[发明专利]生物基纤维胶(BFG)和生产BFG的方法

说明书

相关申请的参考

本申请主张于2012年7月11日提出的美国临时申请61/670,188号的权益，并将其整体引用于此作为参考。

发明背景

本文描述的是用于制备生物基纤维胶的方法，其包括：

(a)将农业材料与在约75℃至约150℃的范围(优选在约85℃至约90℃的范围)的温度下加热的碱性溶液混合，以形成浆料；

(b)从所述浆料分离出不溶性成分以产出具有约9至约14的pH(优选在约10至约12的范围)的溶液，其中，所述溶液包含约0.1至约10wt％的固体物，其中，所述固体物是碱溶性组分；

和下述步骤(c)-(i)中之一：

(c)将所述溶液蒸发至约16至约23wt％的固体物，并且干燥成粉末；

(d)将所述溶液的pH调整为约2至约12的pH(优选调整为约4至10的pH，更优选调整为约4至约7的pH)，将所述溶液蒸发至约16至约23wt％的固体物，并且干燥成粉末；

(e)将所述溶液蒸发至约16至约23wt％的固体物，将所述溶液的pH调整为约2至约12的pH(优选调整为约4至10的pH，更优选调整为约4至约7的pH)，并且干燥成粉末；

(f)将所述溶液蒸发至约16至约23wt％的固体物，用约二至约五体积的有机溶剂(例如，乙醇、异丙醇)沉淀出所述可溶性成分以形成沉淀物和上清液，并且分别干燥所述沉淀物和所述上清液；

(g)将所述溶液蒸发至约16至约23wt％的固体物，将所述溶液的pH调整为约2至约12的pH(优选调整为约4至10的pH，更优选调整为约4至约7的pH)，用一至五体积(优选为2体积)的有机溶剂(例如，乙醇、异丙醇)沉淀出所述可溶性成分以形成沉淀物和上清液，并且分别干燥所述沉淀物和所述上清液；

(h)将所述溶液的pH调整为约2至约12的pH(优选调整为约4至10的pH，更优选调整为约4至约7的pH)，将所述溶液蒸发至约16至约23wt％的固体物，用约一至五体积(优选为约2体积)的有机溶剂(例如，乙醇、异丙醇)沉淀出所述可溶性成分以形成沉淀物和上清液，并且分别干燥所述沉淀物和所述上清液；或

(i)将所述溶液的pH调整为约2至约5的pH(优选为约3.5至约4.5)以沉淀半纤维素A，用约2体积的有机溶剂(例如，乙醇、异丙醇)处理剩余的溶液以形成沉淀物和上清液，并且分别干燥所述沉淀和所述上清液；和

任选地用下述中的至少一种预处理溶液：

(1)使所述溶液脱盐，脱盐后的溶液成为溶液；

(2)使溶液通过至少一种纳滤膜或超滤膜或渗滤膜，渗透液成为溶液；或

(3)使溶液通过至少一种纳滤膜或超滤膜或渗滤膜，渗余液成为溶液。

也描述了通过这些方法生产的产品以及它们的一些用途。

当用碱性溶液提取木质纤维素农业残渣(例如，玉米秸秆(corn stover)、小麦秸秆、稻秸秆等)、农业加工副产品(例如，玉米麸、玉米纤维、燕麦麸、稻壳、甘蔗渣等)和能源作物(例如，芒草、柳枝稷等)以生产用于食品和生物燃料应用的富含纤维素的组分时，来自加工的废液必须在其可被丢弃之前进行昂贵的废物处理。同时，目前对能够替代石油获得的和/或进口的水包油和油包水乳化剂、粘接剂、粘合剂、油井钻探泥浆和水力压裂泥浆的有用成分、增粘剂、抗氧化剂、可溶性膳食纤维和血清胆固醇还原剂的低成本、生物基产品存在需求。令人吃惊地，我们已经发现，来自上述木质纤维素产品加工的废液通过蒸发、干燥、膜过滤、溶剂沉淀和/或本文所述的其他方法进行加工能够产出可用作上述石油获得的和/或进口的产品的替代品的新组合物。因此，该发现允许将具有负价值的废料转化成具有本文所述的许多应用的增值产品。

发明内容

一种用于制备生物基纤维胶的方法，其包括：

(a)将农业材料与在约75℃至约150℃的范围(优选在约85℃至约90℃的范围)的温度下加热的碱性溶液混合，以形成浆料；

(b)从所述浆料分离出不溶性成分以产出具有约9至约14的pH(优选在约10至约12的范围)的溶液，其中，所述溶液包含约0.1至约10wt％的固体物，其中，所述固体物是碱溶性组分；

和下述步骤(c)-(i)中之一：

(c)将所述溶液蒸发至约16至约23wt％的固体物，并且干燥成粉末；