预处理中，或者将所述so2用于预处理设备的下游工艺中。

48、由此，提供了so2的更高效使用。可例如从反应器容器和/或浸渍容器收取so2，并且将其再用于在浸渍容器中浸渍木质纤维素生物质。

49、根据至少一个实例实施方式，所述方法进一步包括蒸汽爆炸步骤，其优选地布置在预处理设备的下游或者末段中。

50、例如，在浸渍容器下游的期望的ph可为相对低的，例如在利用蒸汽爆炸步骤的实施方式中在1至2之间。

51、根据至少一个实例实施方式，所述工艺参数进一步包括指示浸渍容器中的so2量或so2气体浓度、或者进入浸渍容器的so2流量的so2参数。

52、由此，当调节so2进料时，除了前述so2进料之外还可考虑可在木质纤维素生物质的浸渍中使用的辅助(第二，secondary)so2。

53、根据至少一个实例实施方式，所述工艺参数为预处理设备的外部参数。

54、因此，如前所述，so2进料可基于在预处理设备之外(或在其外部)、或者至少在浸渍容器之外(或在其外部)、或者至少在反应器容器之外(或在其外部)确定的工艺参数。

55、根据本发明的至少第二方面，提供用于预处理木质纤维素生物质材料的预处理设备。预处理设备包括：

56、-浸渍容器，其具有用于接收木质纤维素生物质进料的上游入口、用于排放经so2浸渍的生物质的下游出口、和配置成将so2进料供应至浸渍容器中的木质纤维素生物质的so2注入设备，所述so2注入设备包括具有可调节开口配置以改变so2进料的阀；

57、-反应器容器，其具有用于接收来自浸渍容器的经so2浸渍的生物质的上游入口、和用于将作为经预处理的生物质浆料的生物质排放的下游出口；

58、-控制单元，其配置成采集预处理设备的多个工艺参数，该工艺参数至少包括与进料输入至预处理设备的木质纤维素生物质的量有关的进料参数、以及与进料输入至预处理设备的木质纤维素生物质的干物质含量有关的干物质参数，其中控制单元进一步配置以响应于所述工艺参数而调节so2注入设备的阀，并且由此调节so2进料。

59、本发明的该第二方面的效果和特征在很大程度上与以上关于本发明第一方面描述的那些类似。关于本发明第一方面提及的实施方式在很大程度上与本发明第二方面相容，其一些示例于下文中(典型地没有重复所述有利效果)。

60、根据至少一个实例实施方式，预处理设备进一步包括布置在浸渍容器下游并且配置成测量在浸渍容器下游的ph的ph测量单元，和其中控制单元配置成响应于所述工艺参数而调节so2进料，和满足在浸渍容器下游的期望的ph。

61、ph测量单元可例如布置在浸渍容器的出口和反应器容器的入口之间、反应器容器中、和/或反应器容器的出口的下游。ph测量单元可配置成测量生物质或生物质浆料、或者从生物质取出和从该工艺除去的任何液体的ph。

62、根据至少一个实例实施方式，预处理设备进一步包括水分调节单元、例如压缩单元例如柱塞式螺杆进料器，其配置成在浸渍容器的入口之前调节木质纤维素生物质材料的水分含量，并且包括在水分调节单元之前和/或之后布置并且配置成测定木质纤维素生物质的干物质含量的测量手段，和其中使用所测量干物质含量的至少一个作为干物质参数。

63、替代地，水分调节单元配置成将木质纤维素生物质材料通过添加例如水而稀释。

64、根据至少一个实例实施方式，预处理设备进一步包括布置在反应器容器的下游或者出口区域中的蒸汽爆炸配置(configuration)。

65、根据至少一个实例实施方式，控制单元配置成进行本发明第一方面的方法步骤的至少一个。

66、根据本发明的至少第三方面，提供用于处理木质纤维素生物质的系统。所述系统包括根据本发明第二方面的预处理设备，布置在预处理设备下游并且与预处理设备流体连通的水解单元，和任选地，布置在水解单元下游并且与水解单元流体连通的发酵单元、例如发酵容器。

67、本发明的该第三方面的效果和特征在很大程度上与以上关于本发明第二方面所描述的那些类似。关于本发明第二方面所提及的实施方式在很大程度上与至少本发明第三方面的预处理设备相容。

