專利名稱：用于木質(zhì)纖維素生物質(zhì)分化的改進的方法
用于木質(zhì)纖維素生物質(zhì)分化的改進的方法本發(fā)明涉及用于實現(xiàn)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的分化(fractionation)的一種改進的方法，這些生物質(zhì)尤其進一步用在合成化學(xué)品或制備生物基燃料或燃料添加劑中。使用生物質(zhì)(其碳含量為生物來源而非化石來源的物質(zhì))提供目前獲取自化石來源物質(zhì)如石油的化學(xué)品和燃料產(chǎn)品或提供此類化學(xué)品和燃料產(chǎn)品的可接受的生物基功能性替代物，已經(jīng)在近年日益變成研究及開發(fā)投資和工作的焦點，因為化石源物質(zhì)的供應(yīng)已經(jīng)受到威脅或其獲得和使用已經(jīng)更困難或更昂貴。某些化學(xué)品和燃料產(chǎn)品替換物或替代品已經(jīng)以巨大的商品化的規(guī)模從生物質(zhì)進行產(chǎn)生。對于液體燃料產(chǎn)品領(lǐng)域，乙醇和生物柴油(脂肪酸烷基酯)迄今已經(jīng)以商品化規(guī)模從玉米和甘蔗(對于乙醇)并且從多種植物油和脂肪中產(chǎn)生。然而，即便對于這些實例，仍存在改進生物質(zhì)利用方式的余地。長久以來就認識到，例如，優(yōu)選的是能夠從基本上不用作食品或可以在沒有顯著 不利影響土地使用方式和行為(例如，毀林以生產(chǎn)額外的大豆、玉米等作物)情況下收獲或?qū)で蠛褪褂玫哪举|(zhì)纖維素生物質(zhì)來制造合適的液體燃料和燃料添加劑(或同等地是生物衍生的、有意義的非燃料化學(xué)品)?？梢钥紤]具有這種特征的眾多的非食物木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，包括例如，有目的培育的非食物生物質(zhì)作物(如牧草、甜高粱、速生樹)或更具體地，木材廢棄物(如修剪物、木屑、鋸末)和綠色廢棄物(例如，葉、碎草、蔬菜和果實廢棄物)。另外，已經(jīng)做出估計，就已經(jīng)耕作的土地而言，約四分之三所產(chǎn)生的生物質(zhì)被廢棄，從而無論所討論生物質(zhì)是否為廢棄物，可以始于木質(zhì)纖維素生物質(zhì)而制得的多種有意義的化學(xué)品和燃料產(chǎn)品實際上應(yīng)當能夠經(jīng)濟地產(chǎn)生。不幸地，事實的真相在于，存在眾多實際的、現(xiàn)實的難題，必須克服這些難題才能使這種主張變成現(xiàn)實。首個難題源自包含木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的多種組分的十分不同的特征。在這個方面，如同基于化石的物質(zhì)如石油那樣，按所需規(guī)模并以所需品質(zhì)、經(jīng)濟和效率產(chǎn)生需要或?qū)⑿枰耐暾秶纳虡I(yè)化學(xué)品和燃料產(chǎn)品替換物或替代物的實際能力，對于木質(zhì)纖維素生物質(zhì)而言取決于這些生物質(zhì)是否可以徹底和高效地分化成它們的多種組分部分，從而這些部分可以直接使用或轉(zhuǎn)變成其他的有用形式。當然，對于石油，這種分化在提煉廠中經(jīng)過多種過程進行，但是迄今仍未開發(fā)出用于木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的相似過程。就本發(fā)明而言，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)主要由纖維素部分、半纖維素部分和木質(zhì)素部分組成，而纖維素是這三種組分中最多的。纖維素源自植物的結(jié)構(gòu)性組織，并且由經(jīng)1，4位置連接的3-糖苷殘基的長鏈組成。這些鍵造成纖維素具有高的結(jié)晶度。相反，半纖維素是一種非晶態(tài)雜聚物，而木質(zhì)素是植物纖維細胞內(nèi)部間插于纖維素和半纖維素當中的一種芳族立體聚合物。附帶地就木質(zhì)素部分而言，這些物質(zhì)應(yīng)理解為包含于術(shù)語“木質(zhì)素”內(nèi)部，并且借以相應(yīng)地定量測定生物質(zhì)中木質(zhì)素含量的方法在歷史上取決于考慮木質(zhì)素含量的情境，“木質(zhì)素”缺少確定的分子結(jié)構(gòu)并且因而依不同生物質(zhì)經(jīng)驗地確定。在動物科學(xué)和農(nóng)學(xué)中，例如在考慮木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的消化能含量時，木質(zhì)素在給定生物質(zhì)中的量更常見地使用酸性洗漆木質(zhì)素方法測定(Goering 和 Van Soest, Forage Fiber Analyses (Apparaus,Reagents, Procedures, and Some Applications)(飼料纖維分析(裝置、試劑、方法和一些應(yīng)用)，Agriculture Handbook No. 379, Agricultural Research Service (農(nóng)業(yè)研究局)，United States Dept of Agriculture(美國農(nóng)業(yè)部)(1970) ；Van Soest 等人,“Methodsfor Dietary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides inRelation to Animal Nutrition (用于與動物營養(yǎng)相關(guān)的膳食纖維、中性洗漆劑纖維和非淀粉多糖的方法)”，J. Dairy Sci. , vol. 74,第3583-3597頁(1991))。相反，在造紙和紙漿工業(yè)中，木質(zhì)素在給定生物質(zhì)中的量已經(jīng)常規(guī)地由Klason木質(zhì)素方法測定(Kirk和Obst, " Lignin Determination(木質(zhì)素測定)",Methods in Enzymology(酶學(xué)方法)，vol16，第 89-101 頁(1988))。