[发明专利]用于分级分离基于木质纤维素的生物质的方法和装置

权利要求书

1.用于分级分离基于木质纤维素的生物质的方法，包括：

提供基于木质纤维素的生物质；

通过加入能够溶解木质素的第一溶剂从所述生物质萃取木质素；

通过将能够溶解半纤维素的第二溶剂加入用第一溶剂处理过的生物质 萃取木糖；和

从其中萃取了木质素和木糖的所述生物质萃取剩余的纤维素。

2.根据权利要求1的方法，进一步包括在木质素萃取过程后洗涤所述 生物质以除去残留的木质素和第一溶剂。

3.根据权利要求1的方法，其中木糖萃取过程通过如下进行：添加具 有基于溶剂总重量3-8重量％的高浓度的酸1-10分钟，和添加具有基于溶剂 总重量0.1-3重量％的低浓度的酸10-30分钟。

4.根据权利要求1的方法，其中在从所述生物质萃取木质素之后是蒸 发和再循环所述第一溶剂。

5.根据权利要求1的方法，其中所述生物质是连续地提供的。

6.根据权利要求1的方法，其中反应温度在50到330psig的压力下保 持在50到200℃。

7.根据权利要求1的方法，其中所述第一溶剂是氨水或碱性溶剂。

8.根据权利要求7的方法，其中使用所述碱性溶剂，且所述碱性溶剂 包括选自以下的至少一种：氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)₂)、硫化钠 (Na₂S)、氢氧化钾(KOH)和它们的组合。

9.根据权利要求7的方法，其中所述氨水的浓度在2.5重量％到15重 量％的范围内，基于溶剂的总重量，和所述碱性溶剂的浓度在5重量％到10 重量％的范围内，基于溶剂的总重量。

10.根据权利要求1的方法，其中所述第二溶剂是酸性溶剂。

11.根据权利要求10的方法，其中所述酸性溶剂包括选自以下的至少 一种：硫酸(H₂SO₄)、盐酸(HCl)、磷酸(H₃PO₄)、硝酸(HNO₃)、过酸和它们的 组合。

12.根据权利要求1的方法，其中在萃取木糖之后，所述生物质的pH 调节至4到6。

13.根据权利要求1的方法，其中所萃取的木质素进行冷却过程或热交 换过程，然后存储在第一存储罐中，和所萃取的木糖进行冷却过程或热交换 过程，然后存储在第二存储罐中。

14.根据权利要求1的方法，其中所萃取的木质素的产率为50％或更高， 基于在原始生物质中存在的木质素的量，所萃取的木糖的产率为80％或更 高，基于在原始生物质中存在的木糖的量，和所萃取的纤维素的产率为85％ 或更高，基于在原始生物质中存在的纤维素的量。

15.根据权利要求1的方法，其中通过萃取木糖获得的萃取物含有总共 3g/L或更少的的糠醛和羟甲基糠醛(HMF)。

16.从根据权利要求1的方法萃取的纤维素生产生物燃料的方法，包括：

将所述纤维素糖化；和

将所述糖化的纤维素发酵以形成生物燃料，

其中所述纤维素用酶、酸或微生物糖化。

17.从根据权利要求1的方法萃取的木糖生产生物燃料的方法，包括将 所述木糖发酵以形成生物燃料。

18.生物质分级分离装置，包括：

含有生物质的反应容器；

配备在该反应容器的一侧并配置成含有可加入该反应容器的第一和第 二溶剂的第一和第二溶剂罐，其中该第一溶剂罐含有第一溶剂且该第二溶剂 罐含有第二溶剂；和

包括第一和第二存储罐的存储罐，其配置在该反应容器的另一侧并配置 成存储来自该反应容器的萃取物，其中木质素存储在该第一存储罐中且木糖 存储在该第二存储罐中。