[發(fā)明專利]生物質(zhì)的處理方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980121165.1
• 申請(qǐng)日: 2009-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102084055A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 哈諾·伊爾韋斯涅米;比扎尼·霍爾姆博姆;韋科·基圖寧;凱蘇·萊佩寧;安德烈·普拉諾維奇;彼得·斯佩茨;拉里·韋海薩諾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈諾·伊爾韋斯涅米;比扎尼·霍爾姆博姆;韋科·基圖寧;凱蘇·萊佩寧;安德烈·普拉諾維奇;彼得·斯佩茨;拉里·韋海薩諾
• 主分類號(hào): D21C5/00
• 分類號(hào): D21C5/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳娟;林毅斌

本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的前序用于處理生物質(zhì)的方法。

根據(jù)上述方法，通過(guò)提取從生物質(zhì)中分離出生物質(zhì)中所含有的化合物，例如糖及其衍生物和相應(yīng)多糖。

眾所周知的是，樹(shù)木和其它植物除了含有木質(zhì)素和纖維素之外，還含有約25％重量的半纖維素，半纖維素主要由己糖和戊糖組成。對(duì)于針葉樹(shù)而言，己糖的比例更大，而對(duì)于闊葉樹(shù)以及對(duì)于草本植物和秸稈(straw)而言，戊糖的比例更大。由苔蘚植物(Bryophytes)的死亡部分所形成的泥炭，例如泥炭蘚，其顯示介于上述兩類植物之間的己糖與戊糖的比例。分離自木材的半纖維素在纖維和紙張加工以及纖維和紙制品中是有價(jià)值的化合物。半纖維素和尤其是針葉樹(shù)的半乳糖葡萄糖甘露聚糖是用于化工和食品工業(yè)的具有潛在價(jià)值的原料。分離自闊葉樹(shù)的木糖是木糖醇的原料。通過(guò)針葉樹(shù)的半纖維素水解形成單體而得到的己糖可用于使用常規(guī)酵母菌株的乙醇產(chǎn)生。而且，一年生和多年生植物及其部分，例如草蘆(canary?reed?grass)和玉米秸稈、以及沼澤植物和由它們的死亡部分所形成的泥炭，都含有有用的多糖，其構(gòu)成用于化學(xué)工業(yè)、制藥業(yè)以及例如生產(chǎn)乙醇的目的原料。

已知大量方法可用于從木材中分離半纖維素化合物。傳統(tǒng)上，用堿從木材中提取半纖維素，其中用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶解例如木聚糖的戊糖和例如葡甘露聚糖的己糖，所述糖可從所述堿中沉淀下來(lái)。在堿提取期間，多糖容易降解并且木材被分解。

還有一種已知方法：其中通過(guò)熱水將從木材中溶出的化合物分離出來(lái)(熱水提取)。在這種情況下，將戊糖和己糖溶于最高溫度為160度的水中，其中戊糖和己糖還可進(jìn)一步降解成糠醛和羥甲基-糠醛。這兩種都是有毒物質(zhì)，可抑制用于例如乙醇發(fā)酵的微生物的細(xì)胞活性并影響其生長(zhǎng)。

因此，用于分離多糖的傳統(tǒng)解決方案就是所謂的水蒸汽爆炸(steam?explosion)，其中將已經(jīng)碾碎或以其它方式細(xì)化(diminuted)到合適的細(xì)度(篩號(hào)1-5mm)的原料加入到反應(yīng)器中，在其中用無(wú)機(jī)酸升高材料的酸度，然后在約10Mpa的壓力和約190-206℃的溫度下采用相對(duì)短的停留時(shí)間加熱，然后突然降低壓力，使原料破碎。

為了酸化，可使用例如約0.1-0.5重量％濃度的硫酸。

水蒸汽爆炸有著與上述熱水提取同樣的問(wèn)題，尤其是形成有毒化合物。使用酸性化合物就代表著相當(dāng)大的額外成本并且還會(huì)參與促進(jìn)抗壓設(shè)備的增加的腐蝕。水蒸汽爆炸之后，纖維狀基質(zhì)被破壞，因此其不適用于利用其機(jī)械性能的應(yīng)用。

還有一些已知方法：其中組合采用蒸汽和液體以及酸，用于提取碎屑。因此，公開(kāi)PCT申請(qǐng)?zhí)朩O2007/090926公開(kāi)了處理木屑的方法，其中先在無(wú)水條件下蒸煮木屑，然后在150-180℃、尤其是在約170℃下將其連續(xù)加熱。然后將稀釋的水解產(chǎn)物液加入到蒸煮過(guò)的木屑中并用于提取和水解木屑。回收廢液并部分地用于再循環(huán)。

公開(kāi)PCT申請(qǐng)?zhí)朩O?00/61276公開(kāi)了熱水解方法，其中在最高185℃在水相中加熱木屑，然后加入硫酸并在185-205℃下連續(xù)處理。

按照這些多步驟方法，不能在受控條件下達(dá)到足夠的效率。

本發(fā)明的一個(gè)目的在于消除已知技術(shù)相關(guān)問(wèn)題并提供一種用于從生物材料中分離多糖的全新方法。

具體地講，本發(fā)明涉及這樣的新方法：通過(guò)該方法可處理生物質(zhì)，可提取其半纖維素和其它提取物的所需部分，而不影響纖維狀基質(zhì)的進(jìn)一步使用。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于從木材、一年生和多年生植物(例如grass-stemmed?plant和苔蘚)和泥炭中回收半纖維素的方法。

本發(fā)明是基于以下發(fā)現(xiàn)：用加壓熱水，可選擇性分離多種化合物和化合物組，而基本上不會(huì)破壞生物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和從中獲得的或者通過(guò)這些所分離的化合物的受控分解而獲得化合物(The?invention?is?based?on?the?finding?that?with?pressurized?hot?water?it?is?possible?selectively?to?separate?various?compounds?and?groups?of?compounds?essentially?without?harming?the?structure?of?the?biomass?and?the?compounds?obtained?therefrom?or?alternatively?by?controlled?splitting?of?these?separated?compounds.)。