作為本發(fā)明的參考框架，6%或更多(基于干重)的酸性洗滌不溶的木質(zhì)素含量總體上與成熟的溫帶牧草一致，這些成熟的溫帶牧草對于反芻動物具有相對低的營養(yǎng)價值并且因此主要轉(zhuǎn)作其他用途。本發(fā)明在大多數(shù)情況下與具有這種總體特征的木質(zhì)纖維素生物質(zhì) 直接相關(guān)，盡管由本發(fā)明提供的改進總體上將用于全部范圍的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)。因為生物質(zhì)的纖維素部分、半纖維素部分和木質(zhì)素部分的差異以及考慮到多種生物質(zhì)中以不同程度存在的其他較少部分，如在Farone等人的美國專利號5，562，777“Method ofProducing Sugars Using Strong AcidHydrolysis of Cellulosicand Hemicellulosic Materials (使用纖維素物質(zhì)和半纖維素性物質(zhì)的強酸水解產(chǎn)生糖的方法)”中相關(guān)的，歷年來已經(jīng)開發(fā)或提出了分化木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的眾多方法，大部分涉及將纖維素部分和半纖維素部分水解成C6和C5糖。基本上，已經(jīng)披露了生物方法和非生物方法，而從纖維素產(chǎn)生糖的最老和最知名的非生物方法包括酸水解法，最常見是使用稀酸手段、濃酸手段或這兩者組合的基于硫酸的水解法。Farone等人的‘777專利描述了本領(lǐng)域隨后已知的多種基于硫酸的方法的優(yōu)點和缺點，并且提出了一個進一步變體，該變體使用強酸/硫酸水解作用和使用反復(fù)一次或多次的去結(jié)晶步驟組合，其中生物質(zhì)(和/或包括從一次先前反復(fù)內(nèi)的去結(jié)晶步驟中留下的固形物)與25-90%硫酸溶液混合以增溶一部分的生物質(zhì)，隨后將這種酸稀釋到20%和30%之間，并且將混合物優(yōu)選地加熱至80和100攝氏度之間持續(xù)一段時間以增溶未曾水解的纖維素部分和任何半纖維素性物質(zhì)。即便給出了一種有效的分化方法，由提出的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)向化學(xué)品、燃料和燃料添加劑的轉(zhuǎn)化過程所帶來的進一步挑戰(zhàn)單純地來自后勤方面a)例如不得不從廣大地理區(qū)域收獲或收集極大量的農(nóng)業(yè)殘余物，并且隨后運送這些殘余物至通常相隔一些距離的大規(guī)?；瘜W(xué)或石油化學(xué)加工及分配中心，或b)建設(shè)用于初步加工生物質(zhì)成中間體的本地設(shè)施，這些中間體比生物質(zhì)本來(受影響)更少地受儲存和運送條件影響并且反而更好適合于運送至化學(xué)品和燃料的加工及分配中心，例如，糖漿中的C5和C6糖或C5和C6糖醇類/多元醇，或c)在未開放地區(qū)建設(shè)眾多更小的工廠以靠近木質(zhì)纖維素生物質(zhì)源產(chǎn)生成品化學(xué)品、燃料或燃料添加劑。將選項b)理解為相對于a)或c)是優(yōu)選的，但是迄今提出的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)精煉概念仍不幸地考慮了將被證明難以經(jīng)濟地運送的中間體。其他困難源自以下事實這些生物質(zhì)源自活的生物。在任何轉(zhuǎn)化過程中，原料的一致性總是一個顧慮，并且因為這些生物質(zhì)源自活的生物，所以原料品質(zhì)將內(nèi)在或多或少地是可變的并且就原料一致性而言將提出其收獲、儲存和運輸方面的特殊難題。本發(fā)明提供了按照多種方式加工木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的方法，這些方法可以解決和克服一些或全部的上述難題。例如，本發(fā)明在第一方法中提供了用于將木質(zhì)纖維素生物質(zhì)高效分化成纖維素部分、半纖維素部分和木質(zhì)素部分的方法，其中在升高的溫度下、在其中已經(jīng)收獲并且收集生物質(zhì)的位置處或在所述位置附近施加將濃有機酸蒸氣至生物質(zhì)，以至少部分地解聚生物質(zhì)中的半纖維素和木質(zhì)素。有機酸處理的生物質(zhì)隨后干燥至這樣的程度，從而使得干燥的固體可以?；糜陂L期的散裝儲存或運送第二設(shè)施，這種第二設(shè)施更靠近需求源或更靠近用于所需化學(xué)品、燃料或燃料添加劑的分配裝置或利用現(xiàn)存的化學(xué)品或燃料加工設(shè)施?？蛇x地，這種物質(zhì)可以儲存并隨后在本地加工地點加工成所希望的化學(xué)品、燃料和/或燃料添加劑，或所討論的第二設(shè)施(無論是否毗鄰、靠近或遠離)可以是反芻動物飼育場并且該?；奈镔|(zhì)可以用作反芻動物飼料。 為了在第二設(shè)施生產(chǎn)燃料、燃料添加劑和化學(xué)產(chǎn)品，通過在合適的溶劑中溶解至少部分解聚的半纖維素及鹽類伴以過濾，將這些至少部分解聚的半纖維素及鹽作為一個部分回收，所述溶劑一般是熱水，原因在于木質(zhì)素部分基本上是水不溶性的，并且至少部分解聚的木質(zhì)素部分進而通過溶解于更高度濃縮的有機酸或其他合適溶劑中并過濾來進行回收。剩余的固形物包含基本上澄清的纖維素漿。如下文進一步描述，獲取自半纖維素部分、纖維素部分和木質(zhì)素的部分可以隨后進一步加工用于制造燃料、燃料添加劑或其他所希望化學(xué)產(chǎn)品。在替代性實施方案中，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中的半纖維素和木質(zhì)素因在升高的溫度暴露于通常更濃的有機酸蒸氣而大幅度增溶，并且隨后在本地加工設(shè)施處通過用合適溶劑洗滌并伴以過濾而與剩余的主要的纖維素固形物部分分離。剩余的固形物隨后經(jīng)干燥并優(yōu)選地?；蕴峁┮环N干燥的、壓實的纖維素部分，這種纖維素部分可以儲存用于本地加工或如前述那樣更常規(guī)地運送到第二設(shè)施，這種第二設(shè)施更靠近需求源或更靠近用于所希望化學(xué)品、燃料或燃料添加劑的分配裝置，或利用現(xiàn)存的化學(xué)品或燃料加工設(shè)施。剩余的固形物也可以粒化并且提供給反芻動物飼育場(作為替代的第二設(shè)施)用作飼料，而非作為從中產(chǎn)生燃料、化學(xué)品或燃料添加劑的物質(zhì)。在第二實施方案的變體中，增溶的半纖維素和木質(zhì)素本身可以通過蒸發(fā)成一種混合固形物而減少，這種混合固形物可以?；⑶医?jīng)濟地運送至第二設(shè)施或作為替代，儲存并且隨后在本地加工，其中進一步加工在任何一種情況下包括通過將半纖維素組分萃取入一種溶劑(或溶劑混合物)中而分離半纖維素和木質(zhì)素組分，所述溶劑有效溶解半纖維素但是其中木質(zhì)素部分基本上是不溶性的，合適的溶劑簡單地就是水，并且隨后加工一些或全部的半纖維素部分、纖維素部分和木質(zhì)素部分以產(chǎn)生所希望的化學(xué)品、燃料或燃料替代物。
