[发明专利]木质纤维素生物质的梯度预处理

权利要求书

1.一种由纤维素生物质生产可发酵糖的方法，所述方法包括：

a)在起始时间t₀在反应容器中提供包含以下物质的反应混合物：

i)基于重量/重量以干生物质相对于总混合物的百分比测量的固体浓度在约40％和约70％之间的纤维素生物质；以及

ii)氨，其具有相对于所述生物质的干重在约4％和约24％之间的负载浓度；

b)随时间推移至最终时间t_n增大所述反应混合物的液体含量，其中所述固体浓度减小约20％和约30％之间，从而产生预处理的生物质；以及

c)使所述预处理的生物质与糖化酶聚生体在合适的条件下接触，以产生可发酵糖。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物的温度在反应时间内维持在约100℃和约200℃之间的温度下。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述反应时间在约10分钟和约2小时之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应混合物的液体含量通过向所述反应容器中引入试剂来增加，所述试剂选自蒸汽、水、氨溶液、以及它们的组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中生物质固体百分比从t₀至t_n的降低是线性的，是单调但非线性的，或是逐步的，其中所述固体的浓度在t₀和t_n之间的一段时间内至少一次保持恒定。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述氨选自氨溶液、无水氨、氨蒸气、以及它们的混合物。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述氨包括可再循环的氨。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述温度在t₀和t_n之间变化。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述温度在t₀和t_n之间增大或减小。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述纤维素生物质包括纤维素、半纤维素和木质素。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述纤维素生物质选自玉米秸秆、玉米棒、玉米粒纤维、草、甜菜浆、小麦秸秆、小麦壳、燕麦秸秆、大麦秸秆、大麦外壳、干草、稻秆、稻壳、柳枝稷、细叶芒、大米草、草芦、废纸、甘蔗渣、高粱渣、高粱秸秆、大豆秸秆、从谷物研磨中获得的组分、树、枝、根、叶、木片、锯末、棕榈废料、灌木和灌木丛、蔬菜、水果、花和动物粪肥。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述可发酵糖为用于发酵工艺的生物催化剂提供碳水化合物来源。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述可发酵糖以比使用恒定生物质固体浓度的方法所得的收率大至少约3％的收率产生。

14.根据权利要求1所述的方法，其中使所述可发酵糖与生物催化剂接触，以用于生产目标化合物。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述目标化合物选自乙醇、甲醇、丙醇、丁醇、1，3-丙二醇、甘油、木糖醇、甘露糖醇、乳酸、乙酸、甲酸、琥珀酸、谷氨酸、3-羟基丙酸、富马酸、马来酸和丁酸。