68、例如，所述系统可包括本领域技术人员已知的另外的单元和部件。例如，可在预处理设备和水解单元之间、和/或在水解单元和发酵单元之间布置分离单元。

69、根据涉及so2的收取的、本发明的至少第四方面，提供用于制备能衍生自酸化的木质纤维素生物质的基于so2的液体的方法。这样的第四方面的方法包括如下步骤：

70、将木质纤维素生物质材料在预处理设备中预处理，所述预处理包括将木质纤维素生物质材料用so2处理和使经so2浸渍的生物质在预处理设备的反应器容器中经历升高的温度和压力以提供经预处理的生物质浆料；

71、任选地将经预处理的生物质浆料在水解单元中用包括糖化酶的至少一种含水的水解用液体在其中将经预处理的生物质浆料的至少一部分水解为水解产物的条件下水解，所述水解产物包括可发酵的糖和抑制性物质；

72、从预处理设备收取气态so2以提供so2气体物流；

73、将so2气体物流用碱性溶液处理以提供亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液；

74、将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液的至少一部分供应至如下的至少一个：

75、a)在将木质纤维素生物质材料在预处理设备中预处理之前的木质纤维素生物质材料；

76、b)预处理设备例如反应器容器中的木质纤维素生物质材料；

77、c)从反应器容器排放的经预处理的生物质浆料；

78、d)水解产物或水解产物中的可发酵的糖。

79、由此，提供了对来自工艺的至少一些物质进行再利用的高效而简单的方法。除了以下对于选项a)-d)的每一个所呈现的有利效果之外，通过再利用至少一些物质，还提供了成本划算的工艺。而且，通过对来自工艺的至少一些物质进行再利用，可减少或者甚至省去所要求的例如由于排放限制而引起的物质的清洁和除去。特别地，本发明除了所述工艺优点之外还提供了减少so2(二氧化硫)相关排放的高效方式。本发明的该第四方面中的预处理设备有利地为关于本发明的第一、第二或第三方面所讨论的预处理设备。

80、因此，可将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液根据选项a)-d)的任一个(例如根据其多个)用于工艺中。换而言之，所述方法包括将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液的至少一部分如下供应至工艺的步骤：在木质纤维素生物质材料的预处理上游、对于木质纤维素生物质材料的预处理、和/或在木质纤维素生物质材料的预处理的下游。亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液的至少一部分可例如为亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液的至少50％、或者至少75％、例如大约100％或100％。根据至少一个实例实施方式，亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液的至少一部分为亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液的小于50％、或小于25％、例如大约10％。

81、根据至少一个实例实施方式，将木质纤维素生物质材料在预处理设备中预处理的步骤包括将木质纤维素生物质材料在预处理设备的浸渍容器中用so2处理，和使来自浸渍步骤的经so2浸渍的生物质在反应器容器中经历升高的温度和压力。根据至少一个实例实施方式，将木质纤维素生物质材料在预处理设备中预处理的步骤包括提供经so2预浸渍的木质纤维素生物质和使经so2预浸渍的木质纤维素生物质在反应器容器中经历升高的温度和压力。

82、根据选项a)，将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液至少用于浸渍木质纤维素生物质材料以促进使半纤维素降解并且使纤维素更容易被纤维素分解酶接近的机理。而且，通过将木质纤维素生物质在预处理设备之前浸渍，在预处理中的浸渍步骤中可需要更少的so2，或者可省去预处理中的浸渍步骤。因此，根据至少一个实例实施方式，可省去在预处理设备中的使用so2的浸渍步骤，并且可将经亚硫酸盐/亚硫酸氢盐处理的木质纤维素生物质材料直接供应至预处理设备的反应器容器。

83、根据选项b)，出于选项a)中提及的相同理由，但是通过将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液供应至预处理设备中例如浸渍容器中的木质纤维素生物质材料，可将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液用于浸渍木质纤维素生物质材料。此处，亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液可用作供应至浸渍容器的so2的补充物。另外或替代地，可将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液作为补给液体供应至反应器容器(用于稀释)。由此，so2可被再用于工艺中，以及减少其它补给液体(如例如补给水)的需要。而且，这可导致在预处理设备下游处理残余液体、例如残余水的需要减少。

84、根据选项a)和/或b)，亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液典型地经历具有低的ph和/或高的温度的环境(作为施加/供应点的直接影响(即以a)或b))或者作为布置在施加/供应点之前的独立手段)，这导致气态形式的so2的形成，从而促进了木质纤维素生物质材料的浸渍。