圖I是說明一個實施方案中本發(fā)明過程的示意圖。
圖2是說明第二實施方案中本發(fā)明過程的示意性表示。
圖2是說明第二實施方案的變體中本發(fā)明過程的示意性表示。有機酸，尤其包括甲酸，已經(jīng)長久地用于紙漿和造紙工業(yè)中以加工木質(zhì)纖維素生物質(zhì)?，F(xiàn)在的制漿過程通常在90至150攝氏度的溫度，按4:1或更大的溶劑生物質(zhì)固形物比率使用在水中的濃甲酸溶液(例如，80%至90%甲酸)以(通過解聚作用)增溶生物質(zhì)中的木質(zhì)素和較低分子量的半纖維素，從而可以隨后去除這些物質(zhì)。所希望的纖維素性漿料固形物與含有木質(zhì)素和半纖維素的蒸煮液分離，隨后洗滌并根據(jù)希望進行漂白，同時木質(zhì)素和半纖維素本身隨后可以通過添加水進行分離，因為木質(zhì)素基本上不溶于水中而半纖維素是可溶的。盡管濃甲酸有效地溶解并且將木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的木質(zhì)素和半纖維素組分與纖維素組分分離，但是這個過程使用大量的能量用于加熱足夠大量的甲酸和水以產(chǎn)生液體漿料，而去除和以足夠高的濃度回收甲酸用于溶劑循環(huán)是困難和昂貴的，這歸因于與水、乙酸和甲酸形成共沸物。然而，就木質(zhì)纖維素生物質(zhì)用于合成化學(xué)品或制備生物基燃料或燃料添加劑的用途而言，與從石油開始產(chǎn)生此類物質(zhì)的成本相比，與這些基于有機酸的已知分化過程相關(guān)的能量消耗和溶劑(外加溶劑回收)需求將使得生產(chǎn)化學(xué)品、生物基燃料或燃料添加劑的成本高得不切實際。
相反，通過使用滲透穿過生物質(zhì)的熱有機酸蒸氣實現(xiàn)半纖維素和木質(zhì)素增溶為輕易可提取的部分，本發(fā)明不需要處理如先前制漿過程中所用的同樣大量的甲酸和水。另外，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)的基于液體的甲酸分化方法相比，可以使用較小濃度的甲酸，這進一步減少了分化過程對甲酸回收的要求。使用的甲酸可以通過共沸蒸餾回收，如制漿型應(yīng)用中所考慮的。替代地，正是因為涉及較小量的水和酸，通過使用我們已經(jīng)鑒定的有機共溶劑和通過簡單的蒸餾，可以簡單地回收力圖回收以用于再循環(huán)的甲酸并且不需要打破水-甲酸共沸物。并且，當然，因為與先前已知的制漿加工相比，在我們的過程中使用相比較而言少得多的量的有機酸以實現(xiàn)用于進一步加工木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的分化，在分化已經(jīng)完成后存留的有機酸也可以(考慮到回收這種酸的開支)簡單地被完全或部分中和。本發(fā)明可以通過參考圖I更輕易地理解，圖I示意性地描述了一個優(yōu)選實施方案
(10)中本發(fā)明的過程。一般含有6%或更多酸性洗滌不溶的木質(zhì)素(基于干重)的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)12最初在利于產(chǎn)生或生成這種生物質(zhì)的位置(地點A)優(yōu)選地收集并且根據(jù)需要洗滌以除去塵土和其他污染物，隨后任選地在步驟14中預(yù)加工以便(作為一個實例，通過機械地破壞這種生物質(zhì)并通過氣流分級)分離蛋白質(zhì)較高的的組分，這種組分可以是動物飼料或肥料所希望的，和/或以便分離一種組分或多種組分16，所述組分具有比較高含量的、在下游更難除去并且可以干擾預(yù)期的下游轉(zhuǎn)化或使其更困難和/或可以不利影響來自其他加工中所設(shè)想的產(chǎn)物的種類或物質(zhì)(例如，氮化合物、硫化合物、較高的灰組分)。在有前景的生物質(zhì)中、在預(yù)加工步驟14中希望除去的組分的實例將是來自玉米秸桿的葉部分，所述葉部分具有較高的氮，但是當考慮作為反芻動物飼料時具有大致等于干草的營養(yǎng)性價值。在步驟14中任選地預(yù)加工生物質(zhì)12后，生物質(zhì)12(或在任選取出組分16后生物質(zhì)12的剩余部分)優(yōu)選地在步驟18中進一步制備/預(yù)加工以便隨后在步驟20中與熱的濃有機酸蒸氣22接觸。在步驟18中的預(yù)加工包括機械地破壞生物質(zhì)12以允許濃酸蒸氣22更輕易地滲透生物質(zhì)12并且至少部分地解聚或大幅度增溶生物質(zhì)12中的木質(zhì)素和半纖維素至步驟14中未完成的程度。另外，步驟18可以包括干燥該生物質(zhì)12至優(yōu)選10%或更小的水分含量，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，也可以通過其他手段(包括例如通過濃的熱有機酸蒸氣22的濃度和供應(yīng)量)來管理酸浸潰步驟20中的水分水平。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知任何數(shù)目的、用于在步驟18中機械破壞生物質(zhì)的手段，例如并且不限于研磨、切削和錘磨，并且選擇破壞生物質(zhì)12的手段將完全處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)，由此生物質(zhì)12中的木質(zhì)素和半纖維素可以通過在步驟20中與熱的濃有機酸蒸氣22高效和有效接觸而至少部分地解聚或大幅度增溶。