[发明专利]用于预处理的高压区形成

权利要求书

1.一种用于预处理生物质的工业规模方法，所述方法包括：

(a)将所述生物质进给至挤出系统，所述挤出系统包括：

(i)限定内腔室的机筒，所述内腔室包括进给区和反应区；和

(ii)一个或多个可旋转螺杆，其被配置成从所述进给区穿过所述反应区使所述生物质移动穿过所述挤出系统，其中所述一个或多个可旋转螺杆包括区段元件，所述区段元件被配置成形成：

(1)所述进给区中的预调节区段，其通过减小所述生物质的粒度并将水均匀地分布在所述生物质内来产生均质化的生物质，和

(2)高压区，其将所述均质化的生物质压实以形成不透蒸汽的堵塞物，所述不透蒸汽的堵塞物将所述进给区和所述反应区分开；和

(b)在所述反应区内在升高的温度和压力下处理所述生物质小于约一分钟，以产生预处理的生物质组合物，所述组合物包含含有单糖的液体/固体级分和含有纤维素和/或木质素的固体颗粒。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述挤出系统被配置成在保持所述不透蒸汽的堵塞物至少约1小时、至少约2小时、至少约4小时、至少约5小时、至少约6小时、至少约8小时、至少约10小时、至少约12小时、至少约13小时、至少约14小时、至少约15小时、至少约16小时、至少约17小时或至少约18小时的同时，连续地预处理所述生物质。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述挤出被配置成在保持所述不透蒸汽的堵塞物至少约15小时的同时，连续地预处理所述生物质。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述挤出系统被配置成以约60至约350干千克/小时的进给速率来预处理所述生物质。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述液体级分包含以下重量/重量比的C5单糖和C6单糖：至少约3.0:1、至少约3.1:1、至少约3.2:1、至少约3.3:1、至少约3.4:1、至少约3.5:1、至少约3.6:1、至少约3.7:1、至少约3.8:1、至少约3.9:1、至少约3.91:1、至少约3.92:1、至少约3.93:1、至少约3.94:1、至少约3.95:1、至少约3.96:1或至少约4:1。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述液体级分包含至少约3.5:1的重量/重量比的C5单糖和C6单糖。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述不透蒸汽的堵塞物在至少1000psi的压力下不可透过蒸汽。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述预调节区段将所述生物质的粒度减小至少约2％、至少约5％、至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％或至少约50％。

9.如权利要求1所述的方法，其还包括在所述反应区之前将液体添加到所述生物质中，并且任选地，添加所述液体以将所述生物质的水分含量增加至约：10-90％、15-85％、20-80％、30-70％或约40-60％重量/体积。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述生物质在所述反应区中被处理小于60、59、58、57、56、55、54、53、52、51、50、49、48、47、46、45、44、43、42、41、40、38、37、35、32、30、28、25、22、20、18、17、16、15、14、12、10、8、6、5、4、2或1秒。

11.如权利要求1的方法，其中所述升高的温度为约220-238℃。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述升高的压力为约325-450PSI。

13.如权利要求1所述的方法，其还包括将化学试剂添加到所述反应区中的所述生物质中。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述化学试剂包括酸，所述酸是硫酸。