(57)【要約】【課題】リグノセルロース材料をプロセッシングして、ヘミセルロース糖、セルロース糖、リグニン、セルロースおよび他の高価値製品を得る方法を提供すること。【解決手段】また、ヘミセルロース糖、セルロース糖、リグニン、セルロース、および他の高価値製品を提供する。本発明はさらに、脱酸されたリグニンを生成する方法を提供する。方法は、酸性リグニンを炭化水素溶媒と接触させるステップと、炭化水素溶媒を加熱して酸性リグニンから酸を除去し、それによって脱酸されたリグニンを得るステップとを含む。任意選択で、酸性リグニンは、リグノセルロース原料からヘミセルロースおよびセルロース材料を除去することによって得られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
本明細書に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互参照
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項の下、２０１２年５月３日に出願された米国仮特許出願第６１／６４２，３３８号、２０１２年６月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／６６２，８３０号、２０１２年８月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／６９３，６３７号、２０１２年７月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／６７２，７１９号、２０１２年１０月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／７２０，３１３号、２０１２年８月６日に出願された米国仮特許出願第６１／６８０，１８３号、２０１２年８月７日に出願された米国仮特許出願第６１／６８０，６６１号、２０１２年１０月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／７２０，３２５号、２０１３年３月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／７８５，８９１号、２０１２年８月６日に出願された米国仮特許出願第６１／６８０，１８１号、２０１２年８月９日に出願された米国仮特許出願第６１／６８１，２９９号、２０１２年１０月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／７１５，７０３号、および２０１３年３月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／７８６，１６９号の利益を主張し、各々の米国仮特許出願の全体の内容は、本明細書中に参考として援用される。
【０００２】
政府支援の研究に関する陳述
本発明は、エネルギー省（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙ）により授与された助成金番号ＤＥ−ＥＥ０００５００３の下、政府支援により成された。政府は本発明に一定の権利を有する。
【０００３】
参照による組込み
本明細書に列挙されているあらゆる刊行物、特許、および特許出願は、それぞれ個々の刊行物、特許、または特許出願が、参照によって組み込まれるようにあたかも具体的に個々に示されているのと同程度に、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００４】
本発明は、リグニン、セルロースおよびヘミセルロースポリマーを含有するリグノセルロースバイオマス材料のプロセッシングに関する。
【背景技術】
【０００５】
リグノセルロースバイオマス材料は、餌および食品補助のためのアミノ酸、プラスチック産業のためのモノマーおよびポリマー、ならびに異なるタイプの燃料のための再生可能な供給源、ポリオール糖代用品（キシリトール、ソルビトール、マンニトール（ｍａｎｉｔｏｌ）等）、ならびにＣ５およびＣ６糖から合成できる数々の他の化学物質を生成するための、再生可能な供給源である。それにもかかわらず、バイオマスからＣ５およびＣ６糖を抽出するための効率的で対費用効果の高いプロセスは、まだ達成困難である。リグノセルロースバイオマス材料は、リグノセルロースポリマーだけでなく、少量の多種多様な親油性または両親媒性化合物、例えば脂肪酸、ロジン酸、フィトステロイド、ならびにタンパク質および灰分要素を含有する複合材料である。ヘミセルロースポリマーを加水分解すると、糖分子上のエステル結合も加水分解され得るので、非置換糖分子と共に、著しく多量のメタノールおよび酢酸が放出される。乳酸、グルクロン（ｇｌｕｃｏｒｏｎｉｃ）酸、ガラクツロン酸、ギ酸およびレブリン（ｌｅｖｕｌｌｉｎｉｃ）酸などの追加的な有機酸も、セルロース加水分解物において典型的に見出される。これらに加えて、リグニンポリマーは、穏やかな加水分解条件下では、水溶性の短鎖リグニン分子をいくつか放出する傾向がある。結果的に、典型的な加水分解物は、複数の構成成分を含む非常に複雑な溶液になる。このことにより、糖を分離し精製して、抽出された有用な等級の糖を得ることは著しく困難である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の要旨
本発明は、糖ストリームを精製する方法を提供する。方法は、（ｉ）糖ストリームをアミン抽出剤と接触させて、混合物を形成するステップと、（ｉｉ）混合物から、アミン抽出剤および酸または不純物を含む第１のストリーム、ならびに１種または複数の糖を含む第２のストリームを分離するステップとを含む。任意選択で、第１のストリームは、有機ストリームであり、第２のストリームは、水性ストリームである。任意選択で、第１のストリームは、０．５％ｗ／ｗ未満の糖を含む。任意選択で、第２のストリームは、０．５％ｗ／ｗ未満の酸を含む。任意選択で、第２のストリームは、０．５％ｗ／ｗ未満のアミンを含む。任意選択で、第２のストリームは、０．５％ｗ／ｗ未満の不純物を含む。任意選択で、不純物は、糖ストリームからアミン抽出剤中に抽出される。いくつかの実施形態では、方法は、ステップ（ｉ）の前に、糖ストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留カチオンを除去するステップをさらに含む。任意選択で、アミン抽出剤は、アミンおよび希釈剤を含む。任意選択で、アミンと希釈剤の比率が、３：７である。任意選択で、アミンと希釈剤の比率が、５．５：４．５５である。任意選択で、アミンと希釈剤の比率が、３：７〜６：４の間である。任意選択で、希釈剤は、アルコールを含む。任意選択で、希釈剤は、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコールまたは灯油を含む。任意選択で、希釈剤は、ヘキサノールを含む。任意選択で、アミンは、少なくとも２０個の炭素原子を含むアミンである。任意選択で、アミンは、トリラウリルアミンである。いくつかの実施形態では、方法は、充填蒸留塔を使用して第２のストリームから希釈剤を除去するステップをさらに含む。任意選択で、第２のストリーム中の少なくとも９５％の希釈剤は除去される。いくつかの実施形態では、方法は、糖ストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留アミンを除去し、それによってアミンが除去された加水分解物を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、アミンが除去された加水分解物を弱塩基性アニオン交換体と接触させて、中和された加水分解物を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解物を蒸発させて、濃縮された加水分解物を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解物を、単糖ストリームおよびオリゴ糖ストリームに分画するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、単糖ストリームを精製または濃縮するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、糖ストリームをアミン抽出剤と接触させて第１の混合物を形成する前に、糖ストリーム中の残留している酸に、糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解させるステップをさらに含む。任意選択で、方法は、加水分解させる前に、糖ストリームをより低い糖濃度に希釈するステップをさらに含む。任意選択で、方法は、加水分解させる前に、糖ストリーム中の酸の濃度を増大するステップをさらに含む。任意選択で、酸の濃度は、０．５％超に増大される。いくつかの実施形態では、方法は、糖ストリームをアミン抽出物と接触させる前に、オリゴ糖ストリームを、糖ストリームと組み合わせるステップをさらに含み、糖ストリーム中の残留している酸が、オリゴ糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解する。任意選択で、方法は、第１のストリームを塩基溶液と接触させて、中和されたアミン抽出剤を形成するステップをさらに含む。任意選択で、接触は、７０℃で実施される。任意選択で、方法は、第１のストリームを塩基溶液と接触させる前に、第１のストリームを水性ストリームで洗浄して、第１のストリームから糖を除去するステップをさらに含む。任意選択で、洗浄された第１のストリームは、０．１％重量／重量未満の糖を含む。任意選択で、方法は、中和されたアミン抽出剤の少なくとも一部を水で洗浄し、洗浄されたアミン抽出剤をリサイクルさせるステップをさらに含む。任意選択で、方法は、洗浄され中和されたアミン抽出剤ストリームの一部を、１０％石灰と共に加熱することによって処理するステップをさらに含む。任意選択で、接触は、８０〜９０℃で実施される。
【０００７】
本発明はさらに、酸性ヘミセルロース糖ストリームから酸を除去する方法を提供する。方法は、（ｉ）酸および１種または複数のヘミセルロース糖を含む酸性ヘミセルロース糖ストリームを、アミン抽出剤と接触させて、アミン混合物を形成するステップと、（ｉｉ）アミン混合物から、酸およびアミン抽出剤を含む第１のストリーム、ならびにヘミセルロース糖ストリームを含む第２のストリームを分離するステップとを含む。いくつかの実施形態では、方法は、ステップ（ｉ）の前に、リグノセルロース原料を酸性水溶液と接触させるステップと、リグノセルロース原料から酸性水溶液を分離し、それによってリグノセルロースストリームおよび酸性ヘミセルロース糖ストリームを形成するステップとをさらに含む。任意選択で、第１のストリームは有機ストリームであり、第２のストリームは水性ストリームである。任意選択で、第１のストリームは、０．５％ｗ／ｗ未満のヘミセルロース糖を含む。任意選択で、第２のストリームは、０．５％ｗ／ｗ未満の酸を含む。任意選択で、第２のストリームは、０．５％ｗ／ｗ未満のアミンを含む。任意選択で、第２のストリームは、０．５％ｗ／ｗ未満の不純物を含む。任意選択で、不純物は、酸性ヘミセルロース糖ストリームからアミン抽出剤中に抽出される。任意選択で、アミン抽出剤は、アミンおよび希釈剤を含む。任意選択で、アミンと希釈剤の比率が、３：７である。任意選択で、アミンと希釈剤の比率が、５．５：４．５５である。任意選択で、アミンと希釈剤の比率が、３：７〜６：４の間である。任意選択で、希釈剤は、アルコールを含む。任意選択で、希釈剤は、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコールまたは灯油を含む。任意選択で、希釈剤は、ヘキサノールを含む。任意選択で、アミンは、少なくとも２０個の炭素原子を含むアミンである。任意選択で、アミンは、トリラウリルアミンである。任意選択で、酸性水溶液は、０．１〜２％の酸を含む。任意選択で、酸は、Ｈ２ＳＯ４および／またはＳＯ２および／またはＨ２ＳＯ３および／またはＨＣｌを含む。いくつかの実施形態では、方法は、充填蒸留塔を使用して第２のストリームから希釈剤を除去するステップをさらに含む。任意選択で、第２のストリーム中の少なくとも９５％の希釈剤は除去される。いくつかの実施形態では、方法は、第２のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留アミンを除去し、それによってアミンが除去された糖ストリームを形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、アミンが除去された糖ストリームを弱塩基性アニオン交換体と接触させて、中和された糖ストリームを形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、糖ストリームを蒸発させ、それによって濃縮された糖溶液を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、糖ストリームを、キシロース富化ストリームおよび混合糖ストリームに分画するステップをさらに含む。任意選択で、糖は、イオン交換樹脂を使用して分画される。任意選択で、イオン交換カラムは、アニオン交換樹脂である。任意選択で、アニオン交換樹脂は、２００〜４００μｍの範囲の粒径を有する。任意選択で、アニオン交換樹脂は、２���０〜３２０μｍの範囲の粒径を有する。任意選択で、分画は、擬似移動床方式（ｓｉｍｕｌａｔｅｄ  ｍｏｖｉｎｇ  ｂｅｄ  ｍｏｄｅ）で実施される。任意選択で、分画は、逐次的擬似移動床方式で実施される。任意選択で、逐次的擬似移動床クロマトグラフィーシステムは、ステップ１中に供給ストリームを吸着剤に通過させ、第１のラフィネートストリームを吸着剤から洗い流し、ステップ２中に第２のラフィネートストリームを脱着剤ストリームで吸着剤から洗い流し、ステップ３中に脱着剤をリサイクルさせて吸着剤に戻すステップ１〜３を含み、キシロース富化ストリームは、ステップ１およびステップ２の両方で抽出される。任意選択で、クロマトグラフィーシステムの脱着剤の流量は、抽出物の流量およびラフィネートの流量の合計に等しい。いくつかの実施形態では、方法は、キシロース富化ストリームからキシロースを晶出させるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、第１のストリームを塩基溶液と接触させて、中和された抽出剤を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、第１のストリームを塩基溶液と接触させる前に、第１のストリームを水性ストリームで洗浄して、第１のストリームからヘミセルロース糖を除去するステップをさらに含む。任意選択で、洗浄された第１のストリームは、０．１％重量／重量未満の糖を含む。いくつかの実施形態では、方法は、中和された抽出剤を水で洗浄し、洗浄されたアミン抽出剤をリサイクルさせるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、洗浄され中和された抽出剤の一部を、１０％石灰と共に加熱することによって処理するステップをさらに含む。任意選択で、リグノセルロースストリームを使用して、バイオエネルギーペレットを作製する。
【０００８】
本発明はさらに、第１の画分および第２の画分の混合物を含む液体試料を分画する方法を提供する。方法は、（ｉ）ステップ１中に供給ストリームを吸着剤に通過させ、第１のラフィネートストリームを吸着剤から洗い流し、ステップ２中に第２のラフィネートストリームを脱着剤ストリームで吸着剤から洗い流し、ステップ３中に脱着剤をリサイクルさせて吸着剤に戻すステップ１〜３を含む逐次的擬似移動床クロマトグラフィーシステムによって、液体試料を分画するステップと、（ｉｉ）クロマトグラフィーシステムから１つまたは複数の生成物ストリームを回収するステップとを含み、生成物ストリームが、ステップ１およびステップ２の両方で抽出される。任意選択で、液体試料は、第３の画分をさらに含む。任意選択で、クロマトグラフィーシステムの脱着剤の流量は、抽出物の流量およびラフィネートの流量の合計に等しい。任意選択で、クロマトグラフィーシステムは、イオン交換樹脂を含む。任意選択で、イオン交換樹脂は、アニオン交換樹脂である。任意選択で、イオン交換樹脂は、２００〜４００μｍの範囲の粒径を有する。任意選択で、イオン交換樹脂は、２８０〜３２０μｍの範囲の粒径を有する。
【０００９】
本発明はさらに、ヘミセルロース糖混合物を提供する。混合物は、以下の特徴、（ｉ）溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率＞０．５０重量／重量、（ｉｉ）モノサッカライド全体に対するグルコースの比率＜０．２５重量／重量、（ｉｉｉ）モノサッカライド全体に対するキシロースの比率＞０．１８重量／重量、（ｉｖ）モノサッカライド全体に対するフルクトースの比率＜０．１０重量／重量、（ｖ）モノサッカライド全体に対するフルクトースの比率＞０．０１重量／重量、（ｖｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｖｉｉ）最大５００ｐｐｍの量の１種または複数のフェノール、および（ｖｉｉｉ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノールの１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、または６個または７個または８個以上を含む。任意選択で、乾燥固体全体に対するモノサッカライドの比率が、＞０．７０重量／重量である。任意選択で、乾燥固体全体に対するモノサッカライドの比率が、＞０．９０重量／重量である。任意選択で、モノサッカライド全体に対するグルコースの比率が、＜０．１５重量／重量である。任意選択で、モノサッカライド全体に対するグルコースの比率が、＜０．１３重量／重量である。任意選択で、モノサッカライド全体に対するグルコースの比率が、＜０．０６重量／重量である。任意選択で、モノサッカライド全体に対するキシロースの比率が、＞０．２０重量／重量である。任意選択で、モノサッカライド全体に対するキシロースの比率が、＞０．５０重量／重量である。任意選択で、モノサッカライド全体に対するキシロースの比率が、＞０．７０重量／重量である。任意選択で、モノサッカライド全体に対するフルクトースの比率が、＞０．０２重量／重量である。任意選択で、モノサッカライド全体に対するフルクトースの比率が、＜０．０８重量／重量である。任意選択で、混合物は、最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最大４００ｐｐｍの量のフェノールを含有する。任意選択で、混合物は、最大３００ｐｐｍの量のフェノールを含有する。
【００１０】
本発明はさらに、キシロース富化ストリームのヘミセルロース糖混合物を提供する。混合物は、以下の特徴、（ｉ）溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率＜０．１０重量／重量、（ｉｉ）溶解した糖全体に対するキシロースの比率＞０．５０重量／重量、（ｉｉｉ）溶解した糖全体に対するアラビノースの比率＜０．１０重量／重量、（ｉｖ）溶解した糖全体に対するガラクトースの比率＜０．０５重量／重量、（ｖ）溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率＜０．１０重量／重量、（ｖｉ）溶解した糖全体に対するマンノースの比率＜０．０２重量／重量、（ｖｉｉ）溶解した糖全体に対するフルクトースの比率＜０．０５重量／重量、（ｖｉｉｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｉｘ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および（ｘ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノールの１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、または１０個以上を含む。任意選択で、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、＜０．０７である。任意選択で、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、＜０．０５である。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、＞０．４０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、＞０．７０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、＞０．８０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．０９である。任意選択で、溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．０５である。任意選択で、混合物は、最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最大６０ｐｐｍの量のフェノールを含有する。任意選択で、混合物は、最大０．０５ｐｐｍの量のフェノールを含有する。
【００１１】
本発明はさらに、キシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物を提供する。混合物は、以下の特徴、（ｉ）溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率＞０．１５重量／重量、（ｉｉ）溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率＞０．２０重量／重量、（ｉｉｉ）溶解した糖全体に対するアラビノースの比率＞０．０２重量／重量、（ｉｖ）溶解した糖全体に対するガラクトースの比率＞０．０２重量／重量、（ｖ）溶解した糖全体に対するキシロースの比率＜０．２０、（ｖｉ）溶解した糖全体に対するマンノースの比率＞０．０１、（ｖｉｉ）溶解した糖全体に対するフルクトースの比率＜０．０５、（ｖｉｉｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｉｘ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および（ｘ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノールの１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、または１０個以上を含む。任意選択で、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、＞０．２０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、＞０．２３重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、＞０．２５重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＞０．１０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＞０．２５重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＞０．３５重量／重量である。任意選択で、混合物は、最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最大６０ｐｐｍの量のフェノールを含有する。任意選択で、混合物は、最大０．０５ｐｐｍの量のフェノールを含有する。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、＜０．３０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、＜０．１５重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、＜０．１０重量／重量である。
【００１２】