如上文所示，生物質(zhì)12可以是任何木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，但是如先前所指出，將優(yōu)選地基本上不用作人類的食物來源，并且將更優(yōu)選地是在以下地點輕易可獲得(或可以使之輕易可獲得)的生物質(zhì)，這些地點對由生物質(zhì)制成的化學(xué)品、生物基燃料和燃料替代物存在最大需求。成熟牧草、單獨或谷類青貯中所含的谷類作物殘渣、玉米秸桿、小麥桿、大麥桿、芒草物種、柳枝稷、百喜草、高粱物種、甘鹿洛、鴨茅(Orchardgrass)、草蘆(reedcanarygrass)和軋棉下腳料是可以考慮的示例性生物質(zhì)。還明顯地構(gòu)思了來自多種來源的生物質(zhì)(包括來自收獲和加工糧食作物的生物質(zhì))的混合物，并且這些混合物應(yīng)當視為在使用單數(shù)“一種生物質(zhì)”和“一種木質(zhì)纖維素生物質(zhì)”時包括在其中。完整植株青貯飼料，例如，大量收獲和無氧儲存/青貯以形成青貯飼料的整株玉米，將認為是一種類型的混合生 物質(zhì)進料，并且是有意義的，原因在于制造基于可再生資源的化學(xué)品、燃料和燃料添加劑的大部分設(shè)施將需要全年能利用抵達這些設(shè)施的生物質(zhì)或基于生物質(zhì)的進料。在使用來自多種來源的幾種不同生物質(zhì)的情況下，有意培育的非食物生物質(zhì)或農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)優(yōu)選地包括這種混合物中那幾種生物質(zhì)的最多部分?；旌仙镔|(zhì)進料的實例將由玉米秸桿和玉米纖維組成，玉米秸桿優(yōu)選地包含比玉米纖維更大比例的進料。補充地說，本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，某些生物質(zhì)可以比其他生物質(zhì)更適合制造某些化學(xué)品、燃料和添加劑(或處于所希望比例的某些系列的產(chǎn)物(a certain slate ofproducts))，但是本發(fā)明的優(yōu)點總體上是其適應(yīng)于分化木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，并且如將見到，尤其是那些在其他情況下可能被不認為不可用的生物質(zhì)，因為它們遠離產(chǎn)生所希望化學(xué)品、燃料和/或燃料添加劑的設(shè)施?，F(xiàn)在返回


圖1，部分取決于酸蒸氣浸潰步驟20中所用酸的濃度，熱的濃有機酸22用于至少部分地解聚來自預(yù)加工步驟18的生物質(zhì)中的半纖維素和木質(zhì)素或大幅度增溶木質(zhì)素和低分子量半纖維素，并且提供一種液體和包括生物質(zhì)的纖維素部分的殘余纖維固形物。優(yōu)選地，濃酸蒸氣22是有機酸如乙酸、丙酸、蘋果酸、琥珀酸或甲酸的蒸汽或由這類酸的混合物組成。最優(yōu)選地，使用濃甲酸蒸氣或乙酸蒸氣22，所述酸以50直至90和更大的體積百分數(shù)存在，以水蒸氣作為余量。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，就這個方面而言，在加熱充分并且與分散并混合良好的玉米秸桿生物質(zhì)接觸的時間充分情況下，50%或更高的乙酸在水中的蒸氣可以足夠使秸桿中的半纖維素物質(zhì)和木質(zhì)素物質(zhì)解聚至以下的程度其中部分解聚的物質(zhì)可以充當分別因干燥步驟和膠溶或致密化步驟26和28產(chǎn)生的?；镔|(zhì)24的粘合劑。優(yōu)選地，不需要額外的粘合劑以取得粒料，這些粒料具有為本地長期的散裝儲存或運輸至第二位置用作反芻動物飼料或用于在第二或中心設(shè)施(如本圖中所標記的那種)中進一步分化并加工所希望的耐久性，如下文進一步討論。含有70%酸直至超過90%酸的較高濃度的酸蒸氣可以用來大幅度增溶生物質(zhì)中的半纖維素及木質(zhì)素，后者是在50%濃度的溶液中基本上不溶解的。在圖2和3中示意性顯示，基于大幅度增溶生物質(zhì)12中半纖維素和木質(zhì)素的實施方案，其中所示的幾個實施方案之間共同的特征給予相同的參考數(shù)字。這些實施方案將在下文參考圖2和3以更多細節(jié)描述。然而，在所示的每個實施方案中，生物質(zhì)12優(yōu)選地在酸蒸氣浸潰步驟20中以濃酸蒸氣22滲透并且按照足以至少部分地解聚或大幅度增溶生物質(zhì)12中木質(zhì)素和半纖維素的時間和相應(yīng)的壓力和溫度條件下保持與蒸汽22接觸，根據(jù)具體情況而定。生物質(zhì)12可以在它與濃酸蒸氣22接觸之前加熱，濃酸蒸氣22可以過度加熱并且隨后施加至生物質(zhì)12，或蒸汽22和生物質(zhì)12可以在導(dǎo)入酸蒸氣浸潰步驟20時或在此期間一起加熱。另外，濃酸蒸氣22可以原位產(chǎn)生，如通過將熱施加到生物質(zhì)12和與生物質(zhì)12接觸的濃有機酸溶液或通過濃有機酸溶液與熱生物質(zhì)12接觸生成。為至少部分解聚或大幅度增溶給定生物質(zhì)12中木質(zhì)素和半纖維素必需的壓力、溫度和停留時間條件將或多或少取決于正在加工的具體生物質(zhì)及其組成、精細分散的生 物質(zhì)如何進入酸蒸氣浸潰步驟、選擇的這種或這些具體的有機酸以及使用的酸的濃度而變動，但是總體上期望，酸蒸氣浸潰步驟將在范圍從大氣壓直至約500psig的壓力、在約50攝氏度和更高的溫度并經(jīng)過30分鐘或更長級別的時間段來實施。與圖2和3的實施方案相t匕，圖I的實施方案將需要較低濃度的酸、較不苛刻的溫度和壓力條件和較短的停留時間。在酸蒸氣浸潰步驟20后，物質(zhì)在步驟26中干燥以除去足夠的水分以便允許干燥的、部分加工的生物質(zhì)隨后在膠溶或致密化步驟28中?；?。干燥/脫水步驟26可以由眾多常規(guī)裝置或此類裝置的組合完成，這些裝置用于濃縮含水漿液并且從中移走水至適于膠溶剩余固形物的水平，例如，離心機、水力旋流器、帶式壓濾干燥器、流化床干燥器、間接或直接轉(zhuǎn)鼓干燥器、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器等.