[发明专利]通过浸渍和水蒸气爆破处理木质纤维素生物质的方法

权利要求书

1.在酶水解之前实施的处理木质纤维素生物质以生产糖汁的连续方法，所述方法包括：

1)将经研磨的生物质转移至浸渍步骤的第一浸渍区的第一转移区，所述这些区通过防止液体从所述第一浸渍区上流至所述第一转移区的生物质塞子隔开，

2)在大气压下在两个在10-95℃的温度下操作的叠置的浸渍区中实施的浸渍步骤，生物质在所述步骤中的停留时间为1分钟-60分钟，并且

- 所述第一浸渍区接收由第一转移区产生的压制生物质，并含有具有0.1-7的pH的浸渍液，

并且

- 将所述生物质转移至位于所述第一浸渍区上方的第二浸渍区，在所述第二浸渍区中使经浸渍的生物质排干，从而产生具有15wt％-40wt％的总固含量的所得湿生物质和分离液，

3)将所述湿生物质转移至水蒸气爆破步骤的第二转移区，

- 所述第二转移区位于腔室中，所述腔室一方面与所述浸渍步骤的多个浸渍区隔开，另一方面与所述水蒸气爆破步骤的多个区隔开，

- 所述第二浸渍区和水蒸气爆破步骤的反应器通过生物质塞子以密封方式隔开，并且

- 在所述第二转移区中，挤压所述湿生物质以使生物质的总固含量增加至40重量％或更多，并产生所得液体，

4)水蒸气爆破步骤，其包括：

- 通过注入水蒸气将所述生物质蒸煮1-30分钟的蒸煮区，具体的水蒸气消耗量为0.05-10吨/吨的进入所述区的生物质总固体，所述蒸煮区处于150-250℃的温度和0.5-4MPa的压力下，

- 然后是使由所述蒸煮区产生的生物质膨胀的膨胀区，

- 然后是将水蒸气与生物质分离的分离区，

5)使用适于如下操作的制备装置制备液体的步骤：

- 接收提取自第二转移区和/或来自第一浸渍区的液体，

- 接收为使第一浸渍区的入口处的pH保持为0.1-7的值而确定的输入量的酸和/或水，

其中将所述制备的液体引入第一浸渍区中。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述浸渍步骤以单个步骤实施。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

- 在两个彼此垂直且沿相同轴线放置的浸渍区中实施所述浸渍步骤，所述两个浸渍区是隔开的，从而允许液体从第二区流向第一浸渍区，并使所述生物质留在第二浸渍区中，第一浸渍区中的液位确保所述两个区之间隔开，

- 借由螺杆将所述生物质从所述第一浸渍区转移至所述第二浸渍区中。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中通过输入酸液使液位保持基本恒定。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述酸液仅是硫酸溶液。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述酸液具有0.1-2的pH。

7.如权利要求4所述的方法，其中制备酸液的步骤接收提取自第二转移区的液体和任选的来自第一浸渍区的液体。

8.如权利要求4所述的方法，其中制备酸液的步骤接收来自第一浸渍区的液体和任选的提取自第二转移区的液体。

9.如权利要求1或2所述的方法，其中在转移湿生物质的所述第二转移区中，在挤压后的生物质的总固含量为40重量％-70重量％。

10.如权利要求9所述的方法，其中在挤压后的生物质的总固含量为大于40重量％。

11.如权利要求1或2所述的方法，其中所述蒸煮区是水平管式反应器，并设置有一个或多个将所述生物质从上游的第二转移区输送至下游的膨胀区的螺杆。

12.如权利要求1或2所述的方法，其中所述经研磨的生物质具有至多300mm的尺寸。

13.如权利要求1或2所述的方法，其中对由所述水蒸气爆破步骤产生的生物质的至少一部分进行酶水解，并获得糖汁。