本発明はさらに、母液のヘミセルロース糖混合物を提供する。混合物は、以下の特徴、（ｉ）溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率＜０．１５重量／重量、（ｉｉ）溶解した糖全体に対するキシロースの比率＞０．４０重量／重量、（ｉｉｉ）溶解した糖全体に対するアラビノースの比率＜０．１５重量／重量、（ｉｖ）溶解した糖全体に対するガラクトースの比率＜０．０６重量／重量、（ｖ）溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率＜０．２０重量／重量、（ｖｉ）溶解した糖全体に対するマンノースの比率＜０．０３、（ｖｉｉ）溶解した糖全体に対するフルクトースの比率＜０．０４、（ｖｉｉｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｉｘ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および（ｘ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノールの１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、または１０個以上を含む。任意選択で、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、＜０．１２である。任意選択で、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、＜０．１０である。任意選択で、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、＜０．２０である。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、＞０．５０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、＞０．６０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、＞０．７０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．３０である。任意選択で、溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．２０である。任意選択で、溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．１０である。任意選択で、混合物は、最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最ｍｎ大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最大６０ｐｐｍの量のフェノールを含有する。任意選択で、混合物は、最大０．０５ｐｐｍの量のフェノールを含有する。
【００１３】
本発明はさらに、セルロース糖ストリームを生成する方法を提供する。方法は、（ｉ）リグノセルロースストリームおよび酸ストリームを向流で、複数の撹拌槽反応器に通過させて、酸性加水分解物ストリームおよび酸性リグニンストリームを生成するステップと、（ｉｉ）酸性リグニンストリームから、酸性加水分解物ストリームを分離するステップとを含み、複数の撹拌槽反応器は、第１の反応器、最終反応器、および１つまたは複数の中間反応器を含み、リグノセルロースストリームは、第１の反応器に入り、酸ストリームは、最終反応器に入り、酸性加水分解物ストリームは、第１の反応器から出、リグニンストリームは、最終反応器から出る。いくつかの実施形態では、方法は、ステップ（ｉ）の前に、リグノセルロース原料を酸性水溶液と接触させるステップと、リグノセルロース原料から酸性水溶液を分離し、それによって酸性ヘミセルロース糖ストリームおよびリグノセルロースストリームを形成するステップとをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、ステップ（ｉ）の前に、リグノセルロースストリームの粒径を、４００〜５０００ミクロンに低減するステップをさらに含む。任意選択で、酸性加水分解物ストリームは、１種または複数のセルロース糖を含む。任意選択で、酸性加水分解物ストリームが、１種または複数のヘミセルロース糖をさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、（ｉｉｉ）酸および１種または複数のセルロース糖を含む酸性加水分解物ストリームを、Ｓ１溶媒抽出剤と接触させて、第１の混合物を形成するステップと、（ｉｖ）第１の混合物から、酸およびＳ１溶媒抽出剤を含む第１のストリーム、ならびに１種または複数のセルロース糖を含む第２のストリームを分離するステップとをさらに含み、酸は、酸性加水分解物ストリームからＳ１溶媒抽出剤中に抽出される。任意選択で、接触は、５０℃で実施される。いくつかの実施形態では、方法は、（ｖ）１種または複数のセルロース糖を含む第２のストリームを蒸発させて、濃縮された第２のストリームを形成するステップと、（ｖｉ）先のステップ（ｉｉｉ）および（ｉｖ）を反復して、酸およびＳ１溶媒抽出剤を含むストリーム、ならびに１種または複数のセルロース糖を含むストリームを形成するステップとをさらに含む。任意選択で、酸性加水分解物ストリームをＳ１溶媒抽出剤と接触させる前に、酸性加水分解物ストリームを蒸発させ、それによって酸性加水分解物ストリーム中の酸の濃度を低減して共沸混合物を形成する。任意選択で、第１のストリームは有機ストリームであり、第２のストリームは水性ストリームである。いくつかの実施形態では、方法は、（ｖ）第２のストリームをアミン抽出剤と接触させて、第２の混合物を形成するステップと、（ｖｉ）第２の混合物から、酸およびアミン抽出剤を含む第３のストリーム、ならびに１種または複数のセルロース糖を含む第４のストリームを分離するステップとをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、第２のストリームをアミン抽出剤と接触させて第２の混合物を形成する前に、第２のストリーム中の残留している酸に、糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解させ、それによってセルロース糖ストリームを形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解させる前に、第２のストリームをより低い糖濃度に希釈するステップをさらに含む。任意選択で、第２のストリームをアミン抽出物と接触させる前に、オリゴ糖ストリームが第２のストリームに添加され、第２のストリーム中の残留している酸が、オリゴ糖ストリームおよび第２のストリームの混合物中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解する。任意選択で、第３のストリームは有機ストリームであり、第４のストリームは水性ストリームである。任意選択で、酸性加水分解物ストリームは、フィルター、膜、またはハイドロクロンを使用してリグニンストリームから分離される。任意選択で、酸ストリームは、少なくとも４０％重量／重量の酸を含む。任意選択で、Ｓ１溶媒抽出剤は、アルコールを含む。任意選択で、Ｓ１溶媒抽出剤は、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコールもしくは灯油、またはそれらの混合物を含む。任意選択で、Ｓ１溶媒抽出剤は、ヘキサノールを含む。任意選択で、アミン抽出剤は、アミンおよび希釈剤を含む。任意選択で、アミンと希釈剤の比率が、３：７である。任意選択で、アミンと希釈剤の比率が、５．５：４．５５である。任意選択で、アミンと希釈剤の比率が、３：７〜６：４の間である。任意選択で、希釈剤は、アルコールを含む。任意選択で、希釈剤は、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコールまたは灯油を含む。任意選択で、希釈剤は、ヘキサノールを含む。任意選択で、アミンは、少なくとも２０個の炭素原子を含むアミンである。任意選択で、アミンは、トリラウリルアミンである。任意選択で、グノセルロース原料は、主にセルロースおよびリグニンを含む。任意選択で、リグノセルロースストリームが第１の反応器に入る前に、１つまたは複数の中間槽から出た酸性加水分解物ストリームの少なくとも一部は、リグノセルロースストリームに添加される。任意選択で、リグノセルロースストリームは加熱される。任意選択で、酸加水分解物ストリームは、２２〜３３％重量／重量の酸を含有する。いくつかの実施形態では、方法は、充填蒸留塔を使用して、第４のストリームから希釈剤を除去するステップをさらに含む。任意選択で、第４のストリーム中の少なくとも９５％の希釈剤は除去される。いくつかの実施形態では、方法は、第４のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留アミンを除去し、それによってアミンが除去された加水分解物を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、アミンが除去された加水分解物を弱塩基性アニオン交換体と接触させて、中和された加水分解物を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解物を蒸発させて、濃縮された加水分解物を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解物を、単糖ストリームおよびオリゴ糖ストリームに分画するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、単糖ストリームを精製または濃縮するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、第２のストリームをアミン抽出物と接触させる前に、オリゴ糖ストリームを第２のストリームと組み合わせるステップをさらに含み、第２のストリーム中の残留している酸が、オリゴ糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解する。いくつかの実施形態では、方法は、酸およびＳ１溶媒抽出剤を含む第１のストリームを、水溶液と接触させて、脱酸された抽出剤および水性逆抽出物を形成するステップをさらに含み、酸は、第１のストリームから水性逆抽出物中に抽出される。任意選択で、接触は、５０℃で実施される。いくつかの実施形態では、方法は、第１のストリームを水溶液と接触させて、脱酸された抽出剤および水性逆抽出物を形成する前に、第１のストリームを共沸性酸溶液またはより高い濃度の酸溶液と接触させて、第１のストリームから糖を回収するステップをさらに含む。任意選択で、水性逆抽出物が、１５〜２０％の酸を含み、下流プロセスで使用される。いくつかの実施形態では、方法は、第１の圧力下で水性逆抽出物を蒸発させ、それによって蒸発前の水性逆抽出物の酸濃度よりも高い酸濃度を有する超共沸性酸溶液を生成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、第１の圧力よりも高い第２の圧力下で超共沸性酸溶液を蒸発させて、超共沸性の気体状の酸を生成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、超共沸性の気体状の酸を水溶液に吸収させて、濃縮酸溶液を生成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、第３のストリームを塩基溶液と接触させて、中和されたアミン抽出剤を形成するステップをさらに含む。任意選択で、接触は、７０℃で実施される。いくつかの実施形態では、方法は、第３のストリームを塩基溶液と接触させる前に、第３のストリームを水性ストリームで洗浄して、第３のストリームからセルロース糖を除去するステップをさらに含む。任意選択で、洗浄された第３のストリームは、０．１％重量／重量未満のセルロース糖を含む。いくつかの実施形態では、方法は、中和されたアミン抽出剤の少なくとも一部を水で洗浄し、洗浄されたアミン抽出剤をリサイクルさせるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、洗浄され中和されたアミン抽出剤ストリームの一部を、１０％石灰と共に加熱することによって処理するステップをさらに含む。任意選択で、接触は、８０〜９０℃で実施される。
【００１４】
本発明はさらに、オリゴ糖を加水分解する方法を提供する。方法は、（ｉ）酸および１種または複数のセルロース糖を含む酸性加水分解物ストリームを、Ｓ１溶媒抽出剤と接触させて、第１の混合物を形成するステップと、（ｉｉ）第１の混合物から、酸およびＳ１溶媒抽出剤を含む第１のストリーム、ならびに１種または複数のセルロース糖を含む第２のストリームを分離するステップであって、酸が、酸性加水分解物ストリームからＳ１溶媒抽出剤中に抽出されるステップと、（ｉｉｉ）第２のストリーム中の残留している酸に、糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解させ、それによってセルロース糖ストリームを形成するステップと、（ｉｖ）セルロース糖ストリームを、単糖ストリームおよびオリゴ糖ストリームに分画するステップとを含む。いくつかの実施形態では、方法は、分画する前に、オリゴ糖ストリームを第２のストリームに添加するステップをさらに含み、第２のストリーム中の残留している酸は、第２のストリームおよびオリゴ糖ストリームの混合物中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解し、それによってセルロース糖ストリームを形成する。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解させる前に、第２のストリームをより低い糖濃度に希釈するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解させる前に、第２のストリーム中の酸の濃度を増大するステップをさらに含む。任意選択で、酸の濃度は、０．５％超に増大される。任意選択で、流入ストリームをＳ１溶媒抽出剤と接触させる前に、酸性加水分解物ストリームを蒸発させ、それによって酸性加水分解物ストリーム中の酸の濃度を低減して共沸混合物を形成する。いくつかの実施形態では、方法は、セルロース糖ストリームをアニオン交換体と接触させて、ストリームから酸を除去するステップをさらに含む。任意選択で、加水分解は、１．２％重量／重量以下の濃度のＨＣｌによって触媒される。任意選択で、加水分解は、０．７％重量／重量以下の濃度のＨＣｌによって触媒される。任意選択で、加水分解は、６０℃〜１５０℃の範囲の温度で実施される。任意選択で、第２の加水分解物は、糖全体のうち少なくとも７０％重量／重量の単糖を含有する。任意選択で、前記第２の加水分解物の糖全体の含量が、前記酸の濃度が低い（ｌｏｗ  ａｃｉｄ）水性混合物の糖含量の少なくとも９０％重量／重量である。
【００１５】
本発明はさらに、高濃度のＣ６糖混合物を提供する。混合物は、以下の特徴、（ｉ）溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率＞０．８５重量／重量、（ｉｉ）溶解した糖全体に対するグルコースの比率が０．４０〜０．７０重量／重量の範囲、（ｉｉｉ）１〜２００ｐｐｍの塩化物、（ｉｖ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｖ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および（ｖｉ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノールの１個以上、２個以上、３個以上、または４個以上、５個以上、または６個以上を含む。任意選択で、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率が、＞０．９０重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率が、＞０．９５重量／重量である。任意選択で、溶解した糖全体に対するグルコースの比率が、０．４０〜０．６０重量／重量の範囲である。任意選択で、溶解した糖全体に対するグルコースの比率が、０．５０〜０．６０重量／重量の範囲である。任意選択で、塩化物の濃度は、１０〜１００ｐｐｍの範囲である。任意選択で、塩化物の濃度は、１０〜５０ｐｐｍの範囲である。任意選択で、混合物は、最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含有する。任意選択で、混合物は、最大４００ｐｐｍの量のフェノールを含有する。任意選択で、混合物は、最大１００ｐｐｍの量のフェノールを含有する。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、０．０３〜０．１２重量／重量の範囲である。任意選択で、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、０．０５〜０．１０重量／重量の範囲である。任意選択で、溶解した糖全体に対するアラビノースの比率が、０．００５〜０．０１５重量／重量の範囲である。任意選択で、溶解した糖全体に対するガラクトースの比率が、０．０２５〜０．０３５重量／重量の範囲である。任意選択で、溶解した糖全体に対するマンノースの比率が、０．１４〜０．１８重量／重量の範囲である。
【００１６】
本発明はさらに、高純度リグニンを生成する方法を提供する。方法は、（ｉ）リグニンを含む水溶液のｐＨを、酸性ｐＨに調整するステップと、（ｉｉ）酸性リグニン水溶液を、可溶性が制限された溶媒を含むリグニン抽出溶液と接触させ、それによってリグニンおよびリグニン抽出溶液を含む第１のストリーム、ならびに水溶性不純物を含む第２のストリームを形成するステップと、（ｉｉｉ）第１のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留カチオンを除去し、それによって精製された第１のストリームを得るステップと、（ｉｖ）リグニンから可溶性が制限された溶媒を分離し、それによって高純度リグニン組成物を得るステップとを含む。任意選択で、分離ステップは、精製された第１のストリームを水と接触させることによってリグニンを沈殿させることを含む。任意選択で、精製された第１のストリームを熱水と接触させ、それによって可溶性が制限された溶媒をフラッシュ蒸発させる。任意選択で、分離ステップが、リグニンから可溶性が制限された溶媒を蒸発させることを含む。任意選択で、蒸発させることは、スプレー乾燥することを含む。いくつかの実施形態では、方法は、リグニン粒子を水から濾過するステップをさらに含む。任意選択で、リグニンを含む水溶液が、リグニン材料をアルカリ溶液に溶解させることによって生成される。任意選択で、リグニンを含む水溶液は、パルプ化、ミリング、生物精製、クラフトパルプ化、亜硫酸パルプ化、苛性パルプ化（ｃａｕｓｔｉｃ  ｐｕｌｐｉｎｇ）、油圧機械式パルプ化（ｈｙｄｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｕｌｐｉｎｇ）、リグノセルロース原料の穏やかな酸加水分解、リグノセルロース原料の濃縮酸加水分解、リグノセルロース原料の超臨界水または超亜臨界水加水分解（ｓｕｂ−ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  ｗａｔｅｒ  ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ）、リグノセルロース原料のアンモニア抽出から選択されるプロセスによって生成される。任意選択で、リグニン材料は、脱酸されたリグニンであって、ステップ（ｉ）の前に、酸性リグニンを炭化水素溶媒と接触させて混合物を形成するステップと、炭化水素溶媒を加熱して、混合物から酸を除去し、それによって脱酸されたリグニンを得るステップとをさらに含む。任意選択で、リグニン水溶液のｐＨは、３．５〜４に調整される。任意選択で、第１のストリームは有機ストリームであり、第２のストリームは水性ストリームである。任意選択で、リグニン材料は、ヘミセルロース糖をリグノセルロース原料から抽出し、その後酸を使用してセルロースを加水分解することによって得られた酸性リグニンである。任意選択で、リグニン材料は、脱酸されたリグニンである。任意選択で、水溶液は、水である。任意選択で、水溶液は、酸味料である。
【００１７】
本発明はさらに、脱酸されたリグニンを生成する方法を提供する。方法は、酸性リグニンを炭化水素溶媒と接触させるステップと、炭化水素溶媒を加熱して酸性リグニンから酸を除去し、それによって脱酸されたリグニンを得るステップとを含む。任意選択で、酸性リグニンは、リグノセルロース原料からヘミセルロースおよびセルロース材料を除去することによって得られる。任意選択で、炭化水素は、ＩＳＯＰＡＲＫである。任意選択で、可溶性が制限された溶媒は、メチルエチルケトンである。任意選択で、酸性リグニンを炭化水素溶媒と接触させる前に、酸性リグニンを洗浄水溶液で洗浄して、残留している糖および酸を除去する。任意選択で、洗浄水溶液は、本発明の特定の実施形態による水性逆抽出物である。任意選択で、リグニン材料は、水溶液の向流で洗浄される。任意選択で、リグニン材料は、複数の段階で洗浄される。任意選択で、高純度リグニンは、（ｉ）最大２ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基、（ｉｉ）少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、（ｉｉｉ）少なくとも０．４ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基、（ｉｖ）最大１％重量／重量の量の硫黄、（ｖ）最大０．０５％重量／重量の量の窒素、（ｖｉ）最大０．１％重量／重量の量の塩化物、（ｖｉｉ）２５０℃を超える５％分解温度、（ｖｉｉｉ）３００℃を超える１０％分解温度、（ｉｘ）低灰分含量、（ｘ）式ＣａＨｂＯｃ（式中、ａは９であり、ｂは１０未満であり、ｃは３未満である）、（ｘｉ）少なくとも０．９の縮合度（ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ）、（ｘｉｉ）１．０未満のメトキシル含量、および（ｘｉｉｉ）０．４未満のＯ／Ｃ重量比からなる群から選択される少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個または１３個の特徴を特徴とする。
【００１８】
本発明はさらに、（ｉ）最大２ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基、（ｉｉ）少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、（ｉｉｉ）少なくとも０．４ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基、（ｉｖ）最大１％重量／重量の量の硫黄、（ｖ）最大０．０５％重量／重量の量の窒素、（ｖｉ）最大０．１％重量／重量の量の塩化物、（ｖｉｉ）２５０℃を超える５％分解温度、（ｖｉｉｉ）３００℃を超える１０％分解温度、（ｉｘ）低灰分含量、（ｘ）式ＣａＨｂＯｃ（式中、ａは９であり、ｂは１０未満であり、ｃは３未満である）、（ｘｉ）少なくとも０．９の縮合度、（ｘｉｉ）１．０未満のメトキシル含量、および（ｘｉｉｉ）０．４未満のＯ／Ｃ重量比からなる群から選択される少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個または１３個の特徴を特徴とする、リグニン組成物を提供する。任意選択で、リグニン組成物は、最大１ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基を含む。任意選択で、リグニン組成物は、最大０．５ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基を含む。任意選択で、リグニン組成物は、少なくとも２．７ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基を含む。任意選択で、リグニン組成物は、少なくとも３．０ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基を含む。任意選択で、リグニン組成物は、少なくとも０．４ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を含む。任意選択で、リグニン組成物は、少なくとも０．９ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を含む。
【００１９】
