[發明專利]用于木質纖維素底物的預處理的逆向流擴散器技術

無效

• 申請號: 201280060315.4
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103975079A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 雅各布·博爾登;詹姆斯·B·格瑞特;約翰·W·沙巴克
• 申請（專利權）人: BP北美公司
• 主分類號: C13K1/02
• 分類號: C13K1/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊青;穆德駿

1.一種對生物質進行預處理的方法，所述方法包括：

將生物質料流與預處理溶液料流逆向流動地相接觸；以及

產生水解產物料流和預處理過的生物質料流。

2.權利要求1的方法，其中所述生物質料流包含木質纖維素材料。

3.權利要求2的方法，其中所述木質纖維素材料包含纖維素、半纖維素、木質素及其組合中的至少一種。

4.前述權利要求任一項的方法，其中所述預處理溶液料流包含酸或堿。

5.權利要求4的方法，其中所述酸包含無機酸、有機酸、氨基酸、礦物酸、布朗斯臺德酸、路易斯酸及其組合中的至少一種。

6.權利要求4或5的方法，其中所述酸選自硫酸、磺酸、磷酸、硝酸、乙酸、乳酸、甲酸、草酸、琥珀酸、乙酰丙酸、碳酸、乙醇酸、糖醛酸、葡糖二酸、氫氟酸、硼酸、三氟化硼及其組合。

7.前述權利要求任一項的方法，其中所述水解產物料流含有超過約30重量％的原始生物質。

8.權利要求4的方法，其中所述堿包含無機堿、有機堿、礦物堿、布朗斯臺德堿、路易斯堿及其組合中的至少一種。

9.權利要求4或8的方法，其中所述堿選自氨、氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸鹽、胺、脲及其組合。

10.前述權利要求任一項的方法，其中所述預處理過的生物質料流具有超過約70％的纖維素的酶消化率。

11.前述權利要求任一項的方法，其中逆向流動接觸發生在多個相互作用區中。

12.前述權利要求任一項的方法，其中所述預處理溶液具有以質量計約0.01％至約10％的濃度。

13.前述權利要求任一項的方法，其還包括將所述預處理溶液加熱到約100℃至約180℃的溫度。

14.前述權利要求任一項的方法，其包括在水解擴散器裝置中進行逆向流動接觸，其中所述生物質在所述擴散器裝置內具有約1分鐘至約60分鐘的停留時間。

15.前述權利要求任一項的方法，其中所述預處理溶液的停留時間小于所述生物質的停留時間。

16.前述權利要求任一項的方法，其還包括將所述生物質轉化成一種或多種糖。

17.權利要求16的方法，其中所述糖選自蔗糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、己糖、戊糖、纖維二糖、寡糖及其組合。

18.權利要求16或17的方法，其還包括將所述糖轉化成產物。

19.權利要求18的方法，其中所述產物包含乙醇、乙烯、正丁醇、異丁醇、2-丁醇、丁烯、異丁烯、類異戊二烯、甘油三酯、脂質、脂肪酸、乳酸、乙酸、丙二醇、丁二醇、甲酸、乙酰丙酸、糠醛、5-羥甲基糠醛、丙酮-丁醇-乙醇、丙酮、氨基酸及其組合中的至少一種。

20.一種水解擴散器裝置，其包含：

從第n級到第n+z級的一系列級，其中第n級包含用于生物質的入口，并且第n+z級包含用于預處理溶液的入口；

將生物質從第n級連續移動到第n+1級的系統；

將生物質從第n+z級連續移動到第n+z-1級的系統；

從第n+y級連續抽取所述預處理溶液以由此產生水解產物料流的系統；以及

從第n+m級連續抽取預處理過的生物質以由此產生預處理過的生物質料流的系統。

21.權利要求20的擴散器裝置，其中：

n≥1

n≤z≤n+20

0≤y≤z-1

m≤z。

22.權利要求20或21的擴散器裝置，其中所述系統移動所述生物質的速率為所述生物質提供了在所述擴散器裝置內約1分鐘至約60分鐘的停留時間。

23.權利要求20-22任一項的擴散器裝置，其還包含用于控制每一級內的壓力的裝置。

24.權利要求20-23任一項的擴散器裝置，其中所述擴散器裝置適用于堿性預處理溶液或酸性預處理溶液。

25.權利要求20-23任一項的擴散器裝置，其中所述擴散器裝置與至少一個其他擴散器裝置組合。