[发明专利]预处理生物质流股的再生纯化

说明书

技术领域

本说明书涉及用于发酵方法的生物质领域。

背景技术

制备预处理生物质流股以有利于水解和随后的发酵是本领域熟知的。Taherzadeh和Karimi(2007)“Enzyme-based Ethanol”,BioResources 2(4),707-738讨论了多种预处理方法。在该预处理方法中，用高压、高温流股或水处理生物质，并且将一些水去除。然而，根据这些作者所述，这些目标之一是避免形成抑制性副产物。然而，不是避免形成，而是人们可以将它们去除。因此，对于经济地去除生物质预处理的副产物存在一种需要。

发明内容

本说明书披露了一种用于在第一流股中去除至少一部分糠醛和乙酸的方法，该第一流股包括水、选自由糠醛和乙酸组成的组中的至少一种化合物、C5以及C6，所述方法包括使该流股与一种吸附介质相接触的步骤，该吸附介质之前已经与包括相同组分的第二流股相接触，并且通过将该吸附介质暴露于多种条件而不与该第二流股相接触来再生吸附介质使得至少70%吸附的糠醛和乙酸各自解吸附并且至少60%的C5和C6仍然吸附在该介质上。该第一和第二流股可以是相同的流股。

进一步披露了再生是通过将介质温度升高到乙酸和糠醛会快速解吸附并且C5和C6会缓慢解吸附的温度持续一段足够的时间来进行的，该介质可以是一种以球形形状的活性碳。所披露的是人们可以将该介质再生使得至少80%吸附的糠醛和乙酸各自解吸附并且至少80%的C5和C6仍然吸附在该介质上。降低压力或真空被披露为一种用于再生该介质的方式。还将惰性气体披露为一种可能的解吸附条件。

还披露的是可以将浓缩步骤置于去除之前，该浓缩步骤去除第一流股中按重量计至少20%的水并且可以将固体去除步骤置于去除步骤或浓缩步骤之前用以从第一流股中去除至少一部分固体。还披露的是在进一步处理之前该流股可以用水稀释。

还披露的是一种包括吸附介质的生产制品，该吸附介质是通过使该吸附介质与包括水、C5、C6、糠醛以及乙酸的流股相接触持续足够的时间来制成的，使得吸附到该介质上的C5和C6的量是可以对应地吸附到该介质上的C5和C6的最大值水平的至少90%，并且将该介质再生使得在该介质上的C5和C6的量是可以对应地吸附到该介质上的C5和C6的最大值水平的至少80%。

具体实施方式

本方法在预处理的生物质流股中对于预处理的生物质起作用。

该预处理的生物质包括一个液流（液体流股），该液流具有一种以可溶的和溶解的固体加上水的形式表示的干含量，并且存在多种有机化合物如糖类和有机酸类。

可以基于它的水、C5、C6、乙酸、甲酸以及糠醛来表征该预处理的生物质。该组合物的总C5是包括在该组合物的液体和固体中的阿拉伯糖和木糖的单体、二聚体、寡聚体、以及聚合物的组合物中的阿拉伯聚糖和木聚糖的总和。该组合物中总C6是包括可以存在于这些流股的液体和固体中的葡萄糖的单体、二聚体、寡聚物和聚合物的葡聚糖含量。

预处理的生物质通常来自已经通过一种方法预处理的木质纤维素生物质或木质纤维素化合物，其中将选择作为优选原料的生物质（它通常是具有纤维素、半纤维素和木质素的植物生物质）与水或流股或化学品或这些的组合一起添加并且在一定温度下保持一定时间从而获得具有干含量和水部分的预处理生物质。

水通常以吸收到该生物质本身中的水的形式以及以游离水的形式存在。术语生物质和水是指生物质的干含量加上包括在预处理之前存在的水和吸收的水以及在预处理过程期间添加的游离水的所有水。

通常将预处理的生物质流股送到分离步骤，其中通常使用过滤器、压力或薄膜或能够分离和收集具有包括可溶的加上溶解的固体的干固体加上水的液流的任何其他步骤通过分离步骤以液体形成分离该预处理的液体生物质流股。这是预处理生物质液流的一个实例。

该预处理生物质流股和该预处理生物质液流包含一些化合物，这些化合物可以通过水解生物质的干部分而水解成可溶于水的种类。

葡萄糖和木糖是水解化合物的实例。

在预处理步骤期间，通常由该生物质形成或从其中提取其他有机化合物。这些化合物通常衍生自纤维素部分或衍生自半纤维素部分或衍生自木质素部分。在一些情况下，由于在送往预处理过程的输入生物质原料中的有机化合物像淀粉或多种提取物，在该预处理的生物质流股中存在其他有机化合物。可以分离和收集在该预处理生物质液流中的这些有机化合物，如糠醛、甲酸、以及乙酸、或它们的至少一部分。