本発明はさらに、（ｉ）乾物ベースで少なくとも９７％のリグニン、（ｉｉ）最大０．１％重量／重量の量の灰分含量、（ｉｉｉ）最大０．０５％重量／重量の量の全炭水化物含量、および（ｉｖ）２００℃で最大５％重量／重量の量の揮発物含量からなる群から選択される少なくとも１個、２個、３個または４個の特徴を特徴とする、リグニン組成物を提供する。任意選択で、混合物は、最大０．０５％重量／重量の量の非溶融性粒子含量を有する。
【００２０】
本発明はさらに、バイオマスから高純度リグニンを生成する方法を提供する。方法は、（ｉ）バイオマスからヘミセルロース糖を除去し、それによってリグニンを含有する残部を得るステップであって、リグニンを含有する残部がリグニンおよびセルロースを含むステップと、（ｉｉ）リグニンを含有する残部をリグニン抽出溶液と接触させて、リグニン抽出物およびセルロース残部を生成するステップであって、リグニン抽出溶液が、可溶性が制限された溶媒、有機酸および水を含み、可溶性が制限された溶媒および水が、有機相および水相を形成するステップと、（ｉｉｉ）セルロース残部からリグニン抽出物を分離するステップであって、リグニン抽出物が、可溶性が制限された溶媒に溶解したリグニンを含むステップとを含む。任意選択で、ヘミセルロース糖の除去は、実質的な量のセルロース糖を除去しない。任意選択で、リグニン抽出溶液中の可溶性が制限された溶媒および水は、約１：１の比率である。いくつかの実施形態では、方法は、セルロース残部を精製してセルロースパルプを得るステップをさらに含む。任意選択で、セルロースパルプは、最大１０％重量／重量の量のリグニンを含む。任意選択で、セルロースパルプは、最大７％重量／重量の量のリグニンを含む。いくつかの実施形態では、方法は、リグニン抽出物を強酸性カチオン交換体と接触させて、残留カチオンを除去し、それによって精製されたリグニン抽出物を得るステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、可溶性が制限された溶媒をリグニン抽出物から分離し、それによって高純度リグニンを得るステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、可溶性が制限された溶媒をリグニンから蒸発させることを含む。任意選択で、蒸発させることは、スプレー乾燥することを含む。いくつかの実施形態では、方法は、セルロース残部を、可溶性が制限された溶媒および水で洗浄し、それによってセルロースパルプを得るステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、セルロースパルプを酸と接触させて、セルロース糖を含む酸性加水分解物ストリームを生成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、（ｉ）酸および１種または複数のセルロース糖を含む酸性加水分解物ストリームを、Ｓ１溶媒抽出剤と接触させて、第１の混合物を形成するステップと、（ｉｉ）第１の混合物から、酸およびＳ１溶媒抽出剤を含む第１のストリーム、ならびに１種または複数のセルロース糖を含む第２のストリームを分離するステップとをさらに含み、酸は、酸性加水分解物ストリームからＳ１溶媒抽出剤中に抽出される。いくつかの実施形態では、方法は、（ｉｉｉ）１種または複数のセルロース糖を含む第２のストリームを蒸発させて、濃縮された第２のストリームを形成するステップと、（ｖｉ）先のステップ（ｉｉｉ）および（ｉｖ）を反復して、酸およびＳ１溶媒抽出剤を含むストリーム、ならびに１種または複数のセルロース糖を含むストリームを形成するステップとをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、（ｖ）第２のストリームをアミン抽出剤と接触させて、第２の混合物を形成するステップと、（ｖｉ）第２の混合物から、酸およびアミン抽出剤を含む第３のストリーム、ならびに１種または複数のセルロース糖を含む第４のストリームを分離するステップとをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解酵素を含む水性懸濁物中でセルロースパルプを加水分解するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、（ｉ）温度制御槽内で、セルロースパルプ、加水分解酵素および酸性付与剤（ａｃｉｄｕｌａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）を含む懸濁物をかき混ぜるまたは撹拌するステップと、（ｉｉ）懸濁物から、セルロースパルプを含む第１のストリーム、および加水分解セルロース糖を含む第２のストリームを分離するステップと、（ｉｉｉ）第１のストリームをさらに加水分解するために、温度制御槽に戻すステップとをさらに含む。任意選択で、分離ステップが、フィルター、膜、遠心分離機、ハイドロサイクロン（ｈｙｄｒｏｃｙｌｏｎｅ）から選択される分離デバイスを使用して実施される。任意選択で、水性懸濁物に溶解したグルコースの濃度が、加水分解酵素の阻害レベル未満に制御される。いくつかの実施形態では、方法は、（ｉ）第２のストリームをアミン抽出剤と接触させて、第１の混合物を形成するステップと、（ｉｉ）第１の混合物から、酸およびアミン抽出剤を含む第３のストリーム、ならびに１種または複数のセルロース糖を含む第４のストリームを分離するステップとをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、第４のストリーム中の残留している酸に、糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解させ、それによってセルロース糖ストリームを形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解させる前に、第２のストリームをより低い糖濃度に希釈するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解させる前に、第２のストリーム中の酸の濃度を増大するステップをさらに含む。任意選択で、酸の濃度は、０．５％超に増大される。いくつかの実施形態では、方法は、第４のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留アミンを除去し、それによってアミンが除去された加水分解物を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、アミンが除去された加水分解物を弱塩基性アニオン交換体と接触させて、中和された加水分解物を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解物を蒸発させて、濃縮された加水分解物を形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解物を、単糖ストリームおよびオリゴ糖ストリームに分画するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、単糖ストリームを精製または濃縮するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、方法は、（ｉｖ）第１のストリームをアルカリ溶液と接触させ、それによって残留固体リグニンをセルロースパルプに溶解させるステップと、（ｖ）溶解したリグニンから残部のセルロースパルプを分離し、それによってリグニンを含む水溶液を形成するステップと、（ｖｉ）リグニンを含む水溶液のｐＨを、酸性ｐＨに調整するステップと、（ｖｉｉ）酸性リグニン水溶液を、可溶性が制限された溶媒を含むリグニン抽出溶液と接触させ、それによってリグニンおよびリグニン抽出溶液を含む第３の���トリーム、ならびに水溶性不純物を含む第４のストリームを形成するステップと、（ｖｉｉｉ）第３のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留カチオンを除去し、それによって精製された第３のストリームを得るステップと、（ｉｘ）リグニンから可溶性が制限された溶媒を分離し、それによって高純度リグニン組成物を得るステップとをさらに含む。任意選択で、分離ステップは、濾過によって実施される。任意選択で、分離ステップが、精製された第１のストリームを水と接触させることによってリグニンを沈殿させることを含む。任意選択で、精製された第３のストリームを熱水と接触させ、それによって可溶性が制限された溶媒をフラッシュ蒸発させる。任意選択で、分離ステップが、リグニンから可溶性が制限された溶媒を蒸発させることを含む。任意選択で、蒸発させることは、スプレー乾燥することを含む。
【００２１】
本発明はさらに、変換産物を製造するための方法を提供する。方法は、（ｉ）発酵槽を準備するステップと、（ｉｉ）本発明の特定の実施形態によるヘミセルロース糖混合物、本発明の特定の実施形態によるキシロース富化ストリームのヘミセルロース糖混合物、本発明の特定の実施形態によるキシロースストリーム（例えば、晶出させたキシロースストリームまたは再溶解させたキシロースストリーム）、本発明の特定の実施形態によるキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物、本発明の特定の実施形態による母液のヘミセルロース糖混合物、本発明の特定の実施形態による高濃度Ｃ６糖混合物からなる群から選択される少なくとも一員を含む媒体を、発酵槽内で発酵させて、変換産物を製造するステップとを含む。本発明はさらに、（ｉ）本発明の特定の実施形態によるヘミセルロース糖混合物、本発明の特定の実施形態によるキシロース富化ストリームのヘミセルロース糖混合物、本発明の特定の実施形態によるキシロースストリーム（例えば、晶出させたキシロースストリームまたは再溶解させたキシロースストリーム）、本発明の特定の実施形態によるキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物、本発明の特定の実施形態による母液のヘミセルロース糖混合物、本発明の特定の実施形態による高濃度Ｃ６糖混合物からなる群から選択される少なくとも一員を準備するステップと、（ｉｉ）少なくとも一員の糖を、化学的プロセスを使用して変換産物に変換するステップとを含む、変換産物を製造する方法を提供する。いくつかの実施形態では、方法は、変換産物をプロセッシングして、洗浄剤、ポリエチレンベースの製品、ポリプロピレンベースの製品、ポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｍ）ベースの製品、ポリ乳酸（ポリラクチド）ベースの製品、ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品およびポリアクリルベースの製品からなる群から選択される消費者製品を製造するステップを含む。任意選択で、変換産物として、アルコール、カルボン酸、アミノ酸、ポリマー産業のためのモノマーおよびタンパク質からなる群から選択される少なくとも一員が挙げられる。任意選択で、洗浄剤は、糖ベースの界面活性剤、脂肪酸ベースの界面活性剤、脂肪アルコールベースの界面活性剤、または細胞培養由来の酵素を含む。任意選択で、ポリアクリルベースの製品は、プラスチック、床磨き剤（ｆｌｏｏｒ  ｐｏｌｉｓｈ）、カーペット、塗料、コーティング、接着剤、分散剤、凝集剤（ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ）、エラストマー、アクリルガラス、吸収性物品、尿漏れ防止パッド、生理用ナプキン、婦人用衛生製品およびおむつからなる群から選択される。任意選択で、ポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅ  ｆｉｎ）ベースの製品は、ミルク用入れ物（ｍｉｌｋ  ｊｕｇ）、洗浄剤瓶、マーガリンチューブ、ゴミ入れ容器、配水管、吸収性物品、おむつ、不織布、ＨＤＰＥ玩具およびＨＤＰＥ洗浄剤パッケージからなる群から選択される。任意選択で、ポリプロピレンベースの製品は、吸収性物品、おむつおよび不織布からなる群から選択される。任意選択で、ポリ乳酸ベースの製品は、農業製品および乳製品のパッケージ、プラスチック瓶、生分解性製品、ならびに消耗品からなる群から選択される。任意選択で、ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品は、農業製品のパッケージ、プラスチック瓶、塗工紙、成型または押出物品、婦人用衛生製品、タンポンアプリケーター、吸収性物品、使い捨ての不織布、拭き取り用品、医療手術用衣類、接着剤、エラストマー、フィルム、コーティング、水性分散剤、繊維、医薬品の中間体および結合剤からなる群から選択される。任意選択で、変換産物は、エタノール、ブタノール、イソブタノール、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪アルコールおよびバイオディーゼルからなる群から選択される少なくとも一員を含む。いくつかの実施形態では、方法は、変換産物をプロセッシングして、イソブテン縮合生成物、ジェット燃料、ガソリン、ガソホール、ディーゼル燃料、ドロップイン燃料、ディーゼル燃料添加剤およびそれらの前駆体からなる群から選択される少なくとも１種の製品を製造するステップを含む。任意選択で、ガソホールは、エタノール富化ガソリンまたはブタノール富化ガソリンである。任意選択で、製品は、ディーゼル燃料、ガソリン、ジェット燃料およびドロップイン燃料からなる群から選択される。
【００２２】
本発明はさらに、消費者製品、消費者製品の前駆体、または本明細書に記載の変換産物を製造する方法による変換産物から製造された消費者製品の成分を提供する。本発明はさらに、消費者製品、消費者製品の前駆体、または本明細書に記載の変換産物を製造する方法によって製造された少なくとも１種の変換産物を含む消費者製品の成分を提供し、変換産物は、カルボン酸および脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸、ヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価もしくは多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、バイオポリマー、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン、抗生物質および医薬品からなる群から選択される。任意選択で、製品は、エタノール富化ガソリン、ジェット燃料、またはバイオディーゼルである。任意選択で、消費者製品は、炭素−１２に対して約２．０×１０−１３以上の比率の炭素−１４を有する。任意選択で、消費者製品は、本発明の特定の実施形態による成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された追加的な成分を含む。任意選択で、成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された追加的な成分は、本質的に同じ化学組成を有する。任意選択で、消費者製品、消費者製品の前駆体、または消費者製品の成分は、少なくとも１００ｐｐｂの濃度のマーカー分子をさらに含む。任意選択で、マーカー分子は、フルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、フルフラールまたはヒドロキシメチルフルフラールの縮合生成物、糖カラメル化（ｓｕｇａｒ  ｃａｒａｍｅｌｉｚａｔｉｏｎ）に由来する有色化合物、レブリン酸、酢酸、メタノール、ガラクツロン酸およびグリセロールからなる群から選択される。
【００２３】
本発明はさらに、リグニンを変換産物に変換する方法を提供する。方法は、（ｉ）本発明の特定の実施形態による組成物を準備するステップと、（ｉｉ）組成物中の少なくとも一部のリグニンを、変換産物に変換するステップとを含む。任意選択で、変換ステップは、水素によって処理することを含む。いくつかの実施形態では、方法は、リグニンから水素を生成するステップを含む。任意選択で、変換産物は、バイオオイル、カルボン酸および脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸およびヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価または多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、フェノール、トルエン、ならびにキシレンからなる群から選択される少なくとも１種の品目を含む。任意選択で、変換産物は、燃料または燃料成分を含む。任意選択で、変換産物は、パラキシレンを含む。任意選択で、変換産物から製造された消費者製品、または変換産物を一成分もしくは一構成成分として含有する消費者製品。任意選択で、産物は、リグノスルホネート、バイオオイル、カルボン酸および脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸およびヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価または多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、バイオポリマー、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン、抗生物質、パラキシレン、ならびに医薬品からなる群から選択される少なくとも１種の化学物質を含有する。任意選択で、産物は、パラキシレンを含有する。任意選択で、産物は、分散剤、乳化剤、錯化剤（ｃｏｍｐｌｅｘａｎｔ）、凝集剤、塊状凝集剤（ａｇｇｌｏｍｅｒａｎｔ）、ペレット化添加剤、樹脂、炭素繊維、活性炭、抗酸化剤、難燃剤、液体燃料、芳香族化学物質、バニリン、接着剤、結合剤、吸収剤、毒素結合剤（ｔｏｘｉｎ  ｂｉｎｄｅｒ）、発泡体、コーティング、フィルム、ゴムおよびエラストマー、捕捉剤、燃料、ならびに増量剤（ｅｘｐａｎｄｅｒ）からなる群から選択される。任意選択で、産物は、食品、餌、材料、農業、輸送および建設からなる群から選択される分野で使用される。任意選択で、産物は、炭素−１２に対して約２．０×１０−１３以上の比率の炭素−１４を有する。任意選択で、産物は、本発明の特定の実施形態による成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された成分を含有する。任意選択で、本発明の特定の実施形態による成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された成分は、本質的に同じ化学組成を有する。任意選択で、産物は、少なくとも１００ｐｐｂの濃度のマーカー分子を含有する。任意選択で、マーカー分子は、フルフラールおよびヒドロキシメチルフルフラール、それらの縮合生成物、有色化合物、酢酸、メタノール、ガラクツロン（ｇａｌｃｔｕｒｏｎｉｃ）酸、グリセロール、脂肪酸、ならびに樹脂酸からなる群から選択される。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
糖ストリームを精製する方法であって、
（ｉ）前記糖ストリームをアミン抽出剤と接触させて、混合物を形成するステップと、
（ｉｉ）前記混合物から、前記アミン抽出剤および酸または不純物を含む第１のストリーム、ならびに１種または複数の糖を含む第２のストリームを分離するステップと
を含む、方法。
（項目２）
前記第１のストリームが有機ストリームであり、前記第２のストリームが水性ストリームである、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記第１のストリームが、０．５％ｗ／ｗ未満の糖を含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記第２のストリームが、０．５％ｗ／ｗ未満の酸を含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記第２のストリームが、０．５％ｗ／ｗ未満のアミンを含む、項目１に記載の方法。（項目６）
前記第２のストリームが、０．５％ｗ／ｗ未満の不純物を含む、項目１に記載の方法。（項目７）
不純物が、前記糖ストリームから前記アミン抽出剤中に抽出される、項目１に記載の方法。
（項目８）
ステップ（ｉ）の前に、前記糖ストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留カチオンを除去するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目９）
前記アミン抽出剤が、アミンおよび希釈剤を含む、項目１に記載の方法。
（項目１０）
前記アミンと前記希釈剤の比率が、３：７である、項目９に記載の方法。
（項目１１）
前記アミンと前記希釈剤の比率が、５．５：４．５５である、項目９に記載の方法。
（項目１２）
前記アミンと前記希釈剤の比率が、３：７〜６：４の間である、項目９に記載の方法。（項目１３）
前記希釈剤が、アルコールを含む、項目９に記載の方法。
（項目１４）
前記希釈剤が、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコールまたは灯油を含む、項目９に記載の方法。
（項目１５）
前記希釈剤が、ヘキサノールを含む、項目９に記載の方法。
（項目１６）
前記アミンが、少なくとも２０個の炭素原子を含むアミンである、項目９に記載の方法。
（項目１７）
前記アミンが、トリラウリルアミンである、項目９に記載の方法。
（項目１８）
充填蒸留塔を使用して前記第２のストリームから希釈剤を除去するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１９）
前記第２のストリーム中の少なくとも９５％の希釈剤が除去される、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
前記糖ストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留アミンを除去し、それによってアミンが除去された加水分解物を形成するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目２１）
前記アミンが除去された加水分解物を弱塩基性アニオン交換体と接触させて、中和された加水分解物を形成するステップをさらに含む、項目２０に記載の方法。
（項目２２）
前記加水分解物を蒸発させて、濃縮された加水分解物を形成するステップをさらに含む、項目２０または項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記加水分解物を、単糖ストリームおよびオリゴ糖ストリームに分画するステップをさらに含む、項目２０〜２２のいずれかに記載の方法。
（項目２４）
前記単糖ストリームを精製または濃縮するステップをさらに含む、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
前記糖ストリームをアミン抽出剤と接触させて第１の混合物を形成する前に、前記糖ストリーム中の残留している酸に、前記糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解させるステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目２６）
加水分解させる前に、前記糖ストリームをより低い糖濃度に希釈するステップをさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
加水分解させる前に、前記糖ストリーム中の前記酸の濃度を増大するステップをさらに含む、項目２５に記載の方法。
（項目２８）
前記酸の濃度が、０．５％超に増大される、項目２７に記載の方法。
（項目２９）
前記糖ストリームを前記アミン抽出物と接触させる前に、前記オリゴ糖ストリームを、項目１に記載の前記糖ストリームと組み合わせるステップをさらに含み、前記糖ストリーム中の前記残留している酸が、前記オリゴ糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解する、項目２３に記載の方法。
（項目３０）
前記第１のストリームを塩基溶液と接触させて、中和されたアミン抽出剤を形成するステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３１）
前記接触が、７０℃で実施される、項目３０に記載の方法。
（項目３２）
前記第１のストリームを塩基溶液と接触させる前に、前記第１のストリームを水性ストリームで洗浄して、前記第１のストリームから糖を除去するステップをさらに含む、項目３０に記載の方法。
