[發明專利]包含高濃度生物質的物理預處理的生物質組合物

在審

• 申請號: 201880089279.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN111727193A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 樸正一;金英蘭;徐東準;H·李;鄭珉昊
• 申請（專利權）人: CJ第一制糖株式會社
• 主分類號: C07H3/02
• 分類號: C07H3/02;C07H1/00;C07G1/00;C12P19/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 金德善

本申請涉及物理預處理的生物質組合物及其制備方法，物理預處理的生物質組合物使在包含高濃度生物質基質的生物質組合物中化學處理成為可能。通過對草本生物質的具體物理預處理(雙盤式磨碎)，物理預處理的生物質組合物甚至在生物質的基質濃度為20％(w/w)(生物質:溶劑＝1:4)或更高時也具有流動性/流動度，使得預處理成本可以降低，因此其在生物質處理工藝中非常有用。

技術領域

本公開涉及物理預處理的生物質組合物及其制備方法，物理預處理的生物質組合物包含高濃度的生物質基質，用于使化學處理成為可能。

背景技術

木質素纖維素生物質由纖維素、半纖維素和木質素的不可降解結構組成。為了將木質素纖維素生物質用作生物燃料和生化制品的可持續供應源，必須將其經濟地轉化為諸如糖的有用的中間體。經過適合木質素纖維素生物質性質的物理預處理、化學預處理、以及生物預處理后，其可轉化為可發酵糖。

上述預處理工藝是將木質素纖維素生物質轉化成糖的必要步驟，但它們具有所有工藝中最高的運行成本。降低此類預處理成本的最重要方法之一是增加生物質的載量和使溶劑的使用減到最小，且通過這樣，其不僅可以減少上游工藝的規模和投資成本，而且其可以降低下游工藝的固液分離和溶劑回收的成本。

然而，當使用常規技術時，由于混合不充分，高固體濃度(高濃度基質條件)可產生負面影響，導致低糖轉化率。具體地，為了在高濃度基質條件下獲得充分的混合，必須應用特殊的攪拌方法，且在這種情況下，需要很高的電力消耗量。此外，在這種高濃度基質條件下的生物質漿液在工藝期間必須被輸送通過各種單元工藝，而在高固體濃度下，因為漿液厚且呈糊狀，這些混合和輸送問題變得困難。因此，生物質漿液在高濃度基質條件下的流動性和流動度對所用設備(如反應器、泵)的影響很大，且其是投資成本增加的主要因素。

此外，在草本生物質的情況下，由于顯著低的原料密度特性，在10％或更高的固體(生物質)濃度下，相對于生物質體積的水分含量是極其有限的；即，因為溶劑不能充分潤濕生物質，化學預處理反應不能進行。

發明內容

[技術問題]

為了解決上述問題，正在研究使用各種物理預處理方法的生物質處理方法，且韓國專利號10-1171922公開了通過用于生物質的預處理的石碾碎(stone grinding)、機械撕開(mechanical ripping)、撕裂(tearing)、和銷碾碎(pin grinding)來減小初始生物質大小，然后通過電子束照射來分解生物質的方法。然而，在這種情況下，進行兩種預處理工藝，并且首先，電子束照射具有高能量消耗，且因此存在其比通過實際生物質分解產生的能量消耗更多能量的問題，且因此需要對其的解決方案。

[技術方案]

本公開的目的是提供物理預處理的生物質組合物，其中生物質基質的濃度在20％(w/w)至30％(w/w)的范圍內，并且組合物的粘度在0.01[Pa·s]至10[Pa·s]的范圍內。

本公開的另一目的是提供制備生物質組合物的方法，其包括(a)物理預處理生物質；和(b)將經物理預處理的生物質和溶劑以20:80至30:70的比例(w/w)混合并攪拌，其中生物質的濃度在20％至30％(w/w)的范圍內，且組合物的粘度在0.01[Pa·s]至10[Pa·s]的范圍內。

[有益效果]

通過草本生物質的特定物理預處理(雙盤式磨碎(attrition milling))，本公開的物理預處理的生物質組合物在生物質的基質濃度為20％(w/w)(生物質:溶劑＝1:4)以上時，也具有流動性/流動度，因此可以降低預處理成本，并且其在生物質處理工藝中非常有用。

附圖說明

圖1是顯示生物質基質濃度為20％(w/w)的物理預處理的生物質組合物的混合性質的圖。