優(yōu)選地，離開干燥步驟26的生物質(zhì)將具有以重量計10%或更小、更優(yōu)選地8%或更小和最優(yōu)選地以重量計6%或更小的水分含量以促進其膠溶并降低運輸成本。步驟28中的膠溶可以同樣使用本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)已知的方法和設(shè)備完成，因為動物飼料和燃料用木質(zhì)生物質(zhì)的膠溶過程已經(jīng)充分建立，并且將優(yōu)選地產(chǎn)生具有足夠黏結(jié)性和完整性以令人滿意地經(jīng)受由所選運輸手段向第二位置或中心設(shè)施運輸?shù)奈镔|(zhì)，無論這種物質(zhì)以氣動方式或由輸送帶/系統(tǒng)、由卡車或鐵路、由一些其他手段或手段組合輸送。為便利，粒化物質(zhì)從地點A至第二位置的運輸將在以下的權(quán)利要求中和在本文中其他地方被描述為這種物質(zhì)從本地地點A “運送”至第二位置，并且“運送”使用不意圖限于船舶、飛機、火車或卡車等交通工具運輸手段，而是應(yīng)當理解為包括其中可以將此類?；镔|(zhì)從地點A移動至第二位置的任何方式。在這個方面，?；镔|(zhì)的所需要的耐久性(這原則上意指粒料在處置、運輸和儲存中不產(chǎn)生過多量的細屑)將更具體地取決于這種物質(zhì)如何在給定的地點A、在地點A與給定的中心設(shè)施/第二位置之間、以及在中心設(shè)施/第二位置處置、運輸和儲存。另外，存在已經(jīng)被開發(fā)用于評估粒料耐久性的幾種裝置和相關(guān)方法，從而在合理情況下不能先驗地賦予精確的耐久性數(shù)值。然而，優(yōu)選地，粒化的、部分加工的生物質(zhì)在所有情況下(包含于如要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)的
圖1-3及其任何變體)將是充分地耐久的，以至于從膠溶步驟28完成至?；镔|(zhì)最終處置不經(jīng)歷多于5%的由粉化或細屑形成所致的質(zhì)量損失，并且不多于3%?；?、部分加工的生物質(zhì)優(yōu)選地將在這種過渡中作為細屑損失。
粒化物質(zhì)24可以運輸至處于飼育場形式的第二位置30并且直接用作反芻動物飼料。在基于可再生資源的燃料、燃料添加劑和/或化學(xué)品是所希望的終端產(chǎn)品時，粒化的、部分加工的生物質(zhì)24則便利地運送至中心設(shè)施/第二位置30用于進一步加工，這種進一步加工包括在溶劑洗滌步驟32中至少用一種溶劑或多種溶劑的組合進行洗滌，選擇這種或這些溶劑以有效地分離產(chǎn)物或流34中至少部分解聚的半纖維素性物質(zhì)和主要的纖維素固形物部分36，所述產(chǎn)物或流34含有來自生物質(zhì)中半纖維素性物質(zhì)水解的戊糖。在圖I中，熱水優(yōu)選地在步驟32中用來將基本上不溶于水的木質(zhì)素部分和纖維素部分與半纖維素性部分分離，并且反復(fù)一次或多次，使用一種更濃的有機酸洗滌(其中部分解聚的木質(zhì)素是可溶的)及過濾過程以最終產(chǎn)生纖維素固形物部分36和木質(zhì)素部分38。在希望將粒化的物質(zhì)運輸至第二位置30以便進一步加工以產(chǎn)生基于可再生資源 的燃料和燃料添加劑和/或化學(xué)品特定的情景下，可以考慮環(huán)繞中央工廠的分布式本地加工地點陣列(“中心和輻射”概念)，其中一般平均而言，本地加工地點(地點A)將離中央工廠50公里和更遠，并且很多情況下可以平均遠離中央工廠80公里或更遠。本領(lǐng)域技術(shù)人員當然將理解，其他溶劑或溶劑組合也可以有益地用來實現(xiàn)這些分離，例如，如下文參考圖2和圖3的實施方案所描述的有機共溶劑可以用來增溶和從纖維素固形物部分36中除去殘余的半纖維素物質(zhì)和木質(zhì)素物質(zhì)。以這種方式回收或分化的纖維素固形物部分36可以通過強無機酸水解在適合實施這種轉(zhuǎn)化的條件下轉(zhuǎn)變成己糖產(chǎn)物或基本上為己糖的流。己糖產(chǎn)物或流將優(yōu)選地基本上完全由C6單糖組成，并且具有適合在進一步預(yù)加工和凈化最少的情況下升級至所希望生物基化學(xué)品和燃料產(chǎn)品的特征。從C6單糖可獲得的示例性生物基化學(xué)品和燃料產(chǎn)品包括經(jīng)氫化和加氫處理所得的燃料添加劑產(chǎn)品或經(jīng)發(fā)酵所得的乙醇、賴氨酸、蘇氨酸、乳酸、葡糖酸或其他有機酸。同樣，通過水解生物質(zhì)12中半纖維素所產(chǎn)生的戊糖產(chǎn)物或流34將優(yōu)選地基本上完全由C5單糖類組成，并且具有適合升級至從此類C5單糖可獲得的那些生物基化學(xué)品和燃料產(chǎn)品(例如，通過發(fā)酵所得的乙醇、蘇氨酸、賴氨酸、乳酸、葡糖酸或其他有機酸、通過氫化和加氫處理所得的糠醛、糠醇、甲基四氫糠醛、糠酸和燃料添加劑)的特征。一種優(yōu)選的用于水解纖維素固形物部分36的強無機酸是硫酸，作為1%至80%并且優(yōu)選地40%至80%濃硫酸水溶液在25攝氏度至100攝氏度的溫度、常壓直至0. 7MPa (IOOpsig)表壓的壓力和主要取決于所用溫度條件的15分鐘至2小時停留時間下應(yīng)用。木質(zhì)素部分38可以按類似的方式投入進一步實際使用，例如基于美國公開專利申請?zhí)?009/0718498A1的傳授內(nèi)容，例如經(jīng)臭氧分解成芳族燃料添加劑、用作產(chǎn)生合成氣的氣化進料、用作燃燒燃料、或經(jīng)臭氧分解以產(chǎn)生芳族磺化進料用于產(chǎn)生生物基線性烷基苯磺酸鹽?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)至圖2，一個替代性實施方案示意性地顯示。在實施方案40中，?；奈镔|(zhì)24內(nèi)僅包含來自生物質(zhì)12的纖維素性部分，?；奈镔|(zhì)24運送至中心設(shè)施30以便進一步加工成反芻動物飼料物質(zhì)或加工成用于生物基燃料、燃料添加劑或化學(xué)品的己糖產(chǎn)物或流，而半纖維素部分和木質(zhì)素部分在優(yōu)選地對于已經(jīng)產(chǎn)生或培育生物質(zhì)處而言便利的第一地點(地點A)水解。