（項目３３）
前記洗浄された第１のストリームが、０．１％重量／重量未満の糖を含む、項目３２に記載の方法。
（項目３４）
前記中和されたアミン抽出剤の少なくとも一部を水で洗浄し、前記洗浄されたアミン抽出剤をリサイクルさせるステップをさらに含む、項目３０に記載の方法。
（項目３５）
前記洗浄され中和されたアミン抽出剤ストリームの一部を、１０％石灰と共に加熱することによって処理するステップをさらに含む、項目３４に記載の方法。
（項目３６）
前記加熱が、８０〜９０℃で実施される、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
酸性ヘミセルロース糖ストリームから酸を除去する方法であって、
（ｉ）酸および１種または複数のヘミセルロース糖を含む酸性ヘミセルロース糖ストリームを、アミン抽出剤と接触させて、アミン混合物を形成するステップと、
（ｉｉ）前記アミン混合物から、前記酸および前記アミン抽出剤を含む第１のストリーム、ならびに前記ヘミセルロース糖ストリームを含む第２のストリームを分離するステップと
を含む、方法。
（項目３８）
ステップ（ｉ）の前に、リグノセルロース原料を酸性水溶液と接触させるステップと、前記リグノセルロース原料から前記酸性水溶液を分離し、それによってリグノセルロースストリームおよび前記酸性ヘミセルロース糖ストリームを形成するステップとをさらに含む、項目３７に記載の方法。
（項目３９）
前記第１のストリームが有機ストリームであり、前記第２のストリームが水性ストリームである、項目３７に記載の方法。
（項目４０）
前記第１のストリームが、０．５％ｗ／ｗ未満のヘミセルロース糖を含む、項目３７に記載の方法。
（項目４１）
前記第２のストリームが、０．５％ｗ／ｗ未満の酸を含む、項目３７に記載の方法。
（項目４２）
前記第２のストリームが、０．５％ｗ／ｗ未満のアミンを含む、項目３７に記載の方法。
（項目４３）
前記第２のストリームが、０．５％ｗ／ｗ未満の不純物を含む、項目３７に記載の方法。
（項目４４）
不純物が、前記酸性ヘミセルロース糖ストリームから前記アミン抽出剤中に抽出される、項目３７に記載の方法。
（項目４５）
前記アミン抽出剤が、アミンおよび希釈剤を含む、項目３７に記載の方法。
（項目４６）
前記アミンと前記希釈剤の比率が、３：７である、項目４５に記載の方法。
（項目４７）
前記アミンと前記希釈剤の比率が、５．５：４．５５である、項目４５に記載の方法。（項目４８）
前記アミンと前記希釈剤の比率が、３：７〜６：４の間である、項目４５に記載の方法。
（項目４９）
前記希釈剤が、アルコールを含む、項目４５に記載の方法。
（項目５０）
前記希釈剤が、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコールまたは灯油を含む、項目４５に記載の方法。
（項目５１）
前記希釈剤が、ヘキサノールを含む、項目５０に記載の方法。
（項目５２）
前記アミンが、少なくとも２０個の炭素原子を含むアミンである、項目４５に記載の方法。
（項目５３）
前記アミンが、トリラウリルアミンである、項目４５に記載の方法。
（項目５４）
前記酸性水溶液が、０．１〜２％の酸を含む、項目３８に記載の方法。
（項目５５）
前記酸が、Ｈ２ＳＯ４および／またはＳＯ２および／またはＨ２ＳＯ３および／またはＨＣｌを含む、項目５４に記載の方法。
（項目５６）
充填蒸留塔を使用して前記第２のストリームから希釈剤を除去するステップをさらに含む、項目４５に記載の方法。
（項目５７）
前記第２のストリーム中の少なくとも９５％の希釈剤が除去される、項目５６に記載の方法。
（項目５８）
前記第２のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留アミンを除去し、それによってアミンが除去された糖ストリームを形成するステップをさらに含む、項目３７に記載の方法。
（項目５９）
前記アミンが除去された糖ストリームを弱塩基性アニオン交換体と接触させて、中和された糖ストリームを形成するステップをさらに含む、項目５８に記載の方法。
（項目６０）
前記糖ストリームを蒸発させ、それによって濃縮された糖溶液を形成するステップをさらに含む、項目５８または項目５９に記載の方法。
（項目６１）
前記糖ストリームを、キシロース富化ストリームおよび混合糖ストリームに分画するステップをさらに含む、項目５８〜６０のいずれかに記載の方法。
（項目６２）
前記糖が、イオン交換樹脂を使用して分画される、項目６１に記載の方法。
（項目６３）
前記イオン交換カラムが、アニオン交換樹脂である、項目６２に記載の方法。
（項目６４）
前記アニオン交換樹脂が、２００〜４００μｍの範囲の粒径を有する、項目６３に記載の方法。
（項目６５）
前記アニオン交換樹脂が、２８０〜３２０μｍの範囲の粒径を有する、項目６３に記載の方法。
（項目６６）
前記分画が、擬似移動床方式で実施される、項目６１に記載の方法。
（項目６７）
前記分画が、逐次的擬似移動床方式で実施される、項目６１に記載の方法。
（項目６８）
前記逐次的擬似移動床クロマトグラフィーシステムが、ステップ１中に供給ストリームを吸着剤に通過させ、第１のラフィネートストリームを前記吸着剤から洗い流し、ステップ２中に第２のラフィネートストリームを脱着剤ストリームで前記吸着剤から洗い流し、ステップ３中に前記脱着剤をリサイクルさせて前記吸着剤に戻すステップ１〜３を含み、前記キシロース富化ストリームが、ステップ１およびステップ２の両方で抽出される、項目６７に記載の方法。
（項目６９）
クロマトグラフィーシステムの前記脱着剤の流速が、前記抽出物の流速および前記ラフィネートの流速の合計に等しい、項目６７に記載の方法。
（項目７０）
前記キシロース富化ストリームからキシロースを晶出させるステップをさらに含む、項目６１〜６９のいずれかに記載の方法。
（項目７１）
前記第１のストリームを塩基溶液と接触させて、中和された抽出剤を形成するステップをさらに含む、項目３７に記載の方法。
（項目７２）
前記第１のストリームを塩基溶液と接触させる前に、前記第１のストリームを水性ストリームで洗浄して、前記第１のストリームからヘミセルロース糖を除去するステップをさらに含む、項目７１に記載の方法。
（項目７３）
前記洗浄された第１のストリームが、０．１％重量／重量未満の糖を含む、項目７２に記載の方法。
（項目７４）
前記中和された抽出剤を水で洗浄し、前記洗浄されたアミン抽出剤をリサイクルさせるステップをさらに含む、項目７１に記載の方法。
（項目７５）
前記洗浄され中和された抽出剤の一部を、１０％石灰と共に加熱することによって処理するステップをさらに含む、項目７４に記載の方法。
（項目７６）
前記リグノセルロースストリームを使用して、バイオエネルギーペレットを作製する、項目３８に記載の方法。
（項目７７）
第１の画分および第２の画分の混合物を含む液体試料を分画する方法であって、
（ｉ）ステップ１中に供給ストリームを吸着剤に通過させ、第１のラフィネートストリームを前記吸着剤から洗い流し、ステップ２中に第２のラフィネートストリームを脱着剤ストリームで前記吸着剤から洗い流し、ステップ３中に前記脱着剤をリサイクルさせて前記吸着剤に戻すステップ１〜３を含む逐次的擬似移動床クロマトグラフィーシステムによって、前記液体試料を分画するステップと、
（ｉｉ）前記クロマトグラフィーシステムから１つまたは複数の生成物ストリームを回収するステップと
を含み、
前記生成物ストリームが、ステップ１およびステップ２の両方で抽出される、方法。
（項目７８）
前記液体試料が、第３の画分をさらに含む、項目７７に記載の方法。
（項目７９）
前記クロマトグラフィーシステムの脱着剤の流速が、前記抽出物の流速および前記ラフィネートの流速の合計に等しい、項目７７に記載の方法。
（項目８０）
前記クロマトグラフィーシステムが、イオン交換樹脂を含む、項目７７に記載の方法。（項目８１）
前記イオン交換樹脂が、アニオン交換樹脂である、項目８０に記載の方法。
（項目８２）
前記イオン交換樹脂が、２００〜４００μｍの範囲の粒径を有する、項目８０に記載の方法。
（項目８３）
前記イオン交換樹脂が、２８０〜３２０μｍの範囲の粒径を有する、項目８０に記載の方法。
（項目８４）
以下の特徴、
（ｉ）溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率＞０．５０重量／重量、
（ｉｉ）モノサッカライド全体に対するグルコースの比率＜０．２５重量／重量、
（ｉｉｉ）モノサッカライド全体に対するキシロースの比率＞０．１８重量／重量、
（ｉｖ）モノサッカライド全体に対するフルクトースの比率＜０．１０重量／重量、
（ｖ）モノサッカライド全体に対するフルクトースの比率＞０．０１重量／重量、
（ｖｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、
（ｖｉｉ）最大５００ｐｐｍの量の１種または複数のフェノール、および
（ｖｉｉｉ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノール
の１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、または６個または７個または８個以上を含む、ヘミセルロース糖混合物。
（項目８５）
乾燥固体全体に対する前記モノサッカライドの比率が、＞０．７０重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目８６）
乾燥固体全体に対する前記モノサッカライドの比率が、＞０．９０重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目８７）
モノサッカライド全体に対する前記グルコースの比率が、＜０．１５重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目８８）
モノサッカライド全体に対する前記グルコースの比率が、＜０．１３重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目８９）
モノサッカライド全体に対する前記グルコースの比率が、＜０．０６重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目９０）
モノサッカライド全体に対する前記キシロースの比率が、＞０．２０重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目９１）
モノサッカライド全体に対する前記キシロースの比率が、＞０．５０重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目９２）
モノサッカライド全体に対する前記キシロースの比率が、＞０．７０重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目９３）
モノサッカライド全体に対する前記フルクトースの比率が、＞０．０２重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目９４）
モノサッカライド全体に対する前記フルクトースの比率が、＜０．０８重量／重量である、項目８４に記載の混合物。
（項目９５）
最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目８４に記載の混合物。
（項目９６）
最大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目８４に記載の混合物。
（項目９７）
最大４００ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目８４に記載の混合物。
（項目９８）
最大３００ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目８４に記載の混合物。
（項目９９）
以下の特徴、
（ｉ）溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率＜０．１０重量／重量、
（ｉｉ）溶解した糖全体に対するキシロースの比率＞０．５０重量／重量、
（ｉｉｉ）溶解した糖全体に対するアラビノースの比率＜０．１０重量／重量、
（ｉｖ）溶解した糖全体に対するガラクトースの比率＜０．０５重量／重量、
（ｖ）溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率＜０．１０重量／重量、
（ｖｉ）溶解した糖全体に対するマンノースの比率＜０．０２重量／重量、
（ｖｉｉ）溶解した糖全体に対するフルクトースの比率＜０．０５重量／重量、
（ｖｉｉｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、
（ｉｘ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および
（ｘ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノール
の１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、または１０個以上を含む、キシロース富化ストリームのヘミセルロース糖混合物。
（項目１００）
溶解した糖全体に対する前記オリゴサッカライドの比率が、＜０．０７である、項目９９に記載の混合物。
（項目１０１）
溶解した糖全体に対する前記オリゴサッカライドの比率が、＜０．０５である、項目９９に記載の混合物。
（項目１０２）
溶解した糖全体に対する前記キシロースの比率が、＞０．４０重量／重量である、項目９９に記載の混合物。
（項目１０３）
溶解した糖全体に対する前記キシロースの比率が、＞０．７０重量／重量である、項目９９に記載の混合物。
（項目１０４）
溶解した糖全体に対する前記キシロースの比率が、＞０．８０重量／重量である、項目９９に記載の混合物。
（項目１０５）
溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．０９である、項目９９に記載の混合物。
（項目１０６）
溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．０５である、項目９９に記載の混合物。
（項目１０７）
最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目９９に記載の混合物。
（項目１０８）
最大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目９９に記載の混合物。
（項目１０９）
最大６０ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目９９に記載の混合物。
（項目１１０）
最大０．０５ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目９９に記載の混合物。
（項目１１１）
以下の特徴、
（ｉ）溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率＞０．１５重量／重量、
（ｉｉ）溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率＞０．２０重量／重量、
（ｉｉｉ）溶解した糖全体に対するアラビノースの比率＞０．０２重量／重量、
（ｉｖ）溶解した糖全体に対するガラクトースの比率＞０．０２重量／重量、
（ｖ）溶解した糖全体に対するキシロースの比率＜０．２０、
（ｖｉ）溶解した糖全体に対するマンノースの比率＞０．０１、
（ｖｉｉ）溶解した糖全体に対するフルクトースの比率＜０．０５、
（ｖｉｉｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、
（ｉｘ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および
（ｘ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノール
の１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、または１０個以上を含む、キシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物。
（項目１１２）
溶解した糖全体に対する前記オリゴサッカライドの比率が、＞０．２０重量／重量である、項目１１１に記載の混合物。
（項目１１３）
溶解した糖全体に対する前記オリゴサッカライドの比率が、＞０．２３重量／重量である、項目１１１に記載の混合物。
（項目１１４）
溶解した糖全体に対する前記オリゴサッカライドの比率が、＞０．２５重量／重量である、項目１１１に記載の混合物。
（項目１１５）
溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＞０．１０重量／重量である、項目１１１に記載の混合物。
（項目１１６）
溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＞０．２５重量／重量である、項目１１１に記載の混合物。
（項目１１７）
溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＞０．３５重量／重量である、項目１１１に記載の混合物。
（項目１１８）
最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目１１１に記載の混合物。（項目１１９）
最大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目１１１に記載の混合物。（項目１２０）
最大６０ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目１１１に記載の混合物。
（項目１２１）
最大０．０５ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目１１１に記載の混合物。
（項目１２２）
溶解した糖全体に対する前記キシロースの比率が、＜０．３０重量／重量である、項目１１１に記載の混合物。
（項目１２３）
溶解した糖全体に対する前記キシロースの比率が、＜０．１５重量／重量である、項目１１１に記載の混合物。
（項目１２４）
溶解した糖全体に対する前記キシロースの比率が、＜０．１０重量／重量である、項目１１１に記載の混合物。
（項目１２５）
以下の特徴、
（ｉ）溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率＜０．１５重量／重量、
（ｉｉ）溶解した糖全体に対するキシロースの比率＞０．４０重量／重量、
（ｉｉｉ）溶解した糖全体に対するアラビノースの比率＜０．１５重量／重量、
（ｉｖ）溶解した糖全体に対するガラクトースの比率＜０．０６重量／重量、
（ｖ）溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率＜０．２０重量／重量、
（ｖｉ）溶解した糖全体に対するマンノースの比率＜０．０３、
（ｖｉｉ）溶解した糖全体に対するフルクトースの比率＜０．０４、
（ｖｉｉｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、
（ｉｘ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および
（ｘ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノール
の１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、または１０個以上を含む、母液のヘミセルロース糖混合物。
（項目１２６）
溶解した糖全体に対する前記オリゴサッカライドの比率が、＜０．１２である、項目１２５に記載の混合物。
（項目１２７）
溶解した糖全体に対する前記オリゴサッカライドの比率が、＜０．１０である、項目１２５に記載の混合物。
（項目１２８）
溶解した糖全体に対する前記オリゴサッカライドの比率が、＜０．２０である、項目１２５に記載の混合物。
（項目１２９）
溶解した糖全体に対する前記キシロースの比率が、＞０．５０重量／重量である、項目１２５に記載の混合物。
（項目１３０）
溶解した糖全体に対する前記キシロースの比率が、＞０．６０重量／重量である、項目１２５に記載の混合物。
（項目１３１）
溶解した糖全体に対する前記キシロースの比率が、＞０．７０重量／重量である、項目１２５に記載の混合物。
（項目１３２）
溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．３０である、項目１２５に記載の混合物。
（項目１３３）
溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．２０である、項目１２５に記載の混合物。
（項目１３４）
溶解した糖全体に対する、グルコースおよびフルクトースの合計の比率が、＜０．１０である、項目１２５に記載の混合物。
（項目１３５）
最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目１２５に記載の混合物。（項目１３６）
最大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目１２５に記載の混合物。（項目１３７）
最大６０ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目１２５に記載の混合物。
（項目１３８）
最大０．０５ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目１２５に記載の混合物。
（項目１３９）
（ｉ）リグノセルロースストリームおよび酸ストリームを向流で、複数の撹拌槽反応器に通過させるように移動させて、酸性加水分解物ストリームおよび酸性リグニンストリームを生成するステップと、
（ｉｉ）前記酸性リグニンストリームから、前記酸性加水分解物ストリームを分離するステップと
を含む、セルロース糖ストリームを生成する方法であって、
前記複数の撹拌槽反応器が、第１の反応器、最終反応器、および１つまたは複数の中間反応器を含み、前記リグノセルロースストリームが、前記第１の反応器に入り、前記酸ストリームが、前記最終反応器に入り、前記酸性加水分解物ストリームが、前記第１の反応器から出、前記リグニンストリームが、前記最終反応器から出る、方法。
（項目１４０）
ステップ（ｉ）の前に、リグノセルロース原料を酸性水溶液と接触させるステップと、前記リグノセルロース原料から前記酸性水溶液を分離し、それによって酸性ヘミセルロース糖ストリームおよび前記リグノセルロースストリームを形成するステップとをさらに含む、項目１３９に記載の方法。
（項目１４１）
ステップ（ｉ）の前に、前記リグノセルロースストリームの粒径を、４００〜５０００ミクロンに低減するステップをさらに含む、項目１３９に記載の方法。
（項目１４２）
前記酸性加水分解物ストリームが、１種または複数のセルロース糖を含む、項目１３９に記載の方法。
（項目１４３）
前記酸性加水分解物ストリームが、１種または複数のヘミセルロース糖をさらに含む、項目１４２に記載の方法。
（項目１４４）
（ｉｉｉ）酸および１種または複数のセルロース糖を含む前記酸性加水分解物ストリームを、Ｓ１溶媒抽出剤と接触させて、第１の混合物を形成するステップと、
（ｉｖ）前記第１の混合物から、前記酸および前記Ｓ１溶媒抽出剤を含む第１のストリーム、ならびに前記１種または複数のセルロース糖を含む第２のストリームを分離するステップと
をさらに含み、
前記酸が、前記酸性加水分解物ストリームから前記Ｓ１溶媒抽出剤中に抽出される、項目１３９に記載の方法。
（項目１４５）
前記接触が、５０℃で実施される、項目１４４に記載の方法。
（項目１４６）
（ｖ）前記１種または複数のセルロース糖を含む前記第２のストリームを蒸発させて、濃縮された第２のストリームを形成するステップと、
（ｖｉ）項目１４４のステップ（ｉｉｉ）および（ｉｖ）を反復して、前記酸および前記Ｓ１溶媒抽出剤を含むストリーム、ならびに前記１種または複数のセルロース糖を含むストリームを形成するステップと
をさらに含む、項目１４４に記載の方法。
（項目１４７）
前記酸性加水分解物ストリームを前記Ｓ１溶媒抽出剤と接触させる前に、前記酸性加水分解物ストリームを蒸発させ、それによって前記酸性加水分解物ストリーム中の前記酸の濃度を低減して共沸混合物を形成する、項目１４４に記載の方法。
（項目１４８）
前記第１のストリームが有機ストリームであり、前記第２のストリームが水性ストリームである、項目１４４に記載の方法。