85、根据选项c)，亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液被至少用于在使经预处理的生物质浆料经历下游工艺步骤之前改性经预处理的生物质浆料的特性。这样的改性是期望的，因为经预处理的生物质浆料典型地不是针对下游工艺步骤(其在下文中进一步讨论)优化的。将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液根据选项c)供应可通过将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液供应至在反应器容器下游、例如在反应器容器和水解单元之间的工艺位置而进行。

86、根据选项d)，亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液可至少用于防止可发酵的糖的不期望的微生物生长以便于其存储。例如，可最初使可发酵的糖达到高于目标浓度的浓度，并且随后通过亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液对其进行稀释以达到目标浓度，同时另外提供先前提及的防止不期望的微生物生长。

87、根据至少一个实例实施方式，所述方法包括通过使用亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液降低抑制性物质的至少一种的浓度而将水解产物解毒的步骤。

88、由此，所得水解产物对于下游工艺步骤中使用的酵母和/或其它酶而言毒性更低。应注意，在用亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液稀释之后水解产物中典型地仍然存在抑制性物质，但是抑制性物质进行反应，导致更低毒性的状态。

89、根据至少一个实例实施方式，将水解产物解毒的步骤通过以上选项c)进行。然而，应注意，亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液的任何上游供应至少在一些程度上有助于关于亚硫酸盐/亚硫酸氢盐的供应的任何下游选项所提及的有利效果。例如，即使将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液根据选项a)或b)供应，选项c)的有利效果或者水解产物的解毒也仍然在至少一些程度上得到满足，因为在施加点的更下游，亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液的物质跟随着生物质的流动。

90、根据至少一个实例实施方式，所述方法包括使用亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液将经预处理的生物质浆料的ph提高至4和6之间的步骤。

91、由此，提供了对于下游工艺步骤而言期望的ph(例如相对于对于酶优选的ph)。而且，可减少或者甚至省去用于提高ph的另外的手段例如碱性溶液的使用。然而，应理解，可将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液与这样的手段(例如另外的碱性溶液)一起使用来达到期望的ph。例如，亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液可具有在4和7之间、例如在5和6之间的ph，而经预处理的生物质浆料可具有在1和2之间、例如在1.3和1.8之间的ph。通过合适量的亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液、以及可能地另外的碱性溶液，可达到目标ph。

92、根据至少一个实例实施方式，所述方法包括使用亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液将经预处理的生物质浆料的ph提高到3和7之间的步骤。

93、由此，可基于针对对于各种酶而言优选的环境的ph而调整工艺。例如，如果在下游工艺步骤中使用纤维素分解细菌或真菌，可期望相对高的ph。

94、应注意，so2还可从除了预处理设备之外的其它工艺步骤，例如水解步骤或任何发酵步骤、或者布置在例如闪蒸罐之间中的任何辅助装备收取。从工艺收取的so2典型地为过量的气态so2。

95、根据至少一个实例实施方式，将so2气体物流用碱性溶液处理的步骤在so2洗涤器中进行。

96、由此，可使用非常合适的装备来产生亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液。而且so2洗涤器在工艺中相对容易实现，因为其适合于分离的so2物流和碱性溶液物流。而且，所得亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液相对容易从so2洗涤器取出并且可因此相应地用于工艺中。

97、根据至少一个实例实施方式，所述方法包括分离经预处理的生物质浆料以除去液体级分的步骤。

98、例如，可将液体级分从工艺除去，并且可将固体级分用于下游工艺步骤中。由此，工艺可以更高效的方式进行。应注意，在使用这样的分离的实施方式中，将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液根据选项c)供应可通过将亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液供应至在反应器容器和分离之间的工艺位置而进行。

99、根据至少一个实例实施方式，所述方法包括蒸汽爆炸步骤，其优选地布置在反应器容器下游。

100、由此，生物质材料被进一步崩解，从而促进降解过程。

101、根据至少一个实例实施方式，所述方法包括将水解产物的可发酵的糖在含水液体中利用至少一种发酵微生物在其中将可发酵的糖的至少一部分发酵成主要目标化学品的条件下进行发酵。

102、这样的发酵可例如在发酵单元或发酵容器中进行。所述主要目标化学品可例如为乙醇。

103、而且，从工艺中的任何水分调节步骤取出的任何液体可被再次再循环到工艺中，可能在亚硫酸盐/亚硫酸氢盐处理单元中被处理以形成包括so2的分离的气体物流，和/或被以与亚硫酸盐/亚硫酸氢盐溶液相同的方式(选项a)-d)的任意者)提供回所述系统中。