在圖2的實施方案40以及圖3的實施方案70中，如先前已經(jīng)討論過，半纖維素和木質(zhì)素優(yōu)選地盡可能多地溶解于包含一種或多種弱有機酸(甲酸或乙酸再一次是優(yōu)選的)的溶劑中，以便產(chǎn)生清澈的纖維素固形物漿料，這種纖維素固形物漿料可以被干燥、?；⑦\送以在中心設(shè)施處進一步加工或用于動物飼料中。因而，除了對酸蒸氣浸潰步驟20使用由70%至超過90%酸組成的更高濃度的熱酸蒸氣流22之外，通過在溶劑洗滌步驟32中反復(fù)一次或多次洗滌/溶解和過濾，優(yōu)選地將一種有機共溶劑與額外的濃酸溶液一起使用。對于圖2中所示的實施方案40，濾液中以這種方式增溶的木質(zhì)素和半纖維素可以隨后在地點A處分離成如實施方案10中所述的多個流或產(chǎn)物38和34，并且剩余的纖維素固形物部分在相應(yīng)的步驟26和28中干燥并且?；员阕鳛榱骰虍a(chǎn)物24運輸至第二位置/中心設(shè)施，如上文對圖I描述那樣，用于動物飼料中或用于進一步加工。對于圖3中所示的的實施方案70，含有如此多的、已經(jīng)在步驟32中完成的洗滌及過濾中增溶的纖維素和木質(zhì)素的濾液可以與步驟26中的纖維素固形物平行地蒸發(fā)，并且通過沉淀產(chǎn)生的固形物本身可以在步驟28中?；⑶疫\輸至第二位置/中心設(shè)施或為了在稍后時間進一步使用和/或在地點A加工而儲存。因而，在圖3中提供兩種粒化產(chǎn)物，生 物質(zhì)12的纖維素組分主要存在于粒化產(chǎn)物24b中并且生物質(zhì)12的半纖維素組分和木質(zhì)素組分主要存在于?；a(chǎn)物24a中，盡管在這個方面，本領(lǐng)域(并且熟悉分化方法的)技術(shù)人員將必定理解，在實施方案10、40和70的每一個中，?；a(chǎn)物24a將可能含有一些最初存在于生物質(zhì)12中的纖維素物質(zhì)并且?；a(chǎn)物24b將可能含有一些特別高分子量的半纖維素物質(zhì)和木質(zhì)素物質(zhì)。存在于?；a(chǎn)物24a中的戊糖(來自步驟20和32中生物質(zhì)12中的半纖維素的酸水解)和木質(zhì)素組分可以隨后在第二位置/中心設(shè)施處用于動物飼料中或分別在產(chǎn)物或流34和38中分離，例如通過在第二位置/中心設(shè)施處反復(fù)一次或多次用熱水或一些其他合適的溶劑洗滌和過濾固形物24a。圖2中物質(zhì)24內(nèi)或圖3中物質(zhì)24b內(nèi)的纖維素固形物可以按照對圖I中纖維素固形物部分36描述的方式使用或進一步加工，并且存在于流或產(chǎn)物34中的戊糖以及包含于流或產(chǎn)物38內(nèi)的木質(zhì)素含可以同樣如先前結(jié)合圖I所描述那樣使用或進一步加工。同時，如上指出，已知濃甲酸在紙漿和造紙工業(yè)中有效溶解木質(zhì)素組分和半纖維素組分并且將它們與木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的纖維素組分分離，在制漿背景下為這個目的使用濃甲酸的特殊之處在于，不能在分化木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的背景下合理地采用相同或相似過程以便開發(fā)用于制造基于可再生資源的燃料、燃料添加劑和/或化學(xué)品的進料。在使用濃甲酸從生物質(zhì)中制造紙漿時，需要大量的能量用于加熱足夠大量的甲酸和水以產(chǎn)生漿料，而去除和以足夠高的濃度回收甲酸用于溶劑循環(huán)是困難和昂貴的，這歸因于與水、乙酸和甲酸形成共沸物。然而，在使用甲酸作為有機酸的本發(fā)明背景下，通過僅使用蒸氣形式的足夠甲酸來徹底地潤濕生物質(zhì)并且部分解聚或大幅度增溶其中的木質(zhì)素和半纖維素(根據(jù)具體情況而定)，干燥步驟26中物質(zhì)內(nèi)蒸發(fā)掉的甲酸濃度相對于水可以保持基本上與酸蒸氣浸潰步驟20中相同并且整體上可以因而冷凝、再循環(huán)和再用于流22，因而避免與已知的甲酸制漿過程相關(guān)的、耗能高且昂貴的共沸蒸餾回收方法。另外，相對于產(chǎn)生造紙用的固形物漿液，意在用至少部分解聚或大幅度增溶的半纖維素和木質(zhì)素產(chǎn)生含有剛好足夠的殘余水分以便能夠進行良好膠溶的物質(zhì)時，總體上要求少得多的量的水和甲酸，從而能量需求相應(yīng)大幅度縮減。無論甲酸在本發(fā)明的過程中是單獨使用或與其他弱有機酸組合使用，或無論是否使用不與水形成共沸物的另一種弱有機酸，可以使用的酸的量可以是在事實上不足以證明回收和再循環(huán)的開支是合算的，從而可以優(yōu)選進行中和。然而，在希望酸回收和再循環(huán)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將完全能夠選擇并且使用合適的手段做到這一點，通過回收并再循環(huán)干燥步驟26中蒸發(fā)的物質(zhì)和通過從來自進一步加工的最后戊糖流和己糖流回收并且再循環(huán)弱有機酸。在其中使用乙酸替代甲酸的后一種情況下，乙酸可以通過簡單的蒸餾回收。在使用甲酸時，可以使用共沸蒸餾，或當伴隨少量蒸汽以極高濃度使用甲酸時，這種酸可以通過簡單的蒸餾回收、再循環(huán)并且以濃縮的形式再使用，無需分離出所包含的水。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在這種情況下，被鑒定為用于完成來自纖維素固形物的半纖維素和木質(zhì)素增溶和分離的某些有機共溶劑還充當用于簡單蒸餾和回收甲酸的有效共沸劑。我們已經(jīng)鑒定的合適有機共溶劑包括甲酸乙酯、乳酸乙酯和羥甲基四氫呋喃，優(yōu)選甲酸乙酯。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施方案已經(jīng)在此描述，然而眾多變 體和替代物可以按相似的方式構(gòu)思。例如，酶可以與酸一起用來水解生物質(zhì)的半纖維素部分和纖維素性部分。在青貯飼料用作生物質(zhì)的情況下，青貯飼料本身經(jīng)過一段時間的無氧發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，并且這種乳酸可以用作酸蒸氣浸潰步驟20中的弱有機酸。其他變體相對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將仍是顯而易見的，這些變體不脫離如以下權(quán)利要求中表述的本發(fā)明的真實范圍。