（項目１４９）
（ｖ）前記第２のストリームをアミン抽出剤と接触させて、第２の混合物を形成するステップと、
（ｖｉ）前記第２の混合物から、前記酸および前記アミン抽出剤を含む第３のストリーム、ならびに前記１種または複数のセルロース糖を含む第４のストリームを分離するステップと
をさらに含む、項目１４４に記載の方法。
（項目１５０）
前記第２のストリームをアミン抽出剤と接触させて第２の混合物を形成する前に、前記第２のストリーム中の前記残留している酸に、前記糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解させ、それによってセルロース糖ストリームを形成するステップをさらに含む、項目１４９に記載の方法。
（項目１５１）
加水分解させる前に、前記第２のストリームをより低い糖濃度に希釈するステップをさらに含む、項目１５０に記載の方法。
（項目１５２）
加水分解させる前に、前記第２のストリーム中の前記酸の濃度を増大するステップをさらに含む、項目１５０に記載の方法。
（項目１５３）
前記酸の濃度が、０．５％超に増大される、項目１５２に記載の方法。
（項目１５４）
前記第２のストリームをアミン抽出物と接触させる前に、オリゴ糖ストリームが前記第２のストリームに添加され、前記第２のストリーム中の残留している前記酸が、前記オリゴ糖ストリームおよび前記第２のストリームの混合物中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解する、項目１４９に記載の方法。
（項目１５５）
前記第３のストリームが有機ストリームであり、前記第４のストリームが水性ストリームである、項目１４９に記載の方法。
（項目１５６）
前記酸性加水分解物ストリームが、フィルター、膜、またはハイドロクロンを使用して前記リグニンストリームから分離される、項目１３９に記載の方法。
（項目１５７）
前記酸ストリームが、少なくとも４０％重量／重量の酸を含む、項目１３９に記載の方法。
（項目１５８）
前記Ｓ１溶媒抽出剤が、アルコールを含む、項目１４４に記載の方法。
（項目１５９）
前記Ｓ１溶媒抽出剤が、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコールもしくは灯油、またはそれらの混合物を含む、項目１４４に記載の方法。
（項目１６０）
前記Ｓ１溶媒抽出剤が、ヘキサノールを含む、項目１４４に記載の方法。
（項目１６１）
前記アミン抽出剤が、アミンおよび希釈剤を含む、項目１４９に記載の方法。
（項目１６２）
前記アミンと前記希釈剤の比率が、３：７である、項目１６１に記載の方法。
（項目１６３）
前記アミンと前記希釈剤の比率が、５．５：４．５５である、項目１６１に記載の方法。
（項目１６４）
前記アミンと前記希釈剤の比率が、３：７〜６：４の間である、項目１６１に記載の方法。
（項目１６５）
前記希釈剤が、アルコールを含む、項目１６１に記載の方法。
（項目１６６）
前記希釈剤が、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコールまたは灯油を含む、項目１６１に記載の方法。
（項目１６７）
前記希釈剤が、ヘキサノールを含む、項目１６１に記載の方法。
（項目１６８）
前記アミンが、少なくとも２０個の炭素原子を含むアミンである、項目１６１に記載の方法。
（項目１６９）
前記アミンが、トリラウリルアミンである、項目１６１に記載の方法。
（項目１７０）
前記リグノセルロース原料が、主にセルロースおよびリグニンを含む、項目１４０に記載の方法。
（項目１７１）
前記リグノセルロースストリームが前記第１の反応器に入る前に、１つまたは複数の中間槽から出る前記酸性加水分解物ストリームの少なくとも一部が、前記リグノセルロースストリームに添加される、項目１３９に記載の方法。
（項目１７２）
前記リグノセルロースストリームが加熱される、項目１７１に記載の方法。
（項目１７３）
前記酸加水分解物ストリームが、２２〜３３％重量／重量の酸を含有する、項目１３９に記載の方法。
（項目１７４）
充填蒸留塔を使用して、前記第４のストリームから希釈剤を除去するステップをさらに含む、項目１４９に記載の方法。
（項目１７５）
前記第４のストリーム中の少なくとも９５％の希釈剤が除去される、項目１７４に記載の方法。
（項目１７６）
前記第４のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留アミンを除去し、それによってアミンが除去された加水分解物を形成するステップをさらに含む、項目１４９に記載の方法。
（項目１７７）
前記アミンが除去された加水分解物を弱塩基性アニオン交換体と接触させて、中和された加水分解物を形成するステップをさらに含む、項目１７６に記載の方法。
（項目１７８）
前記加水分解物を蒸発させて、濃縮された加水分解物を形成するステップをさらに含む、項目１７６または項目１７７に記載の方法。
（項目１７９）
前記加水分解物を、単糖ストリームおよびオリゴ糖ストリームに分画するステップをさらに含む、項目１７６〜１７８のいずれかに記載の方法。
（項目１８０）
前記単糖ストリームを精製または濃縮するステップをさらに含む、項目１７９に記載の方法。
（項目１８１）
前記第２のストリームをアミン抽出物と接触させる前に、前記オリゴ糖ストリームを前記第２のストリームと組み合わせるステップをさらに含み、前記第２のストリーム中の前記残留している酸が、前記オリゴ糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解する、項目１７９に記載の方法。
（項目１８２）
前記酸および前記Ｓ１溶媒抽出剤を含む前記第１のストリームを、水溶液と接触させて、脱酸された抽出剤および水性逆抽出物を形成するステップをさらに含み、前記酸が、前記第１のストリームから前記水性逆抽出物中に抽出される、項目１４４に記載の方法。
（項目１８３）
前記接触が、５０℃で実施される、項目１８２に記載の方法。
（項目１８４）
前記第１のストリームを水溶液と接触させて、脱酸された抽出剤および水性逆抽出物を形成する前に、前記第１のストリームを共沸性酸溶液またはより高い濃度の酸溶液と接触させて、前記第１のストリームから糖を回収するステップをさらに含む、項目１８２に記載の方法。
（項目１８５）
前記水性逆抽出物が、１５〜２０％の酸を含み、下流プロセスで使用される、項目１８２に記載の方法。
（項目１８６）
第１の圧力下で前記水性逆抽出物を蒸発させ、それによって前記蒸発前の前記水性逆抽出物の酸濃度よりも高い酸濃度を有する超共沸性酸溶液を生成するステップをさらに含む、項目１８２に記載の方法。
（項目１８７）
前記第１の圧力よりも高い第２の圧力下で前記超共沸性酸溶液を蒸発させて、超共沸性の気体状の酸を生成するステップをさらに含む、項目１８６に記載の方法。
（項目１８８）
前記超共沸性の気体状の酸を水溶液に吸収させて、濃縮酸溶液を生成するステップをさらに含む、項目１８７に記載の方法。
（項目１８９）
前記第３のストリームを塩基溶液と接触させて、中和されたアミン抽出剤を形成するステップをさらに含む、項目１４９に記載の方法。
（項目１９０）
前記接触が、７０℃で実施される、項目１８９に記載の方法。
（項目１９１）
前記第３のストリームを塩基溶液と接触させる前に、前記第３のストリームを水性ストリームで洗浄して、前記第３のストリームからセルロース糖を除去するステップをさらに含む、項目１８９に記載の方法。
（項目１９２）
前記洗浄された第３のストリームが、０．１％重量／重量未満のセルロース糖を含む、項目１９０に記載の方法。
（項目１９３）
前記中和されたアミン抽出剤の少なくとも一部を水で洗浄し、前記洗浄されたアミン抽出剤をリサイクルさせるステップをさらに含む、項目１８９に記載の方法。
（項目１９４）
前記洗浄され中和されたアミン抽出剤ストリームの一部を、１０％石灰と共に加熱することによって処理するステップをさらに含む、項目１９３に記載の方法。
（項目１９５）
前記加熱が、８０〜９０℃で実施される、項目１９４に記載の方法。
（項目１９６）
（ｉ）酸および１種または複数のセルロース糖を含む酸性加水分解物ストリームを、Ｓ１溶媒抽出剤と接触させて、第１の混合物を形成するステップと、
（ｉｉ）前記第１の混合物から、前記酸および前記Ｓ１溶媒抽出剤を含む第１のストリーム、ならびに前記１種または複数のセルロース糖を含む第２のストリームを分離するステップであって、前記酸が、前記酸性加水分解物ストリームから前記Ｓ１溶媒抽出剤中に抽出されるステップと、
（ｉｉｉ）前記第２のストリーム中の残留している酸に、前記糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解させ、それによってセルロース糖ストリームを形成するステップと、
（ｉｖ）前記セルロース糖ストリームを、単糖ストリームおよびオリゴ糖ストリームに分画するステップと
を含む、オリゴ糖を加水分解する方法。
（項目１９７）
分画する前に、オリゴ糖ストリームを前記第２のストリームに添加するステップをさらに含み、前記第２のストリーム中の残留している前記酸が、前記第２のストリームおよび前記オリゴ糖ストリームの混合物中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解し、それによってセルロース糖ストリームを形成する、項目１９６に記載の方法。
（項目１９８）
加水分解させる前に、前記第２のストリームをより低い糖濃度に希釈するステップをさらに含む、項目１９６に記載の方法。
（項目１９９）
加水分解させる前に、前記第２のストリーム中の前記酸の濃度を増大するステップをさらに含む、項目１９６に記載の方法。
（項目２００）
前記酸の濃度が、０．５％超に増大される、項目１９９に記載の方法。
（項目２０１）
前記流入ストリームを前記Ｓ１溶媒抽出剤と接触させる前に、前記酸性加水分解物ストリームを蒸発させ、それによって前記酸性加水分解物ストリーム中の前記酸の濃度を低減して共沸混合物を形成する、項目１９６に記載の方法。
（項目２０２）
前記セルロース糖ストリームをアニオン交換体と接触させて、前記ストリームから酸を除去するステップをさらに含む、項目１９６に記載の方法。
（項目２０３）
前記加水分解が、１．２％重量／重量以下の濃度のＨＣｌによって触媒される、項目１９６に記載の方法。
（項目２０４）
前記加水分解が、０．７％重量／重量以下の濃度のＨＣｌによって触媒される、項目１９６に記載の方法。
（項目２０５）
前記加水分解が、６０℃〜１５０℃の範囲の温度で実施される、項目１９６に記載の方法。
（項目２０６）
前記第２の加水分解物が、糖全体のうち少なくとも７０％重量／重量の単糖を含有する、項目１９６に記載の方法。
（項目２０７）
前記第２の加水分解物の前記糖全体の含量が、前記酸の濃度が低い水性混合物の糖含量の少なくとも９０％重量／重量である、項目１９６に記載の方法。
（項目２０８）
以下の特徴、
（ｉ）溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率＞０．８５重量／重量、
（ｉｉ）溶解した糖全体に対するグルコースの比率が０．４０〜０．７０重量／重量の範囲、
（ｉｉｉ）１〜２００ｐｐｍの塩化物、
（ｉｖ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、
（ｖ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および
（ｖｉ）最大０．１％重量／重量の量のヘキサノール
の１個以上、２個以上、３個以上、または４個以上、５個以上、または６個以上を含む、高濃度のＣ６糖混合物。
（項目２０９）
溶解した糖全体に対する前記モノサッカライドの比率が、＞０．９０重量／重量である、項目２０８の混合物。
（項目２１０）
溶解した糖全体に対する前記モノサッカライドの比率が、＞０．９５重量／重量である、項目２０８の混合物。
（項目２１１）
溶解した糖全体に対する前記グルコースの比率が、０．４０〜０．６０重量／重量の範囲である、項目２０８の混合物。
（項目２１２）
溶解した糖全体に対する前記グルコースの比率が、０．５０〜０．６０重量／重量の範囲である、項目２０８の混合物。
（項目２１３）
前記塩化物の濃度が、１０〜１００ｐｐｍの範囲である、項目２０８の混合物。
（項目２１４）
前記塩化物の濃度が、１０〜５０ｐｐｍの範囲である、項目２０８の混合物。
（項目２１５）
最大０．００５％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目２０８に記載の混合物。（項目２１６）
最大０．００１％重量／重量の量のフルフラールを含む、項目２０８に記載の混合物。（項目２１７）
最大４００ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目２０８に記載の混合物。
（項目２１８）
最大１００ｐｐｍの量のフェノールを含む、項目２０８に記載の混合物。
（項目２１９）
溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、０．０３〜０．１２重量／重量の範囲である、項目２０８の混合物。
（項目２２０）
溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、０．０５〜０．１０重量／重量の範囲である、項目２０８の混合物。
（項目２２１）
溶解した糖全体に対するアラビノースの比率が、０．００５〜０．０１５重量／重量の範囲である、項目２０８の混合物。
（項目２２２）
溶解した糖全体に対するガラクトースの比率が、０．０２５〜０．０３５重量／重量の範囲である、項目２０８の混合物。
（項目２２３）
溶解した糖全体に対するマンノースの比率が、０．１４〜０．１８重量／重量の範囲である、項目２０８の混合物。
（項目２２４）
（ｉ）リグニンを含む水溶液のｐＨを、酸性ｐＨに調整するステップと、
（ｉｉ）前記酸性リグニン水溶液を、可溶性が制限された溶媒を含むリグニン抽出溶液と接触させ、それによって前記リグニンおよび前記リグニン抽出溶液を含む第１のストリーム、ならびに水溶性不純物を含む第２のストリームを形成するステップと、
（ｉｉｉ）前記第１のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留カチオンを除去し、それによって精製された第１のストリームを得るステップと、
（ｉｖ）前記リグニンから前記可溶性が制限された溶媒を分離し、それによって高純度リグニン組成物を得るステップと
を含む、高純度リグニンを生成する方法。
（項目２２５）
前記分離ステップが、前記精製された第１のストリームを水と接触させることによって前記リグニンを沈殿させることを含む、項目２２４に記載の方法。
（項目２２６）
前記精製された第１のストリームを熱水と接触させ、それによって前記可溶性が制限された溶媒をフラッシュ蒸発させる、項目２２５に記載の方法。
（項目２２７）
前記分離ステップが、前記リグニンから前記可溶性が制限された溶媒を蒸発させることを含む、項目２２４に記載の方法。
（項目２２８）
前記蒸発させることが、スプレー乾燥することを含む、項目２２６に記載の方法。
（項目２２９）
前記リグニン粒子を前記水から濾過するステップをさらに含む、項目２２５に記載の方法。
（項目２３０）
前記リグニンを含む水溶液が、リグニン材料をアルカリ溶液に溶解させることによって生成される、項目２２４に記載の方法。
（項目２３１）
前記リグニンを含む水溶液が、パルプ化、ミリング、生物精製、クラフトパルプ化、亜硫酸パルプ化、苛性パルプ化、油圧機械式パルプ化、リグノセルロース原料の穏やかな酸加水分解、リグノセルロース原料の濃縮酸加水分解、リグノセルロース原料の超臨界水または超亜臨界水加水分解、リグノセルロース原料のアンモニア抽出から選択されるプロセスによって生成される、項目２２４に記載の方法。
（項目２３２）
リグニン材料が、脱酸されたリグニンであって、ステップ（ｉ）の前に、酸性リグニンを炭化水素溶媒と接触させて混合物を形成するステップと、前記炭化水素溶媒を加熱して、前記混合物から酸を除去し、それによって脱酸されたリグニンを得るステップとをさらに含む、項目２２４に記載の方法。
（項目２３３）
前記リグニン水溶液のｐＨが、３．５〜４に調整される、項目２２４に記載の方法。
（項目２３４）
前記第１のストリームが有機ストリームであり、前記第２のストリームが水性ストリームである、項目２２４に記載の方法。
（項目２３５）
前記リグニン材料が、ヘミセルロース糖をリグノセルロース原料から抽出し、その後酸を使用してセルロースを加水分解することによって得られた酸性リグニンである、項目２２４に記載の方法。
（項目２３６）
前記リグニン材料が、脱酸されたリグニンである、項目２２４に記載の方法。
（項目２３７）
前記水溶液が、水である、項目２２４に記載の方法。
（項目２３８）
前記水溶液が、酸味料である、項目２２４に記載の方法。
（項目２３９）
酸性リグニンを炭化水素溶媒と接触させるステップと、前記炭化水素溶媒を加熱して前記酸性リグニンから酸を除去し、それによって脱酸されたリグニンを得るステップとを含む、脱酸されたリグニンを生成する方法。
（項目２４０）
前記酸性リグニンが、リグノセルロース原料からヘミセルロースおよびセルロース材料を除去することによって得られる、項目２３２または項目２３９に記載の方法。
（項目２４１）
前記炭化水素が、ＩＳＯＰＡＲＫである、項目２３２または項目２３９に記載の方法。（項目２４２）
前記可溶性が制限された溶媒が、メチルエチルケトンである、項目２２４に記載の方法。
（項目２４３）
前記酸性リグニンを前記炭化水素溶媒と接触させる前に、前記酸性リグニンを洗浄水溶液で洗浄して、残留している糖および酸を除去する、項目２３２または項目２３９に記載の方法。
（項目２４４）
前記洗浄水溶液が、項目１８２に記載の前記水性逆抽出物である、項目２４３に記載の方法。
（項目２４５）
前記リグニン材料が、前記水溶液の向流で洗浄される、項目２４３に記載の方法。
（項目２４６）
前記リグニン材料が、複数の段階で洗浄される、項目２４３に記載の方法。
（項目２４７）
前記高純度リグニンが、
（ｉ）最大２ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基、
（ｉｉ）少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、
（ｉｉｉ）少なくとも０．４ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基、
（ｉｖ）最大１％重量／重量の量の硫黄、
（ｖ）最大０．０５％重量／重量の量の窒素、
（ｖｉ）最大０．１％重量／重量の量の塩化物、
（ｖｉｉ）２５０℃を超える５％分解温度、
（ｖｉｉｉ）３００℃を超える１０％分解温度、
（ｉｘ）低灰分含量、
（ｘ）式ＣａＨｂＯｃ（式中、ａは９であり、ｂは１０未満であり、ｃは３未満である）、
（ｘｉ）少なくとも０．９の縮合度、
（ｘｉｉ）１．０未満のメトキシル含量、および
（ｘｉｉｉ）０．４未満のＯ／Ｃ重量比
からなる群から選択される少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個または１３個の特徴を特徴とする、項目２２４に記載の方法。
（項目２４８）
（ｉ）最大２ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基、
（ｉｉ）少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、
（ｉｉｉ）少なくとも０．３５ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基、
（ｉｖ）最大１％重量／重量の量の硫黄、
（ｖ）最大０．０５％重量／重量の量の窒素、
（ｖｉ）最大０．１％重量／重量の量の塩化物、
（ｖｉｉ）２５０℃を超える５％分解温度、
（ｖｉｉｉ）３００℃を超える１０％分解温度、
（ｉｘ）低灰分含量、
（ｘ）式ＣａＨｂＯｃ（式中、ａは９であり、ｂは１０未満であり、ｃは３未満である）、
（ｘｉ）少なくとも０．９の縮合度、
（ｘｉｉ）１．０未満のメトキシル含量、および
（ｘｉｉｉ）０．４未満のＯ／Ｃ重量比
からなる群から選択される少なくとも１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、１１個、１２個または１３個の特徴を特徴とする、リグニン組成物。
（項目２４９）
最大１ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基を含む、項目２４８に記載のリグニン組成物。
（項目２５０）
最大０．５ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基を含む、項目２４８に記載のリグニン組成物。
（項目２５１）
少なくとも２．７ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基を含む、項目２４８に記載のリグニン組成物。
（項目２５２）
少なくとも３．０ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基を含む、項目２４８に記載のリグニン組成物。
（項目２５３）
少なくとも０．４ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を含む、項目２４８に記載のリグニン組成物。
（項目２５４）
少なくとも０．９ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を含む、項目２４８に記載のリグニン組成物。
（項目２５５）
（ｉ）乾物ベースで少なくとも９７％のリグニン、
（ｉｉ）最大０．１％重量／重量の量の灰分含量、
（ｉｉｉ）最大０．０５％重量／重量の量の全炭水化物含量、および
（ｉｖ）２００℃で最大５％重量／重量の量の揮発物含量
からなる群から選択される少なくとも１個、２個、３個または４個の特徴を特徴とする、リグニン組成物。
（項目２５６）
最大０．０５％重量／重量の量の非溶融性粒子含量を有する、項目２５５に記載の組成物。
（項目２５７）
バイオマスから高純度リグニンを生成する方法であって、
（ｉ）前記バイオマスからヘミセルロース糖を除去し、それによってリグニンを含有する残部を得るステップであって、前記リグニンを含有する残部がリグニンおよびセルロースを含むステップと、
（ｉｉ）前記リグニンを含有する残部をリグニン抽出溶液と接触させて、リグニン抽出物およびセルロース残部を生成するステップであって、前記リグニン抽出溶液が、可溶性が制限された溶媒、有機酸および水を含み、前記可溶性が制限された溶媒および水が、有機相および水相を形成するステップと、
（ｉｉｉ）前記セルロース残部から前記リグニン抽出物を分離するステップであって、前記リグニン抽出物が、前記可溶性が制限された溶媒に溶解したリグニンを含むステップとを含む、方法。
（項目２５８）
前記ヘミセルロース糖の前記除去が、実質的な量の前記セルロース糖を除去しない、項目２５７に記載の方法。
（項目２５９）
前記リグニン抽出溶液中の前記可溶性が制限された溶媒および前記水が、約１：１の比率である、項目２５７に記載の方法。
（項目２６０）
前記セルロース残部を精製してセルロースパルプを得るステップをさらに含む、項目２５７に記載の方法。
（項目２６１）
前記セルロースパルプが、最大１０％重量／重量の量のリグニンを含む、項目２６０に記載の方法。
（項目２６２）
前記セルロースパルプが、最大７％重量／重量の量のリグニンを含む、項目２６０に記載の方法。
（項目２６３）
前記リグニン抽出物を強酸性カチオン交換体と接触させて、残留カチオンを除去し、それによって精製されたリグニン抽出物を得るステップをさらに含む、項目２５７に記載の方法。
（項目２６４）
前記可溶性が制限された溶媒を前記リグニン抽出物から分離し、それによって高純度リグニンを得るステップをさらに含む、項目２５７または項目２６３に記載の方法。
（項目２６５）
分離するステップが、前記可溶性が制限された溶媒を前記リグニンから蒸発させることを含む、項目２６３に記載の方法。
（項目２６６）
前記蒸発させることが、スプレー乾燥することを含む、項目２６５に記載の方法。
（項目２６７）
前記セルロース残部を、前記可溶性が制限された溶媒および水で洗浄し、それによってセルロースパルプを得るステップをさらに含む、項目２５７に記載の方法。
（項目２６８）
前記セルロースパルプを酸と接触させて、セルロース糖を含む酸性加水分解物ストリームを生成するステップをさらに含む、項目２６７に記載の方法。
（項目２６９）
（ｉ）酸および１種または複数のセルロース糖を含む前記酸性加水分解物ストリームを、Ｓ１溶媒抽出剤と接触させて、第１の混合物を形成するステップと、
