[发明专利]用于处理生物质以促进乙醇制造的系统

说明书

对于相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年5月18日提交的题为“己糖醪的蒸馏”的 美国临时申请第61/179,349号的优先权，并且将其并入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及在乙醇制造中用于处理生物质的系统。本发明还涉及 用于在将发酵生物质供应到蒸馏系统之前处理发酵生物质以促进乙醇 的高效制造的系统。

背景技术

乙醇可以产自谷物类原料(例如，玉米、高粱/西非高粱、大麦、 小麦、大豆等)、糖(例如，来自甘蔗、甜菜等)、和生物质(例如， 来自例如柳枝稷、玉米芯和秸秆的木质纤维原料、木材或其它植物材 料)。

生物质包括可适用于直接使用作为燃料/能量源或作为在生物炼油 厂(例如乙醇工厂)产生的用于加工成另一种生物制品(例如，生物 燃料例如纤维素乙醇)的原料的植物物质。生物质可以包括，例如， 在玉米粒收割过程中或之后可获得的玉米芯和秸秆(例如，茎和叶)、 来自玉米粒的纤维、柳枝稷、农场或农业残留物、木片或其它木材废 品、和其它植物物质。为使用或加工生物质，从田地中收割并收集生 物质，并将其运输到使用或加工生物质的地点。

在由玉米制造乙醇的常规乙醇工厂中，乙醇由淀粉制造。可以加 工玉米粒来将含有淀粉的材料(例如，胚乳)从其它的物质(例如纤 维和胚芽)中分离出来。将含有淀粉的材料与水调成浆液并使其液化 以促进糖化和发酵，其中在所述糖化过程中淀粉被转化为糖(例如， 葡萄糖)，而在所述发酵过程中，通过产乙醇类(ethanologen)(例如， 酵母)将糖转化为乙醇。发酵的产物(例如发酵产物)是醪，该醪包 括含有乙醇和水(除其它物质之外)的液体成分以及含有未发酵颗粒 物质(除其它物质之外)的固体成分。发酵产物的液体成分和固体成 分被送至蒸馏系统。在蒸馏系统中，将发酵产物进行蒸馏并脱水成， 除其它物质之外，乙醇和含有湿润固体的酒糟(例如，基本上除去所 有乙醇的醪的固体成分)，其中可以将所述酒糟干燥成干酒糟(DDG) 并作为动物饲料产品来出售。还可以从酒糟中回收例如糖浆(和包含 在糖浆中的油)的其它副产物。可以将在蒸馏中从发酵产物中除去的 水加以处理以在工厂中进行再使用。

在配置成由生物质例如纤维素原料制造乙醇的生物炼油厂中，由 木质纤维素材料(例如，纤维素和或/半纤维素)制造乙醇。准备生物 质，使得可以得到纤维素材料中的糖(例如，来自纤维素的葡萄糖和 来自半纤维素的木糖)并将其发酵成包括乙醇(除其它物质之外)的 发酵产物。之后将发酵产物输送到蒸馏系统，在其中通过蒸馏和脱水 来回收乙醇。其它生物制品例如木质素和有机酸也可以作为副产物进 行回收。对如何更加高效地准备和处理用于生成乙醇的生物质的确定 将取决于(除其它之外)生物质的形式、类型和组成。

有利的是在乙醇制造中提供用于处理生物质的系统。进一步有利 的是提供用于在将生物质供应到蒸馏系统之前处理生物质的系统。

发明内容

本发明涉及处理待供应到蒸馏系统中用于制造乙醇的发酵的木质 纤维素生物质的方法。该方法包括将木质纤维素生物质预处理成预处 理的生物质，并将预处理的生物质分离成包括糖的液体成分以及包括 纤维素和木质素的固体成分。该方法还包括将预处理的生物质的固体 成分水解为包括糖和木质素的水解生物质，并将预处理的生物质的水 解固体成分发酵成包括乙醇和木质素的发酵产物。该方法还包括处理 发酵产物，并蒸馏处理的发酵产物以回收乙醇。木质纤维素生物质包 括纤维素、半纤维素和木质素。

本发明还涉及用于处理发酵的木质纤维素生物质的系统。该系统 包括由木质纤维素生物质产生预处理的生物质的预处理系统，和将预 处理的生物质分离成包括糖的液体成分以及包括纤维素和木质素的固 体成分的分离系统。该系统还包括将预处理的生物质的固体成分水解 成包括糖和木质素的水解生物质的第一处理系统，和将预处理的生物 质的水解固体成分发酵成包括乙醇和木质素的发酵产物的发酵系统。 此外，该系统包括处理发酵产物的第二处理系统，和蒸馏处理的发酵 产物以回收乙醇的蒸馏系统。根据一些实施方式，第二处理系统加热 发酵产物。

附图说明

图1A是包括纤维素乙醇制造设施的生物炼油厂的透视图。

图1B是包括纤维素乙醇制造设施和玉米类乙醇制造设施的生物 炼油厂的透视图。