權(quán)利要求
1.一種加工包含纖維素部分、半纖維素部分和木質(zhì)素部分的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的方法，包括以下步驟 施加含有以重量計至少50%的一種或多種機酸的濃有機酸蒸氣至該生物質(zhì)以至少部分地解聚該生物質(zhì)中的半纖維素物質(zhì)和木質(zhì)素物質(zhì)； 干燥該弱酸處理的生物質(zhì)以提供足夠高固形物含量的物質(zhì)以進行?；?；并且 ?；瘉碜愿稍锊襟E的物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中該?；奈镔|(zhì)用于反芻動物飼料中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中反復(fù)一次或多次采用過濾法通過溶劑洗滌該?；奈镔|(zhì)，從該?；奈镔|(zhì)中回收纖維素固形物產(chǎn)物，因而將源自該?；奈镔|(zhì)的、至少部分解聚的半纖維素物質(zhì)和木質(zhì)素物質(zhì)一起與剩余的纖維素固形物分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進一步包括反復(fù)一次或多次采用過濾法洗滌該至少部分解聚的半纖維素物質(zhì)和木質(zhì)素物質(zhì)，以便將水不溶性木質(zhì)素性固形物與水溶性半纖維素物質(zhì)分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中通過反復(fù)一次或多次采用過濾法水洗滌該粒化的物質(zhì)，將該至少部分解聚的半纖維素物質(zhì)與該粒化的物質(zhì)分離，并且隨后反復(fù)一次或多次采用過濾法通過一種單獨的溶劑洗滌，將該木質(zhì)素與該纖維素固形物產(chǎn)物分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，包括在該至少部分解聚的半纖維素性物質(zhì)已經(jīng)與該木質(zhì)素和纖維素固形物產(chǎn)物分離后，對該至少部分解聚的半纖維素性物質(zhì)所實施的進一步酸水解步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括發(fā)酵該半纖維素性物質(zhì)進一步酸水解的產(chǎn)物以產(chǎn)生乙醇、賴氨酸、蘇氨酸、乳酸、葡糖酸或其他有機酸，或者氫化并加氫處理該進一步酸水解步驟的產(chǎn)物以產(chǎn)生用于運輸燃料的燃料添加劑產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中該水不溶性木質(zhì)素經(jīng)歷臭氧分解或暴露于一種或多種其他氧化劑，或作為燃料燃燒，或?qū)⑵涔?yīng)至用于制造液態(tài)烴產(chǎn)品和焦炭的焦化過程，或傳送至用于產(chǎn)生合成氣的氣體發(fā)生器。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中將該纖維素固形物與強無機酸接觸以水解該纖維素固形物并提供己糖產(chǎn)物或流，并且將該己糖產(chǎn)物或流發(fā)酵以產(chǎn)生乙醇、賴氨酸、蘇氨酸、乳酸、葡糖酸或其他有機酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其中該木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的特征為基于干重以重量計具有6%或更大的酸性洗滌不溶的木質(zhì)素含量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中該木質(zhì)纖維素生物質(zhì)由以下的一種或多種組成熟牧草、單獨或谷類青貯中所含的谷類作物殘渣、玉米秸桿、小麥桿、大麥桿、芒草物種、柳枝稷、百喜草、高粱物種、甘蔗渣、鴨茅、草蘆和軋棉下腳料。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中該加工過的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)包含玉米秸桿和玉米纖維。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中加工的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)是青貯的整株玉米，并且其中該生物質(zhì)在施加該濃有機酸蒸氣之前被預(yù)加工以分離和除去青貯的整株玉米的至少一種組分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在青貯的整株玉米生物質(zhì)與該濃有機酸蒸氣接觸之前，從青貯的整株玉米生物質(zhì)中回收玉米油。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在青貯的整株玉米生物質(zhì)與該濃有機酸蒸氣接觸之前，從青貯的整株玉米生物質(zhì)中機械地分離并且除去玉米秸桿的葉部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中從與該濃有機酸蒸氣接觸的青貯整株玉米生物質(zhì)中機械地分離并且除去其中硫、氮或灰分含量較高的一種或多種組分。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項所述的方法，其中該濃有機酸蒸氣在50攝氏度或更高的 升高溫度下施加至該生物質(zhì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中施加至該生物質(zhì)的一種或多種有機酸由乙酸、丙酸、蘋果酸、琥珀酸、甲酸和乳酸中的一種或多種組成，并且該濃酸蒸氣在從50攝氏度至或160攝氏度的溫度、常壓至3. 5MPa表壓的壓力以及持續(xù)30分鐘和更長的時間段施加。