（ｉｉ）前記第１の混合物から、前記酸および前記Ｓ１溶媒抽出剤を含む第１のストリーム、ならびに前記１種または複数のセルロース糖を含む第２のストリームを分離するステップと
をさらに含み、
前記酸が、前記酸性加水分解物ストリームから前記Ｓ１溶媒抽出剤中に抽出される、項目２６８に記載の方法。
（項目２７０）
（ｉｉｉ）前記１種または複数のセルロース糖を含む前記第２のストリームを蒸発させて、濃縮された第２のストリームを形成するステップと、
（ｖｉ）項目２６９のステップ（ｉｉｉ）および（ｉｖ）を反復して、前記酸および前記Ｓ１溶媒抽出剤を含むストリーム、ならびに前記１種または複数のセルロース糖を含むストリームを形成するステップと
をさらに含む、項目２６９に記載の方法。
（項目２７１）
（ｖ）前記第２のストリームをアミン抽出剤と接触させて、第２の混合物を形成するステップと、
（ｖｉ）前記第２の混合物から、前記酸および前記アミン抽出剤を含む第３のストリーム、ならびに前記１種または複数のセルロース糖を含む第４のストリームを分離するステップと
をさらに含む、項目２６９に記載の方法。
（項目２７２）
加水分解酵素を含む水性懸濁物中で前記セルロースパルプを加水分解するステップをさらに含む、項目２６７に記載の方法。
（項目２７３）
（ｉ）温度制御槽内で、前記セルロースパルプ、前記加水分解酵素および酸性付与剤を含む懸濁物をかき混ぜるまたは撹拌するステップと、
（ｉｉ）前記懸濁物から、セルロースパルプを含む第１のストリーム、および加水分解セルロース糖を含む第２のストリームを分離するステップと、
（ｉｉｉ）前記第１のストリームをさらに加水分解するために、前記温度制御槽に戻すステップと
をさらに含む、項目２７２に記載の方法。
（項目２７４）
前記分離ステップが、フィルター、膜、遠心分離機、ハイドロサイクロンから選択される分離デバイスを使用して実施される、項目２７３に記載の方法。
（項目２７５）
前記水性懸濁物に溶解したグルコースの濃度が、前記加水分解酵素の阻害レベル未満に制御される、項目２７３に記載の方法。
（項目２７６）
（ｉ）前記第２のストリームをアミン抽出剤と接触させて、第１の混合物を形成するステップと、
（ｉｉ）前記第１の混合物から、前記酸および前記アミン抽出剤を含む第３のストリーム、ならびに前記１種または複数のセルロース糖を含む第４のストリームを分離するステップと
をさらに含む、項目２７３に記載の方法。
（項目２７７）
前記第４のストリーム中の前記残留している酸に、前記糖ストリーム中の少なくともいくつかのオリゴ糖を単糖に加水分解させ、それによってセルロース糖ストリームを形成するステップをさらに含む、項目２６９または項目２７３に記載の方法。
（項目２７８）
加水分解させる前に、前記第２のストリームをより低い糖濃度に希釈するステップをさらに含む、項目２７７に記載の方法。
（項目２７９）
加水分解させる前に、前記第２のストリーム中の前記酸の濃度を増大するステップをさらに含む、項目２７７に記載の方法。
（項目２８０）
前記酸の濃度が、０．５％超に増大される、項目２７９に記載の方法。
（項目２８１）
前記第４のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留アミンを除去し、それによってアミンが除去された加水分解物を形成するステップをさらに含む、項目２７６に記載の方法。
（項目２８２）
前記アミンが除去された加水分解物を弱塩基性アニオン交換体と接触させて、中和された加水分解物を形成するステップをさらに含む、項目２８１に記載の方法。
（項目２８３）
前記加水分解物を蒸発させて、濃縮された加水分解物を形成するステップをさらに含む、項目２７６または項目２８１に記載の方法。
（項目２８４）
前記加水分解物を、単糖ストリームおよびオリゴ糖ストリームに分画するステップをさらに含む、項目２７６〜２８３のいずれかに記載の方法。
（項目２８５）
前記単糖ストリームを精製または濃縮するステップをさらに含む、項目２８４に記載の方法。
（項目２８６）
（ｉｖ）前記第１のストリームをアルカリ溶液と接触させ、それによって残留固体リグニンを前記セルロースパルプに溶解させるステップと、
（ｖ）前記溶解したリグニンから前記残部のセルロースパルプを分離し、それによってリグニンを含む水溶液を形成するステップと、
（ｖｉ）リグニンを含む水溶液のｐＨを、酸性ｐＨに調整するステップと、
（ｖｉｉ）前記酸性リグニン水溶液を、可溶性が制限された溶媒を含むリグニン抽出溶液と接触させ、それによって前記リグニンおよび前記リグニン抽出溶液を含む第３のストリーム、ならびに水溶性不純物を含む第４のストリームを形成するステップと、
（ｖｉｉｉ）前記第３のストリームを強酸性カチオン交換体と接触させて、残留カチオンを除去し、それによって精製された第３のストリームを得るステップと、
（ｉｘ）前記リグニンから前記可溶性が制限された溶媒を分離し、それによって高純度リグニン組成物を得るステップと
をさらに含む、項目２７３に記載の方法。
（項目２８７）
前記分離ステップが、濾過によって実施される、項目２８６に記載の方法。
（項目２８８）
前記分離ステップが、前記精製された第１のストリームを水と接触させることによって前記リグニンを沈殿させることを含む、項目２８６に記載の方法。
（項目２８９）
前記精製された第３のストリームを熱水と接触させ、それによって前記可溶性が制限された溶媒をフラッシュ蒸発させる、項目２８８に記載の方法。
（項目２９０）
前記分離ステップが、前記リグニンから前記可溶性が制限された溶媒を蒸発させることを含む、項目２８６に記載の方法。
（項目２９１）
前記蒸発させることが、スプレー乾燥することを含む、項目２９０に記載の方法。
（項目２９２）
（ｉ）発酵槽を準備するステップと、
（ｉｉ）項目８４〜９８のいずれか一項に記載のヘミセルロース糖混合物、項目９９〜１１０のいずれか一項に記載のキシロース富化ストリームのヘミセルロース糖混合物、項目７０に記載のキシロースストリーム、項目１１１〜１２４のいずれか一項に記載のキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物、項目１２５〜１３８のいずれか一項に記載の母液のヘミセルロース糖混合物、項目２０８〜２２３のいずれか一項に記載の高濃度Ｃ６糖混合物からなる群から選択される少なくとも一員を含む媒体を、前記発酵槽内で発酵させて、変換産物を製造するステップと
を含む、方法。
（項目２９３）
（ｉ）項目８４〜９８のいずれか一項に記載のヘミセルロース糖混合物、項目９９〜１１０のいずれか一項に記載のキシロース富化ストリームのヘミセルロース糖混合物、項目７０に記載のキシロースストリーム、項目１１１〜１２４のいずれか一項に記載のキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物、項目１２５〜１３８のいずれか一項に記載の母液のヘミセルロース糖混合物、項目２０８〜２２３のいずれか一項に記載の高濃度Ｃ６糖混合物からなる群から選択される少なくとも一員を準備するステップと、（ｉｉ）前記少なくとも一員の糖を、化学的プロセスを使用して変換産物に変換するステップと
を含む、方法。
（項目２９４）
前記変換産物が、アルコール、カルボン酸、アミノ酸、ポリマー産業のためのモノマーおよびタンパク質からなる群から選択される少なくとも一員を含む、項目２９２または項目２９３に記載の方法。
（項目２９５）
前記変換産物をプロセッシングして、洗浄剤、ポリエチレンベースの製品、ポリプロピレンベースの製品、ポリオレフィンベースの製品、ポリ乳酸（ポリラクチド）ベースの製品、ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品およびポリアクリルベースの製品からなる群から選択される消費者製品を製造するステップを含む、項目２９２または項目２９３に記載の方法。
（項目２９６）
前記洗浄剤が、糖ベースの界面活性剤、脂肪酸ベースの界面活性剤、脂肪アルコールベースの界面活性剤、または細胞培養由来の酵素を含む、項目２９５に記載の方法。
（項目２９７）
前記ポリアクリルベースの製品が、プラスチック、床磨き剤、カーペット、塗料、コーティング、接着剤、分散剤、凝集剤、エラストマー、アクリルガラス、吸収性物品、尿漏れ防止パッド、生理用ナプキン、婦人用衛生製品およびおむつからなる群から選択される、項目２９５に記載の方法。
（項目２９８）
前記ポリオレフィンベースの製品が、ミルク用入れ物、洗浄剤瓶、マーガリンチューブ、ゴミ入れ容器、配水管、吸収性物品、おむつ、不織布、ＨＤＰＥ玩具およびＨＤＰＥ洗浄剤パッケージからなる群から選択される、項目２９５に記載の方法。
（項目２９９）
前記ポリプロピレンベースの製品が、吸収性物品、おむつおよび不織布からなる群から選択される、項目２９５に記載の方法。
（項目３００）
前記ポリ乳酸ベースの製品が、農業製品および乳製品のパッケージ、プラスチック瓶、生分解性製品、ならびに消耗品からなる群から選択される、項目２９５に記載の方法。
（項目３０１）
前記ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品が、農業製品のパッケージ、プラスチック瓶、塗工紙、成型または押出物品、婦人用衛生製品、タンポンアプリケーター、吸収性物品、使い捨ての不織布、拭き取り用品、医療手術用衣類、接着剤、エラストマー、フィルム、コーティング、水性分散剤、繊維、医薬品の中間体および結合剤からなる群から選択される、項目２９５に記載の方法。
（項目３０２）
前記変換産物が、エタノール、ブタノール、イソブタノール、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪アルコールおよびバイオディーゼルからなる群から選択される少なくとも一員を含む、項目２９２または項目２９３に記載の方法。
（項目３０３）
前記変換産物をプロセッシングして、イソブテン縮合生成物、ジェット燃料、ガソリン、ガソホール、ディーゼル燃料、ドロップイン燃料、ディーゼル燃料添加剤およびそれらの前駆体からなる群から選択される少なくとも１種の製品を製造するステップを含む、項目３０２に記載の方法。
（項目３０４）
前記ガソホールが、エタノール富化ガソリンまたはブタノール富化ガソリンである、項目３０３に記載の方法。
（項目３０５）
前記製品が、ディーゼル燃料、ガソリン、ジェット燃料およびドロップイン燃料からなる群から選択される、項目３０３に記載の方法。
（項目３０６）
項目２９２または項目２９３に記載の変換産物から製造された、消費者製品、消費者製品の前駆体、または消費者製品の成分。
（項目３０７）
カルボン酸および脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸、ヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価または多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、バイオポリマー、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン、抗生物質および医薬品からなる群から選択される項目２９２または項目２９３に記載の方法によって製造された少なくとも１種の変換産物を含む、消費者製品、消費者製品の前駆体、または消費者製品の成分。
（項目３０８）
エタノール富化ガソリン、ジェット燃料またはバイオディーゼルである、項目３０７に記載の消費者製品。
（項目３０９）
炭素−１２に対して約２．０×１０−１３以上の比率の炭素−１４を有する、項目３０７に記載の消費者製品、消費者製品の前駆体、または消費者製品の成分。
（項目３１０）
項目３０６に記載の成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された追加的な成分を含む、消費者製品。
（項目３１１）
前記成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された前記追加的な成分が、本質的に同じ化学組成を有する、項目３１０に記載の消費者製品。
（項目３１２）
少なくとも１００ｐｐｂの濃度のマーカー分子を含む、項目３０６に記載の消費者製品。
（項目３１３）
前記マーカー分子が、フルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、フルフラールまたはヒドロキシメチルフルフラールの縮合生成物、糖カラメル化に由来する有色化合物、レブリン酸、酢酸、メタノール、ガラクツロン酸およびグリセロールからなる群から選択される、項目３１２に記載の消費者製品。
（項目３１４）
（ｉ）項目２４８〜２５６のいずれか一項に記載の組成物を準備するステップと、
（ｉｉ）前記組成物中の少なくとも一部のリグニンを、変換産物に変換するステップと
を含む、方法。
（項目３１５）
前記変換ステップが、水素によって処理することを含む、項目３１４に記載の方法。
（項目３１６）
リグニンから水素を生成するステップを含む、項目３１４または３１５に記載の方法。（項目３１７）
前記変換産物が、バイオオイル、カルボン酸および脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸およびヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価または多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、フェノール、トルエン、ならびにキシレンからなる群から選択される少なくとも１種の品目を含む、項目３１４に記載の方法。
（項目３１８）
前記変換産物が、燃料または燃料成分を含む、項目３１４に記載の方法。
（項目３１９）
前記変換産物が、パラキシレンを含む、項目３１４に記載の方法。
（項目３２０）
項目３１４に従って製造された変換産物、前記変換産物から製造された消費者製品、または前記変換産物を一成分もしくは一構成成分として含有する消費者製品。
（項目３２１）
リグノスルホネート、バイオオイル、カルボン酸および脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸およびヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価または多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、バイオポリマー、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン、抗生物質、パラキシレン、ならびに医薬品からなる群から選択される少なくとも１種の化学物質を含む、項目３２０に記載の産物。
（項目３２２）
パラキシレンを含む、項目３２０に記載の産物。
（項目３２３）
分散剤、乳化剤、錯化剤、凝集剤、塊状凝集剤、ペレット化添加剤、樹脂、炭素繊維、活性炭、抗酸化剤、難燃剤、液体燃料、芳香族化学物質、バニリン、接着剤、結合剤、吸収剤、毒素結合剤、発泡体、コーティング、フィルム、ゴムおよびエラストマー、捕捉剤、燃料、ならびに増量剤からなる群から選択される、項目３２０に記載の産物。
（項目３２４）
食品、餌、材料、農業、輸送および建設からなる群から選択される分野で使用される、項目３２０に記載の産物。
（項目３２５）
炭素−１２に対して約２．０×１０−１３以上の比率の炭素−１４を有する、項目３２０に記載の産物。
（項目３２６）
項目３２０に記載の成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された成分を含む、製品。
（項目３２７）
項目３２０に記載の前記成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された前記成分が、本質的に同じ化学組成を有する、項目３２０に記載の製品。
（項目３２８）
少なくとも１００ｐｐｂの濃度のマーカー分子を含む、項目３２０に記載の製品。
（項目３２９）
前記マーカー分子が、フルフラールおよびヒドロキシメチルフルフラール、それらの縮合生成物、有色化合物、酢酸、メタノール、ガラクツロン酸、グリセロール、脂肪酸、ならびに樹脂酸からなる群から選択される、項目３２８に記載の製品。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１〜６は、本発明のいくつかの実施形態によるリグノセルロース材料を処理するための方法の単純化されたフロースキームを表す図である。
【図２】図１〜６は、本発明のいくつかの実施形態によるリグノセルロース材料を処理するための方法の単純化されたフロースキームを表す図である。
【図３】図１〜６は、本発明のいくつかの実施形態によるリグノセルロース材料を処理するための方法の単純化されたフロースキームを表す図である。
【図４】図１〜６は、本発明のいくつかの実施形態によるリグノセルロース材料を処理するための方法の単純化されたフロースキームを表す図である。
【図５】図１〜６は、本発明のいくつかの実施形態によるリグノセルロース材料を処理するための方法の単純化されたフロースキームを表す図である。
【図６】図１〜６は、本発明のいくつかの実施形態によるリグノセルロース材料を処理するための方法の単純化されたフロースキームを表す図である。
【００２５】
【図７】図７は、富化キシロース画分ならびにグルコース、アラビノースおよびさまざまなＤＰ２＋構成成分を含有するミックス糖溶液を得るための、精製糖ミックスのクロマトグラフィー分画化を描写しているグラフである。
【００２６】
【図８Ａ】図８Ａは、ＨＣｌを含有する水溶液中のセルロースの加水分解のための向流撹拌反応器システムの単純化されたスキームを表す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、３０日の連続動作にわたって、４撹拌槽を含めた図８Ａに記載されているシステムを利用するユーカリ加水分解活動中に捕集された結果を要約している図である。黒色の線は、酸および溶解した糖の標的値を表し；灰色の線は、各段階（槽）の酸および糖レベルを表しているグラフである。
【００２７】
【図９Ａ】図９Ａは、加水分解システムから出てくる水性相ストリームにおける酸のレベル（灰色の線）、溶媒抽出Ａ後のレベル（黒色の線）および溶媒抽出Ｂ後のレベル（薄灰色の線）を描写しているグラフである。
【図９Ｂ】図９Ｂは、溶媒中への酸抽出に続く溶媒中の糖のレベル（灰色の線）、および酸溶液中へ糖をスクラブした後の溶媒中の糖のレベル（黒色の線）を描写しているグラフである。
【図９Ｃ】図９Ｃは、負荷溶媒ストリームにおける酸のレベル（薄灰色の線）、逆抽出後の溶媒中における酸のレベル（黒色の線）、および水性相における結果として得られたレベル（灰色の線）を描写しているグラフである。
【００２８】
【図１０】図１０は、溶媒抽出後（灰色の線）および第２の加水分解後（黒色の線）の水溶液中における％一糖／全糖を描写しているグラフである。ＤＰ１はモノサッカライドを表す。
【００２９】
【図１１Ａ】図１１Ａは、第２の加水分解後の水性ストリームにおける残留塩酸のレベルを表すグラフである。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、水性相からアミン溶媒相中への酸性度のパーセント除去を表すグラフである。
【００３０】
【図１２】図１２は、制限による精製後のＳ１溶媒の不純物分析を表すグラフである。酢酸ヘキシルの蓄積だけが認められ、一方全ての他の主要な不純物は非常に低いレベルで維持され、より有効にアセテートを除去するためには精製プロセスがわずかにより強くあるべきであることを表示している。
【００３１】
【図１３】図１３は、水溶液から蒸留されるＨＣｌガスの流れを、より低い濃度のＨＣｌ溶液に向けることによって得られた＞４１％の超共沸性ＨＣｌ溶液の生成を描写しているグラフである。
【００３２】
【図１４Ａ】図１４Ａは、リグニン洗浄するためのシステムの単純化されたスキームを表す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、段階ごとのリグニン洗浄システムにおける酸および糖の平均濃度：黒色の線−酸濃度；灰色の線−糖濃度を描写しているグラフである。糖濃度は３０％超から３％未満に低減され、一方酸濃度は３３％超から５％未満に低減される。
【００３３】
【図１５Ａ】図１５（Ａ）は、高純度リグニンの３１  Ｐ  ＮＭＲスペクトルを表すグラフである。
【図１５Ｂ】図１５（Ｂ）は、リグニンの１３  Ｃ  ＮＭＲスペクトルを表すグラフである。
【００３４】
【図１６】図１６は、本発明のいくつかの実施形態による、例証的なセルロース性糖分画化の単純化されたフローダイアグラムである。
【００３５】
【図１７】図１７は、本発明のいくつかの実施形態による、リグノセルロースのバイオマス材料を処理する例証的な方法の略図である。
【００３６】
【図１８】図１８は、本発明のいくつかの実施形態による、ヘミセルロース糖の抽出および精製の例証的な方法の略図である。ＧＡＣは、顆粒化活性化炭素を表す。ＭＢは、混床（例えば、混床カチオン／アニオン樹脂）を表す。
【００３７】
【図１９】図１９は、本発明のいくつかの実施形態による、セルロース加水分解および主な糖精製の例証的な方法の略図である。
【００３８】
【図２０】図２０は、本発明のいくつかの実施形態による、リグニンプロセッシングの例証的な方法の略図である。
【００３９】
【図２１】図２１は、本発明のいくつかの実施形態による、リグニン精製の例証的な方法の略図である。
【００４０】
【図２２】図２２は、本発明のいくつかの実施形態による、セルラーゼによるセルロースの加水分解の例証的な方法を描写している図である。
【００４１】
【図２３】図２３は、本発明のいくつかの代替的リグノセルロースバイオマスプロセッシングおよび酸回収実施形態による、単純化されたフロースキームを表す図である。
【００４２】
【図２４】図２４は、本発明のいくつかの代替的リグノセルロースバイオマスプロセッシングおよび酸回収実施形態による、単純化されたフロースキームを表す図である。
【００４３】
【図２５】図２５は、本発明の様々な例証的な実施形態における、流入ストリームとして働くリグニンストリームを生成する例証的な加水分解システムのスキーム概要を表す図である。
【００４４】
【図２６ａ】図２６ａは、本発明のいくつかの例証的なセルロース糖精製実施形態による、脱酸システムのスキーム概要を表す図である。
【００４５】
【図２６ｂ】図２６ｂは、本発明のいくつかの例証的なセルロース糖精製実施形態による、任意選択の溶媒および／または水除去システムのスキーム概要を表す図である。
【００４６】
【図２６ｃ】図２６ｃは、本発明のいくつかの例証的なセルロース糖精製実施形態による、任意選択の予備蒸発モジュールのスキーム概要を表す図である。
【００４７】
【図２６ｄ】図２６ｄは、任意選択の追加的または代替的な構成成分を描写している図２６ａの脱酸システムと同様の脱酸システムのスキーム概要を表す図である。
【００４８】
【図２７】図２７は、本発明の代替的なセルロース糖精製実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００４９】
【図２８】図２８は、本発明の代替的なセルロース糖精製実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００５０】
【図２９】図２９は、本発明の代替的なセルロース糖精製実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００５１】
【図３０】図３０は、流れ制御構成成分を表示している図２６ｂにおけるシステムと同様のシステムの略図である。
【００５２】
【図３１ａ】図３１ａは、モノサッカライドの発酵および化学的変換の代替実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００５３】
【図３１ｂ】図３１ｂは、モノサッカライドの発酵および化学的変換の代替実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００５４】
【図３２】図３２は、本発明の代替的なセルロース糖精製実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００５５】
【図３３】図３３は、本発明の代替的なセルロース糖精製実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００５６】
【図３４】図３４は、本発明の代替的なリグニンプロセッシング実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００５７】
【図３５】図３５は、本発明の代替的なリグニンプロセッシング実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００５８】
【図３６】図３６は、本発明の代替的なリグニンプロセッシング実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００５９】
【図３７】図３７は、Ｎ２中でインキュベートされた本発明の例証的な実施形態による高純度リグニンの試料に関する温度の関数として重量パーセントを表示している熱重量測定分析データ（ＴＧＡ）のプロットを表す図である。
【００６０】
【図３８】図３８は、空気中でインキュベートされた図３７中の通りのリグニンの試料に関する温度の関数として重量パーセントを表示している熱重量測定分析データ（ＴＧＡ）のプロットを表す図である。
【００６１】
【図３９】図３９は、本発明のいくつかの例証的なリグニンプロセッシング実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。
【００６２】
【図４０】図４０は、本発明の代替的なリグニン可溶化実施形態による方法の単純化されたフロースキームを表す図である。ＰＰＴＴＰは、「所定の圧力−温度−時間プロファイル」を表す。
【００６３】
【図４１】図４１は、いくつかの例証的なリグニン変換プロセスによる方法の単純化されたフロースキームを表す図である。
【００６４】
【図４２Ａ】図４２Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、セルロースパルプおよび残留リグニンを処理するための方法の単純化されたフロースキームを表す図である。
【図４２Ｂ】図４２Ｂは、反応器内における、異なる出発セルロースパルプ負荷での溶液中のグルコース濃度を示すグラフである（１０〜２０％ｗｔの乾燥固体）。
【図４２Ｃ】図４２Ｃは、ヘミセルロース抽出、続いて酸／溶媒リグニン抽出（Ｅ−ＨＤＬＭ）によって得られたセルロースパルプ、および市販のＳｉｇｍａｃｅｌｌ綿リンターの比較的糖化を例示する図である。
【００６５】
【図４３】図４３は、本発明の代替的なリグニン可溶化実施形態による方法の単純化されたフロースキームを表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
発明の詳細な説明
導入
本発明は、ヘミセルロース（ｈｅｍｉｃｅｌｌｕｏｓｅ）糖、セルロース糖、リグニン、セルロースおよび他の高価値製品を製造するための、リグノセルロースバイオマスのプロセッシングおよび精製に関する。
【００６７】
本明細書に開示の実施形態によるリグノセルロースバイオマスのプロセッシングおよび精製の概要は、図１７に提示されている。一般に、リグノセルロースバイオマスのプロセッシングプロセスおよび精製プロセスは、（１）事前処理１７７０、（２）ヘミセルロース糖の抽出１７００および精製１７１０、（３）セルロース加水分解１７２０およびセルロース糖精製１７３０、（４）リグニンのプロセッシング１７４０および精製１７５０、ならびに（５）直接的なリグニン抽出１７６０を含む。
【００６８】
これらのプロセスを使用して、様々な製品を作製することができる。例えば、ヘミセルロース糖の抽出１７００および精製１７１０により、ヘミセルロース糖混合物、キシロース、およびキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物、ならびにバイオエネルギーペレットが生成される。セルロース加水分解１７２０およびセルロース糖精製１７３０プロセスにより、セルロース糖混合物が生成される。リグニンのプロセッシング１７４０および精製１７５０プロセスにより、高純度リグニンおよび高純度セルロースが生成される。直接的なリグニン抽出１７６０プロセスにより、高純度リグニンが生成される。
【００６９】
リグノセルロースバイオマスのプロセッシングおよび精製は、事前処理１７７０で開始され、この事前処理中に、リグノセルロースバイオマスは、例えば樹皮を剥がされ、細かく砕かれ、細かく刻まれ、乾燥され、または粒子に粉砕され得る。
【００７０】
ヘミセルロース糖抽出１７００中、ヘミセルロース糖をリグノセルロースバイオマスから抽出して、酸性ヘミセルロース糖ストリーム１７００Ａおよびリグノセルロース残部ストリーム１７００Ｂを形成する。リグノセルロース残部ストリーム１７００Ｂは、主にセルロースおよびリグニンからなる。驚くべきことには、ヘミセルロース糖は、穏やかな条件下で、例えば低濃度の酸、加熱および任意選択で圧力を用いてバイオマスを処理することによって有効に抽出し、単糖に変換できる（例えば、糖全体の＞９０％）ことが、本発明で発見された。
【００７１】
酸性ヘミセルロース糖ストリーム１７００−Ａは、ヘミセルロース糖精製１７１０で精製され、ヘミセルロース糖と共に抽出された酸および不純物は、溶媒抽出によってヘミセルロース糖ストリームから容易に除去することができる（さらなる詳細については図１８を参照。例えば、図１８のアミン抽出１８３１）。酸および不純物がヘミセルロース糖ストリームから除去されたら、ストリームを中和し、任意選択でより高い濃度になるまで蒸発させる。高純度ヘミセルロース糖混合物１７１０−Ｐ１が得られ、それを分画すると、キシロースおよびキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物１７１０−Ｐ３を得ることができる。次に、キシロースを晶出させると、キシロース１７１０−Ｐ２が得られる。
【００７２】
リグノセルロース残部１７００−Ｂは、主にセルロースおよびリグニンを含有する。いくつかの方法では、リグノセルロース残部１７００−Ｂをプロセッシングして、燃料として燃焼することができるバイオエネルギーペレット１７００−Ｐを作製することができる。
【００７３】
いくつかの方法では、リグノセルロース残部１７００−Ｂを直接的にプロセッシングして、リグニンを抽出することができる。このプロセスにより、高純度リグニン１７６０−Ｐ１および高純度セルロース１７６０−Ｐ２が生成される。本発明の新規なリグニン精製プロセスでは、可溶性が制限された溶媒が利用され、９９％超の純度を有するリグニンを生成することができる。
【００７４】
いくつかの方法では、リグノセルロース残部１７００−Ｂをセルロース加水分解１７２０して、主にＣ６糖を含有するセルロース糖混合物１７３０−Ｐを得ることができる。本明細書に記載の新規なセルロース加水分解プロセスでは、同じ一組の装置を使用して、異なるリグノセルロース材料をセルロース加水分解処理することができる。リグノセルロース残部１７００−Ｂのセルロース加水分解１７２０により、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａおよび酸性リグニンストリーム１７２０−Ｂが得られる。
【００７５】
次に、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａは、セルロース糖精製１７３０を受ける（さらなる詳細については図１９を参照。例えば、図１９のセルロース糖精製１９２０）。酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａ中の酸は、新規な溶媒（ｓｏｌｖｅ）抽出システムを使用して除去することができる。脱酸された主な糖ストリームをさらに分画して、モノサッカライドからオリゴサッカライドを除去する。酸は回収することができ、溶媒は、精製し、リサイクルさせることができる。得られたセルロース糖混合物１７３０−Ｐは、非常に高い単糖含量を有し、特に高グルコース含量を有する。
【００７６】
酸性リグニンストリーム１７２０−Ｂは、リグニンプロセッシング１７４０およびリグニン精製１７５０を受けて、高純度リグニン１７５０−Ｐを生じる（さらなる詳細については図２０〜２１を参照）。最初に、未加工リグニンストリーム１７２０−Ｂを、リグニンのプロセッシング１７４０中にプロセッシングして、任意の残留している糖および酸を除去する。脱酸されたリグニン１７４０−Ａを精製して、高純度リグニンを得る（リグニン精製１７５０）。本発明の新規なリグニン精製プロセスでは、可溶性が制限された溶媒が利用され、９９％超の純度を有するリグニンを生成することができる。
【００７７】
以下のセクションＩ〜ＶＩＩＩは、本明細書に開示のいくつかの実施形態によるリグノセルロースバイオマスのプロセッシングおよび精製を例示している。セクションＩでは、事前処理１７７０について論じる。セクションＩＩおよびＩＩＩでは、ヘミセルロース糖の抽出１７００および精製１７１０について論じる。セクションＩＶおよびＶでは、セルロース加水分解１７２０およびセルロース糖精製１７３０について論じる。セクションＶＩおよびＶＩＩでは、リグニンのプロセッシング１７４０および精製１７５０について論じる。セクションＶＩＩＩでは、直接的なリグニン抽出１７６０について論じる。
Ｉ．事前処理
【００７８】
ヘミセルロース糖抽出１７００の前に、リグノセルロースバイオマスを、任意選択で事前処理することができる。事前処理は、バイオマスサイズの低減（例えば、機械的な破壊または蒸発）を指し、これは、バイオマスのリグニン、セルロースおよびヘミセルロースの組成に実質的に影響を及ぼさない。事前処理により、下流プロセス（例えば、ヘミセルロース糖抽出）のより効率的で経済的なプロセッシングが容易になる。好ましくは、リグノセルロースバイオマスを、樹皮を剥がし、細かく砕き、細かく刻み、かつ／または乾燥して、事前処理されたリグノセルロースバイオマスを得る。事前処理では、例えば、超音波エネルギー、または水、加熱、蒸気もしくは加圧蒸気を含む熱水処理を利用することもできる。事前処理は、様々なタイプの容器、反応器、導管、フロースルーセル等で行い、または展開することができる。いくつかの方法では、ヘミセルロース糖抽出１７００の前に、リグノセルロースバイオマスを事前処理しておくことが好ましい。いくつかの方法では、事前処理は必要なく、すなわち、リグノセルロースバイオマスは、ヘミセルロース糖抽出１７００で直接使用することができる。
【００７９】
任意選択で、リグノセルロースバイオマスをミルまたは粉砕して、粒径を低減することができる。いくつかの実施形態では、リグノセルロースバイオマスは、平均粒径が１００〜１０，０００ミクロン、好ましくは４００〜５，０００、例えば１００〜４００、４００〜１，０００、１，０００〜３，０００、３，０００〜５，０００、または５，０００〜１０，０００ミクロンの範囲になるように粉砕される。いくつかの実施形態では、リグノセルロースバイオマスは、平均粒径が１０，０００、９，０００、８，０００、７，０００、６，０００、５，０００、４，０００、３，０００、１，０００、または４００未満になるように粉砕される。
ＩＩ．ヘミセルロース糖の抽出
【００８０】
本発明は、リグノセルロースバイオマスからヘミセルロース糖を抽出する有利な方法を提供する（ヘミセルロース糖抽出１７００）。好ましくは、リグノセルロースバイオマスを抽出するために、酸性水溶液が使用される。酸性水溶液は、任意の無機酸または有機酸を含有することができる。好ましくは、無機酸が使用される。例えば、溶液は、無機酸または有機酸、例えばＨ２ＳＯ４、Ｈ２ＳＯ３（溶解した酸としてまたは気体ＳＯ２として導入することができる）、ＨＣｌ、および酢酸を含有する酸性水溶液であり得る。酸性水溶液は、０〜２％またはそれを超える量、例えば０〜０．２％、０．２〜０．４％、０．４〜０．６％、０．６〜０．８％、０．８〜１．０％、１．０〜１．２％、１．２〜１．４％、１．４〜１．６％、１．６〜１．８％、１．８〜２．０％重量／重量またはそれを超える量の酸を含有することができる。好ましくは、抽出のための水溶液は、０．２〜０．７％のＨ２ＳＯ４および０〜３，０００ｐｐｍのＳＯ２を含む。酸性水溶液のｐＨは、例えば１〜５、好ましくは１〜３．５の範囲であり得る。
【００８１】
いくつかの実施形態では、抽出に高温または高圧が好ましい。例えば、１００〜２００℃の範囲、または５０℃、６０℃、７０℃、８０℃、９０℃、１００℃、１１０℃、１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃、１８０℃、１９０℃もしくは２００℃超の温度を使用することができる。好ましくは、温度は、１１０〜１６０℃または１２０〜１５０℃の範囲である。圧力は、１〜１０ｍＰａ、好ましくは１〜５ｍＰａの範囲であってもよい。溶液は、０．５〜５時間、好ましくは０．５〜３時間、０．５〜１時間、１〜２時間、または２〜３時間加熱することができ、任意選択で１時間冷却され得る。
【００８２】
不純物、例えば灰分、酸可溶性のリグニン、脂肪酸、酢酸およびギ酸などの有機酸、メタノール、タンパク質および／またはアミノ酸、グリセロール、ステロール、ロジン酸ならびに蝋状材料は、同じ条件下でヘミセルロース糖と一緒に抽出することができる。これらの不純物は、溶媒抽出によって（例えば、アミンおよびアルコールを含有する溶媒を使用して）、水相から分離することができる。
【００８３】
ヘミセルロース糖抽出１７００の後、リグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂを、濾過、遠心分離または沈降を含む任意の関連手段によって、酸性ヘミセルロース糖ストリーム（ｓｔｅａｍ）１７００−Ａから分離して、液体ストリームおよび固体ストリームを形成することができる。酸性ヘミセルロース糖ストリーム１７００−Ａは、ヘミセルロース糖および不純物を含有する。リグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂは、主にセルロースおよびリグニンを含有する。
【００８４】
リグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂは、さらに洗浄して、バイオマスの細孔内に捕捉された追加的なヘミセルロース糖および酸性触媒を回収することができる。回収した溶液は、リサイクルさせて酸性ヘミセルロース糖ストリーム１７００−Ａに戻し、またはリサイクルさせてヘミセルロース糖抽出１７００反応器に戻すことができる。残留リグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂは、機械で圧縮して、固体含量を増大することができる（例えば、乾燥固体含量４０〜６０％）。圧縮ステップに由来する濾液は、リサイクルさせて酸性ヘミセルロース糖ストリーム１７００−Ａに戻し、またはリサイクルさせてヘミセルロース糖抽出１７００反応器に戻すことができる。任意選択で、残留リグノセルロース残部１７００−Ｂを粉砕して、粒径を低減する。次に任意選択で、圧縮したリグノセルロース残部を乾燥させて、含水量を例えば１５％未満に低減する。乾燥物質をさらにプロセッシングして、リグニンおよびセルロース糖を抽出することができる（図１７のプロセス１７２０および１７６０）。あるいは、乾燥物質を、ペレット１７００−Ｐにペレット化することができ、このペレットは、熱および電気の産生のためのエネルギー供給源として燃焼させることができ、またはバイオオイルに変換するための原料として使用することができる。
【００８５】
あるいは、リグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂをさらにプロセッシングして、リグニンを抽出することもできる（図１７のプロセス１７６０）。リグニン抽出の前に、リグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂを、前述の通り分離し、洗浄し、圧縮することができる。
【００８６】
驚くべきことには、ヘミセルロース糖抽出１７００により、単一の抽出プロセスで、少なくとも８０〜９５％の単糖を含有するヘミセルロース糖ストリームが生成され得ることが見出された。例えば、ヘミセルロース糖ストリームは、８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、または９９％超の単糖を含有することができる。さらに、本発明の方法により、最小量のリグノセルロース分解生成物、例えばフルフラール、レブリン酸、およびギ酸が生成される。さらに、理論値で９３％超のキシロース収率を達成することができる。本発明の方法を使用すると、全体的に、１８〜２７％の糖全体および少なくとも７０％、７５％または８０％またはそれを超えるヘミセルロース糖を抽出することができる。
【００８７】
次に、酸性ヘミセルロース糖ストリーム１７００−Ａは、ヘミセルロース糖精製１７１０を受ける。精製により、様々なヘミセルロース糖生成物を得ることができる。例示的な精製生成物として、ヘミセルロース糖混合物１７１０−Ｐ１、キシロース１７１０−Ｐ２、およびキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物１７１０−Ｐ３が挙げられる。
ＩＩＩ．ヘミセルロース糖の精製
【００８８】
ヘミセルロース糖精製１７１０の前に、ヘミセルロース糖抽出１７００に由来する酸性ヘミセルロース糖ストリーム１７００−Ａを任意選択で濾過し、遠心分離し、または蒸発によって濃縮することができる。例えば、ヘミセルロース糖ストリームを強酸性カチオン交換体（例えば、Ｈ＋形態）と接触させて、すべての塩を、それらのそれぞれの酸に変換することができる。
【００８９】
ヘミセルロース糖の精製を、図１８に示されている本発明の例示的な一実施形態に従ってさらに詳細に例示する。図１８に例示されている通り、最初に、酸性ヘミセルロース糖ストリーム１８００−Ａを、強カチオン交換樹脂で処理し、次にアミン抽出１８３１し、この抽出の間に、酸および不純物がヘミセルロース糖ストリームからアミン抽出剤中に抽出される。次に、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリーム１８３１−Ａを、強酸性カチオン交換体１８３３を含むイオン交換１８３２によって精製し、その後、任意選択で弱塩基性アニオン交換体１８３４によって精製する。アミンが除去され中和されたヘミセルロース糖ストリーム１８３２−Ａを、任意選択で蒸発１８３５させて、ヘミセルロース糖混合物１８３６を形成する。任意選択で、アミンが除去され中和されたヘミセルロース糖ストリーム１８３２−Ａを、蒸発１８３５の前に、粒状活性炭と接触させることによって精製することもできる。
【００９０】
ヘミセルロース糖混合物１８３６を、任意選択で分画して（図１８のプロセス１８３７）、高純度のＣ５糖、例えばキシロースを得ることができる。分画は、任意の手段によって、好ましくは擬似移動床（ＳＭＢ）または逐次的擬似移動床（ＳＳＭＢ）を使用して実施することができる。擬似移動床プロセスの例は、例えば米国特許第６，３７９，５５４号、米国特許第５，１０２，５５３号、米国特許第６，０９３，３２６号、および米国特許第６，１８７，２０４号に開示されており、逐次的擬似移動床プロセスの例は、英国特許第２２４００５３号、ならびに米国特許第４，３３２，６２３号および米国特許第４，３７９，７５１号および米国特許第４，９７０，００２号に見出すことができ、それら全体の内容のそれぞれは、参照によって本明細書に組み込まれる。例示的なＳＭＢまたはＳＳＭＢ設定では、樹脂床は、一連の別々の容器に分割され、これらの容器のそれぞれは、一連の４つの帯域（供給、分離、供給／分離／ラフィネートおよび安全性）を経て配列しており、再循環ループによって接続されている。マニフォールドシステムは、容器を接続しており、このプロセスに収容されている４つの媒体のそれぞれを、各容器に対して（または各容器から）適切な配列で方向付けている。それらの媒体は、一般に、供給物、溶出剤、抽出物およびラフィネートと呼ばれる。例えば、供給物は、ヘミセルロース糖混合物１８３６であってもよく、溶出剤は水であってもよく、抽出物はキシロース富化溶液であり、ラフィネートは、高分子量の糖および他の単糖、すなわちアラビノース、ガラクトースおよびグルコースを含有する水溶液である。任意選択で、溶出剤は、樹脂をヒドロキシル形態で維持するために低濃度の水酸化物イオンを含む水溶液であってもよく、または溶出剤は、樹脂をプロトン化形態で維持するために低濃度の酸を含む水溶液であってもよい。例えば、キシロースがミックスの約６５〜７０％である糖ミックスを３０％含む供給物を、ＳＳＭＢを使用して分画して、キシロースが約８２％以上である糖を約１６〜２０％含む抽出物およびわずか１５〜１８％のキシロースを有する糖ミックスを５〜７％含むラフィネートを得ることができる。
【００９１】
分画のためにＳＳＭＢが使用される場合、キシロースは、抽出物フローから出、より高分子量の糖ならびにグルコース、ガラクトースおよびアラビノースは、ラフィネートフローから出る。任意選択で、キシロースストリーム１８３７−Ａを粒状活性炭と接触させることによって精製し、混合床で精製した後、より高い濃度になるまで蒸発させることができる（図１８のプロセス１８３８）。次に、精製したキシロースストリーム１８３９−Ａを、任意選択で再び蒸発させ、晶出させる（例えば、図１８に番号１８４１で示したプロセスを参照）。生成物は、キシロース結晶１８４２およびキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物１８４３である。
【００９２】
アミン抽出剤ストリーム１８３１−Ａは、塩基（例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、および水酸化マグネシウム）を含有する水溶液で逆抽出することができる（例えば、図１８に番号１８５０で示したプロセスを参照）。溶媒の一部は、石灰溶液（例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、またはそれらの組合せ）を使用してさらに精製することができ（例えば、図１８に番号１８６０で示したプロセスを参照）、精製された溶媒は、リサイクルさせてアミン抽出１８３１に戻すことができる。
【００９３】
ヘミセルロース糖精製の具体的な実施形態（図１〜７）
【００９４】
ヘミセルロース糖精製のいくつかの好ましい実施形態を、図１〜７に例示する。図１では、ヘミセルロース糖抽出１０１中に、ヘミセルロースの少なくとも一部および不純物を、液体抽出によって（例えば、酸性水溶液を使用して）リグノセルロースバイオマスから抽出して、酸性ヘミセルロース糖ストリームおよびリグノセルロース残部ストリームを生成する。いくつかの実施形態では、ヘミセルロース糖抽出１０１では、圧力調理（例えば、１２０〜１５０℃、１〜５ｍＰａ）を用いる。酸性ヘミセルロース糖ストリームを、少なくとも２０個の炭素原子を有するアミンを含有するアミン抽出剤を使用してアミン抽出１０２して、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームおよびアミン抽出剤ストリームを得る。一例では、アミン抽出剤ストリームを水洗した後、塩基を用いて逆抽出１０３を行う。次に、アミン抽出剤ストリームの少なくとも一部を、精製および濾過１０４した後、リサイクルさせてアミン抽出１０２に戻す。ストリームの他の部分は、再使用するためにアミン抽出１０２に直接戻すことができる。
【００９５】
図２では、ヘミセルロースの少なくとも一部および不純物は、液体抽出によって（例えば、酸性水溶液を使用して）ヘミセルロース糖抽出２０１で抽出される。いくつかの実施形態では、ヘミセルロース糖抽出２０１により、酸性ヘミセルロース糖ストリームおよびリグノセルロース残部ストリームが生成される。いくつかの実施形態では、ヘミセルロース糖抽出２０１では、圧力調理を用いる。いくつかの実施形態では、酸性ヘミセルロース糖ストリームを、少なくとも２０個の炭素原子を有するアミンを含有するアミン抽出剤を使用してアミン抽出２０２して、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームおよびアミン抽出剤ストリームを得る。アミン抽出剤ストリームを水洗した後、塩基を用いて逆抽出２０３を行う。次に、アミン抽出剤ストリームの少なくとも一部を、精製および濾過２０４した後、再使用するためにリサイクルさせてアミン抽出２０２に戻す。ストリームの他の部分は、再使用するためにアミン抽出２０２に直接戻すことができる。逆抽出２０３から生じた水性ストリームは、カチオン交換２０５を受け、次に蒸留２０６される。いくつかの実施形態では、蒸留２０６により、酸が生成される。
【００９６】