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中在平衡物為水的情況下，將含有以重量計50%和更多的甲酸或乙酸或甲酸和乙酸組合的濃有機酸蒸氣施加至該生物質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19中任一項所述的方法，其中該濃有機酸蒸氣含有以重量計70%或更多的一種或多種酸，余量為水。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任一項所述的方法，其中將有機酸處理的生物質(zhì)干燥至以重量計10%或更小的水分含量。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中該干燥的生物質(zhì)在不添加其他粘合劑的情況下?；?br> 23.根據(jù)權(quán)利要求1-22中任一項所述的方法，其中有機酸蒸氣浸潰、干燥和?；襟E在多個位置應(yīng)用以運送?；奈镔|(zhì)至一個共同的第二位置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中該多個位置與該共同的第二位置平均相距50公里或更遠。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中該多個位置與該共同的第二位置平均相距80公里或更遠。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中應(yīng)用有機酸蒸氣浸潰、干燥和?；襟E以在距離該第二位置50公里的一個位置處產(chǎn)生?；镔|(zhì)。
27.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，進一步包括在與有機酸蒸氣接觸之前預(yù)加工該生物質(zhì)以分離和除去該生物質(zhì)的至少一種組分，該組分具有較高的蛋白質(zhì)并且適用于動物飼料中或適合作動物飼料，或具有高于所希望的硫、氮或灰分含量。
28.—種加工包含纖維素部分、半纖維素部分和木質(zhì)素部分的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的方法，包括以下步驟 在足以大幅度增溶該生物質(zhì)中的半纖維素物質(zhì)和木質(zhì)素物質(zhì)的條件下，施加選自乙酸、丙酸、蘋果酸、琥珀酸、甲酸和乳酸中的一種或多種有機酸的濃有機酸蒸氣；反復(fù)一次或多次，采用溶劑或溶劑混合物和過濾來洗滌該處理過的生物質(zhì)以將濾液中的半纖維素物質(zhì)和木質(zhì)素物質(zhì)與作為固體殘渣的纖維素性物質(zhì)分離； 干燥該固體殘渣以提供足夠高固形物含量的物質(zhì)以進行?；?；并且 粒化來自干燥步驟的物質(zhì)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，進一步包括反復(fù)一次或多次，采用額外的過濾，用水洗滌濾液中的半纖維素物質(zhì)和木質(zhì)素物質(zhì)，以便將水不溶性木質(zhì)素性固形物與水溶性半纖維素物質(zhì)分離。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中在從50攝氏度至160攝氏度的溫度、常壓至3.5MPa表壓的壓力以及持續(xù)30分鐘和更長的時間段施加濃甲酸、乙酸、或甲酸/乙酸蒸氣。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中該蒸汽含有以重量計70%和更多的有機酸或酸類，余量為水。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中該蒸汽含有以重量計90%和更多的有機酸或酸類，余量為水。
33.根據(jù)權(quán)利要求28-32中任一項所述的方法，其中收集在干燥該固體殘渣時蒸發(fā)掉的物質(zhì)并且使其再循環(huán)至該有機酸蒸氣浸潰步驟，而不事先分離這種物質(zhì)中所含有的有機酸或酸類和水。
34.根據(jù)權(quán)利要求28-33中任一項所述的方法，進一步包括在與該濃有機酸蒸氣接觸之前預(yù)加工該生物質(zhì)以分離和除去該生物質(zhì)的至少一種組分，所述組分具有較高的蛋白質(zhì)并且適用于動物飼料中或適合作動物飼料，或具有高于所希望的硫、氮或灰分含量。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，進一步包括干燥該含有大幅度增溶的半纖維素和木質(zhì)素的濾液以提供足夠高固形物含量的物質(zhì)以進行?；⑶伊；玫降奈镔|(zhì)。
36.根據(jù)權(quán)利要求28-35中任一項所述的方法，其中該木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的特征為以重量計具有6%或更大的酸性洗滌不溶的木質(zhì)素含量。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于將木質(zhì)纖維素生物質(zhì)高效分離成纖維素部分、半纖維素部分和木質(zhì)素部分的方法，其中在升高的溫度下、在其中已經(jīng)收獲并且收集生物質(zhì)的位置處或在該位置附近將濃的有機酸蒸氣施加至生物質(zhì)，以至少部分地解聚或大幅度地增溶生物質(zhì)中的半纖維素和木質(zhì)素。有機酸處理的生物質(zhì)隨后在任何一種情況下中經(jīng)干燥和粒化用于長期的散裝儲存和/或用于運送至相隔一段距離的第二設(shè)施。有機酸處理的生物質(zhì)可以在本地加工地點或在遠離本地加工地點的第二設(shè)施處加工成所需的化學(xué)品、燃料和/或燃料添加劑，或者粒化物質(zhì)可以在本地或在與本地加工地點相距一定距離的飼育場處用作反芻動物飼料。
文檔編號A23K1/12GK102762596SQ201180007932
公開日2012年10月31日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者P·D·布魯姆, P·H·多恩, T·P·賓德, 馬赤誠 申請人:阿徹丹尼爾斯米德蘭德公司