図３では、ヘミセルロースの少なくとも一部および不純物を、液体抽出によって（例えば、酸性水溶液を使用して）ヘミセルロース糖抽出３０１で抽出して、酸性ヘミセルロース糖ストリームおよびリグノセルロース残部ストリームを生成する。いくつかの実施形態では、ヘミセルロース糖抽出３０１では、圧力調理を用いる。いくつかの実施形態では、酸性ヘミセルロース糖ストリームを、少なくとも２０個の炭素原子を有するアミンを含有するアミン抽出剤を使用してアミン抽出３０２して、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームおよびアミン抽出剤ストリームを得る。いくつかの実施形態では、アミン抽出剤ストリームを水洗した後、塩基を用いて逆抽出３０３を行う。次に、アミン抽出剤ストリームの少なくとも一部は、精製および濾過３０４を受けた後、アミン抽出３０２で再使用される。ストリームの他の部分は、再使用するためにアミン抽出３０２に直接戻すことができる。リグノセルロース残部ストリームを、乾燥し、必要に応じてミルし、ペレット化して、リグノセルロースペレットを生成する（図３のプロセス３１０）。
【００９７】
図４では、ヘミセルロースの少なくとも一部および不純物を、液体抽出によって（例えば、酸性水溶液を使用して）ヘミセルロース糖抽出４０１で抽出して、酸性ヘミセルロース糖ストリームおよびリグノセルロース残部ストリームを生成する。いくつかの実施形態では、ヘミセルロース糖抽出４０１では、圧力調理を用いる。いくつかの例では、酸性ヘミセルロース糖ストリームを、少なくとも２０個の炭素原子を有するアミンを含有するアミン抽出剤を使用してアミン抽出４０２して、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームおよびアミン抽出剤ストリームを得る。いくつかの実施形態では、アミン抽出剤ストリームを水洗した後、塩基を用いて逆抽出４０３を行う。次に、アミン抽出剤ストリームの少なくとも一部は、精製および濾過４０４を受けた後、アミン抽出４０２で再使用される。ストリームの他の部分は、再使用するためにアミン抽出４０２に直接戻すことができる。次に、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームは、精製４０７される。図示した例では、次に、精製した糖ストリームを蒸発器４１０内で濃縮し、その後４０９で分画して、高濃度のキシロースを含有するストリームおよびキシロース欠乏ヘミセルロース糖ストームを得る。次に、高濃度のキシロースを含有するストリームを晶出４０８させて、糖生成物の結晶を作製する。得られた母液は、蒸発器４１０にリサイクルされる。
【００９８】
図５では、ヘミセルロースの少なくとも一部および不純物を、液体抽出によって（例えば、酸性水溶液を使用して）ヘミセルロース糖抽出５０１で抽出して、酸性ヘミセルロース糖ストリームおよびリグノセルロース残部ストリームを生成する。いくつかの実施形態では、ヘミセルロース糖抽出５０１では、圧力調理を用いる。いくつかの実施形態では、酸性ヘミセルロース糖ストリームを、少なくとも２０個の炭素原子を有するアミンを含有するアミン抽出剤を使用してアミン抽出５０２して、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームおよびアミン抽出剤ストリームを得る。いくつかの実施形態では、アミン抽出剤ストリームを水洗した後、塩基を用いて逆抽出５０３を行う。次に、アミン抽出剤ストリームの少なくとも一部は、精製および濾過５０４を受けた後、アミン抽出５０２で再使用される。ストリームの他の部分は、再使用するためにアミン抽出５０２に直接戻すことができる。次に、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームは、精製５０７される。図示した例では、次に、精製した糖ストリームを蒸発器５１０内で濃縮し、その後５０９で分画して、高濃度のキシロースを含有するストリームおよびキシロース欠乏ヘミセルロース糖ストームを得る。次に、高濃度のキシロースを含有するストリームを晶出させて（プロセス５０８）、糖生成物の結晶を作製する。得られた母液は、蒸発器５１０にリサイクルされる。
【００９９】
図６では、ヘミセルロースの少なくとも一部および不純物を、液体抽出によって（例えば、酸性水溶液を使用して）ヘミセルロース糖抽出６０１で抽出して、酸性ヘミセルロース糖ストリームおよびリグノセルロース残部ストリームを生成する。いくつかの実施形態では、ヘミセルロース糖抽出６０１では、圧力調理を用いる。いくつかの実施形態では、酸性ヘミセルロース糖ストリームを、少なくとも２０個の炭素原子を有するアミンを含有するアミン抽出剤を使用してアミン抽出６０２して、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームおよびアミン抽出剤ストリームを得る。いくつかの実施形態では、アミン抽出剤ストリームを水洗した後、塩基を用いて逆抽出６０３を行う。次に、アミン抽出剤ストリームの少なくとも一部は、精製および濾過６０４を受けた後、アミン抽出６０２で再使用される。リグノセルロース残部ストリームをミルし、ペレット化して（プロセス６１０）、リグノセルロースペレットを生成する。次に、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームは、精製６０７される。図示した例では、次に、精製した糖ストリームを蒸発器６１０内で濃縮し、その後６０９で分画して、高濃度のキシロースを含有するストリームおよびキシロース欠乏ヘミセルロース糖ストームを得る。次に、高濃度のキシロースを含有するストリームを晶出６０８させて、糖生成物の結晶を作製する。得られた母液は、蒸発器６１０にリサイクルされる。
【０１００】
図７は、キシロースが富化された画分、ならびにグルコース、アラビノースおよび様々なＤＰ２＋構成成分を含有するミックス糖溶液を得るために精製した糖ミックスの、クロマトグラフィーによる画分を示す。
【０１０１】
これらの例示的なヘミセルロース糖精製の実施形態のより詳細な説明を、以下に提示する。
１．アミンの抽出
【０１０２】
先に論じた通り、ヘミセルロース糖ストリーム１８００−Ａを、アミン塩基および希釈剤を含有するアミン抽出剤で抽出して、（１つまたは複数の）鉱酸、有機酸、フルフラール、酸可溶性のリグニンを除去することができる（例えば、図１〜６に番号Ｘ０２（Ｘは、図に応じて１、２、３、４、５、または６である）で示したプロセス、図１８のプロセス１８３１を参照）。抽出は、酸を抽出するのに適した任意の方法によって実施することができる。好ましくは、ヘミセルロース糖ストリーム１８００−Ａは、アミン抽出剤の向流、例えば、アミン抽出剤フローに対して逆方向のヘミセルロース糖ストリーム１８００−Ａフローで抽出される。向流抽出は、任意の適切なデバイス、例えば、ミキサー−セトラーデバイス、撹拌槽、カラム、またはこの抽出方式に適した任意の他の装置で実施することができる。好ましくは、アミン抽出は、エマルション形成を最小限に抑え、相が分離するまでの時間を短縮するように設計されたミキサー−セトラーで実施される。ミキサー−セトラーは、各相を一緒に混合する第１の段階を有し、その後、重力により各相を分離することができる静止状態の沈下段階を有する。当技術分野で公知の様々なミキサー−セトラーを使用することができる。いくつかの方法では、相分離は、適切な遠心分離機にミキサー−セトラーを組み込むことによって増強することができる。
【０１０３】
典型的に、糖の大部分は、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリーム１８３１−Ｂ中に残存するが、有機酸または無機酸（例えば、ヘミセルロース糖抽出で使用した酸）および不純物の大半は、アミン抽出剤ストリーム１８３１−Ａ中に抽出される。アミン抽出剤ストリーム１８３１−Ａを、向流方式で水性ストリームと接触させて、アミン抽出剤ストリームに吸収された任意の残留している糖を回収することができる。いくつかの実施形態では、アミン抽出剤ストリーム１８３１−Ａは、５、４、３、２、１、０．８、０．６、０．５、０．４、０．２、０．１％ｗ／ｗ未満のヘミセルロース糖を含有する。いくつかの実施形態では、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリーム１８３１−Ｂは、５、４、３、２、１、０．８、０．６、０．５、０．４、０．２、０．１％ｗ／ｗ未満の酸を含有する。いくつかの実施形態では、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリーム１８３１−Ｂは、５、４、３、２、１、０．８、０．６、０．５、０．４、０．２、０．１％ｗ／ｗ未満のアミンを含有する。いくつかの実施形態では、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリーム１８３１−Ｂは、５、４、３、２、１、０．８、０．６、０．５、０．４、０．２、０．１％ｗ／ｗ未満の不純物を含有する。
【０１０４】
アミン抽出剤は、１０〜９０％重量／重量または好ましくは２０〜６０％重量／重量の、少なくとも２０個の炭素原子を有する１種または複数のアミンを含有することができる。このような（１つまたは複数の）アミンは、第一級、第二級および第三級アミンであり得る。第三級アミンの例として、トリラウリルアミン（ＴＬＡ；例えば、ＣＯＧＮＩＳ  ＡＬＡＭＩＮＥ  ３０４、Ｃｏｇｎｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製；Ｔｕｃｓｏｎ  ＡＺ；ＵＳＡ）、トリオクチルアミン、トリイソオクチルアミン、トリカプリリルアミンおよびトリデシルアミンが挙げられる。
【０１０５】
アミン抽出で使用するのに適した希釈剤として、アルコール、例えばブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、エイコサノール、ドコサノール、テトラコサノール、およびトリアコンタノールが挙げられる。好ましくは、希釈剤は、長鎖アルコール（例えば、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコール）、または灯油である。希釈剤は、追加的な構成成分を有することができる。より好ましくは、希釈剤は、ｎ−ヘキサノールまたは２−エチル−ヘキサノールを含む。最も好ましくは、希釈剤は、ｎ−ヘキサノールを含む。いくつかの実施形態では、希釈剤は、ｎ−ヘキサノールから本質的になり、またはｎ−ヘキサノールからなる。
【０１０６】
任意選択で、希釈剤は、１種または複数の追加的な構成成分を含有する。いくつかの方法では、希釈剤は、１種もしくは複数のケトン、少なくとも５個の炭素原子を有する１種もしくは複数のアルデヒド、または別のアルコールを含有する。
【０１０７】
好ましくは、アミンは、トリラウリルアミンであり、希釈剤は、ヘキサノールである。アミンおよび希釈剤の比率は、任意の比、例えば３：７〜６：４重量／重量の間であってもよい。いくつかの方法では、アミン抽出溶液は、トリラウリルアミンおよびヘキサノールを１：７、２：７、３：７、６：４、５．５：４．５５、４：７、５：７、６：７、７：７、５：４、３：４、２：４、または１：４重量／重量の比率で含有する。好ましくは、アミン抽出溶液は、トリラウリルアミンおよびヘキサノールを３：７重量／重量の比率で含有する。
【０１０８】
アミン抽出は、アミンが溶ける任意の温度で、好ましくは５０〜７０℃で実施することができる。任意選択で、２つ以上の抽出ステップ（例えば、２、３、または４つのステップ）を使用することができる。アミン抽出剤ストリーム（有機相）とヘミセルロース糖ストリーム１８００−Ａ（水相）の比率は、０．５〜５：１重量／重量、１〜２．５：１重量／重量、または好ましくは１．５〜３．０：１重量／重量であり得る。
２．逆抽出
【０１０９】
アミン抽出剤ストリーム１８３１−Ａは、無機酸および有機酸、ならびにバイオマスから抽出された不純物および糖分解生成物を含有する。酸は、逆抽出ステップでアミン抽出剤ストリーム１８３１−Ａから抽出することができる（例えば、図１〜６に番号Ｘ０３（Ｘは、それぞれ１、２、３、４、５、または６である）で示したプロセス、図１８のプロセス１８５０を参照）。
【０１１０】
任意選択で、逆抽出１８５０の前に、アミン抽出剤ストリーム１８３１−Ａを水溶液で洗浄して、ストリーム中の任意の糖を回収することができる。典型的に、洗浄した後、アミン抽出剤ストリーム１８３１−Ａは、５％、２％、１％、０．５％、０．２％、０．１％、０．０５％未満の糖を有する。
【０１１１】
逆抽出媒体は、塩基を含有する水溶液である。例えば、抽出媒体は、ＮａＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｇＯ、またはＮＨ４ＯＨを含有する溶液であってもよい。塩基の濃度は、１〜２０重量／重量％、好ましくは４〜１０重量／重量％であり得る。好ましくは、最適な塩基は、酸を負荷した有機ストリーム中の酸と反応すると、可溶性塩を生成する。好ましくは、逆抽出媒体中の塩基の量は、有機ストリーム中の酸の化学量論的当量を２〜１０％超過する。
【０１１２】
逆抽出１８５０は、任意のデバイス、例えば、ミキサー−セトラーデバイス、撹拌槽、カラム、またはこの逆抽出方式に適した任意の他の装置で実施することができる。好ましくは、逆抽出は、エマルション形成を最小限に抑え、相が分離するまでの時間を短縮するように設計されたミキサー−セトラー、例えば高速分離のための低乳化ミキサーを備えているか、または分離を強化するために遠心分離機と連携させたミキサー−セトラーで実施される。逆抽出により、有機相から少なくとも９３％の鉱酸および少なくとも８５％の有機酸を除去することができる。
【０１１３】
逆抽出１８５０は、複数の反応器で実施することができる。一例では、逆抽出１８５０は、４つの反応器で実施される。第１の反応器では、塩基の量は、カルボン酸の量と等価であり、カルボン酸だけを逆抽出して、それらの（１つまたは複数の）塩（例えば、ナトリウム塩）の溶液を生成する。第２の反応器では、鉱酸は、逆抽出される。各反応器から出たストリームを別個に処理して、有機酸を回収することができる。任意選択で、逆抽出ステップから出た複数の水性ストリームを組み合わせることができる。典型的に、組み合わせたストリームは、少なくとも３％の鉱酸アニオン（例えば、硫酸および／または亜硫酸がヘミセルロース糖抽出１７００で使用される場合には、硫酸イオン）、および０．２〜３％の酢酸、ならびに低濃度の他の有機酸を含有する。水性ストリームは、水中で使用される希釈剤の可溶性に応じて、低濃度の、典型的に０．５％未満の有機相の希釈剤を含有していてもよい。好ましくは、逆抽出から出た水性ストリームは、これらのストリーム中に存在する化学物質を分離できるように保持される。一例では、嫌気性消化にとって有害なＣａ２＋およびＳＯ４２−は、好気性処理とは別個の経路をたどる。
【０１１４】
有機相の希釈剤は、蒸留によって水相から除去することができ、多くの場合、これらの希釈剤は、希釈剤溶媒単独よりも低い沸点を有する水と、不均一系共沸混合物を形成することができ、したがって、希釈剤を留去するのに必要なエネルギーは、希釈剤よりも大過剰の水に起因して著しく少ない。蒸留された溶媒は、回収し、さらに使用するためにリサイクルさせて溶媒リザーバーに戻すことができる。希釈剤を取り除いた水相は、施設の廃棄物処理ユニットに送ることができる。
３．溶媒の精製
【０１１５】
ここで、酸を除去した後に中和されたアミン抽出剤ストリームを水で洗浄して、逆抽出物から残留塩を除去することができる。ブレンドされた特定の抽出剤は、水で部分的に飽和され得ることが特に好ましい（例えば、特定のアルコールの場合と同様）。洗浄ストリームは、逆抽出水性ストリームと組み合わせることができる。洗浄されたアミン抽出剤の一画分、典型的にアミン抽出剤ストリームの総重量の５〜１５％は、図１〜６にＸ０４として示されている精製および濾過ステップ（図１８のプロセス１８６０も参照）に回すことができる。残留アミン抽出剤は、図１〜６にＸ０２として示したアミン抽出にリサイクルされる。
【０１１６】
精製ステップ（図１〜６のＸ０４、図１８のプロセス１８６０）に回される画分は、石灰懸濁物（例えば、５％、１０％、１５％、２０％、２５％重量／重量の石灰溶液）で処理することができる。石灰懸濁物に対する溶媒の比率は、４〜１０、４〜５、５〜６、６〜７、７〜８、８〜９、または９〜１０の範囲であってもよい。処理は、任意の適切なデバイス、例えば恒温混合槽で実施することができる。溶液は、８０〜９０℃で少なくとも１時間加熱することができる。石灰は、残留有機酸および有機酸エステルと反応し、暗色から明色への変化によって可視化される通り、有機相中に存在する有機不純物、例えば酸可溶性のリグニンおよびフルフラールを有効に吸着する。汚染された石灰および不純物は、濾過または遠心分離して、精製された有機相を回収することができ、この有機相は、水で洗浄され、リサイクルさせてアミン抽出ステップ（図１〜６のＸ０２、図１８のプロセス１８３１）に戻される。水性ストリームは、他の水生廃棄物ストリームに回すことができる。石灰反応によって形成され得る任意の固体ケーキは、例えばイオン交換再生に由来する残留している酸のための中和塩として、廃水処理施設で使用することができる。
【０１１７】
逆抽出水性ストリームは、有機酸の塩を含有する。このストリームをカチオン交換体と接触させて、すべての塩をそれらのそれぞれの有機酸に変換することができる（例えば、図２、５および６に番号Ｘ０５（Ｘは、それぞれ２、５、または６である）で示したプロセスを参照）。あるいは、有機酸は、強い鉱酸で溶液を酸性化することによって、酸形態に変換することができる。酸性化ストリームを蒸留すると、ギ酸および酢酸を収集することができる（例えば、図２、５および６に番号Ｘ０６（Ｘは、それぞれ２、５、または６である）で示したプロセスを参照）。残留水性ストリームは、破棄に回される。
４．糖の精製
【０１１８】
酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームは、さらに精製することができる（例えば、図４〜６を参照）。例えば、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリーム中の希釈剤は、充填蒸留塔を使用して除去することができる。蒸留により、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリーム中の少なくとも７０％、８０％、９０％、または９５％の希釈剤を除去することができる。希釈剤の蒸留ステップがあってもなくても、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームを強酸性カチオン（ＳＡＣ）交換体と接触させて、任意の残留金属カチオンおよび任意の残留アミンを除去することもできる。好ましくは、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームは、充填蒸留塔を使用した後、強酸性カチオン交換体を使用して精製される。
【０１１９】
次に好ましくは、酸欠乏ヘミセルロース糖ストリームを、弱塩基アニオン（ＷＢＡ）交換体と接触させて、過剰のプロトンを除去することができる。アミンが除去され中和されたヘミセルロース糖ストリームは、ｐＨを調整し、任意の通常の蒸発器、例えば多重効用蒸発器または機械的蒸気再圧縮（ＭＶＲ）蒸発器で、溶解した糖が２５〜６５％重量／重量、好ましくは３０〜４０％重量／重量になるまで蒸発させることができる。
【０１２０】
ヘミセルロース糖ストリーム中に存在する任意の残留溶媒も、蒸発によって除去することができる。例えば、水と不均一系共沸混合物を形成する溶媒は、分離し、溶媒サイクルに戻すことができる。任意選択で、濃縮された糖溶液を活性炭と接触させて、残留有機不純物を除去することができる。また、濃縮された糖溶液を混合床樹脂システムと接触させて、任意の残留イオンまたは有色実体を除去することができる。任意選択で、ここで精製した糖溶液は、通常の蒸発器またはＭＶＲによってさらに濃縮することができる。
【０１２１】
得られたストリームは、例えば溶解した糖全体のうち８５〜９５％重量／重量のモノサッカライドを含む、高度に精製されたヘミセルロース糖混合物である（例えば、図１８の１８３６）。糖の組成は、出発バイオマスの組成に応じて決まる。軟木バイオマスから生成されたヘミセルロース糖混合物は、糖溶液中に糖全体のうち６５〜７５％（重量／重量）のＣ６サッカライドを有することができる。対照的に、堅木バイオマスから生成されたヘミセルロース糖混合物は、糖全体のうち８０〜８５％重量／重量のＣ６糖を含有することができる。あらゆる場合のストリームの純度は、これらの糖を利用する発酵プロセスおよび／または触媒プロセスにとって十分な純度であり得る。
【０１２２】
高度に精製されたヘミセルロース糖混合物１８３６は、（ｉ）溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率＞０．５０重量／重量、（ｉｉ）モノサッカライド全体に対するグルコースの比率＜０．２５重量／重量、（ｉｉｉ）モノサッカライド全体に対するキシロースの比率＞０．１８重量／重量、（ｉｖ）モノサッカライド全体に対するフルクトースの比率＜０．１０重量／重量、（ｖ）モノサッカライド全体に対するフルクトースの比率＞０．０１重量／重量、（ｖｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｖｉｉ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および（ｖｉｉｉ）痕跡量のヘキサノールを含む１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上の特徴を特徴とする。例えば、糖混合物は、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの高比率、低グルコース含量、および高キシロース含量を有する混合物であり得る。いくつかの実施形態では、糖混合物は、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの高比率、低グルコース含量、高キシロース含量、および低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）を有する混合物である。いくつかの実施形態では、混合物は、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの高比率、低グルコース含量、高キシロース含量、低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）、および痕跡量のヘキサノールを特徴とする。
【０１２３】
いくつかの実施形態では、得られたストリームは、高い単糖（ｍｏｎｏｍｅｒｉｃ）比率を有する糖混合物である。いくつかの糖混合物では、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率は、０．５０、０．６０、０．７０、０．７５、０．８０、０．８５、０．９０、または０．９５重量／重量超である。いくつかの実施形態では、得られたストリームは、低グルコース含量を有する糖混合物である。いくつかの糖混合物では、モノサッカライド全体に対するグルコースの比率は、０．２５、０．２０、０．１５、０．１３、０．１０、０．０６、０．０５、０．０３、または０．０２重量／重量未満である。いくつかの実施形態では、得られたストリームは、高キシロース含量を有する糖混合物である。いくつかの糖混合物では、モノサッカライド全体に対するキシロースの比率は、０．１０、０．１５、０．１８、０．２０、０．３０、０．４０、０．５０、０．６０、０．７０、０．８０または０．８５重量／重量超である。
【０１２４】
いくつかの糖混合物１８３６では、溶解した糖全体に対するフルクトースの比率が、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５または０．３０重量／重量未満である。いくつかの糖混合物１８３６では、溶解した糖全体に対するフルクトースの比率が、０．００１、０．００２、０．００５、０．００６、０．００７、０．００８、０．００９、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、または０．０９重量／重量超である。
【０１２５】
先のヘミセルロース糖混合物は、非常に低濃度の不純物（例えば、フルフラールおよびフェノール）を含む。得られたいくつかのストリームでは、糖混合物は、最大０．１％、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０４％、０．０１％、０．０７５％、０．００５％、０．００４％、０．００２％、または０．００１％重量／重量の量のフルフラールを有する。得られたいくつかのストリームでは、糖混合物は、最大５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．０２ｐｐｍ、または０．０１ｐｐｍの量のフェノールを有する。ヘミセルロース糖混合物は、さらに、痕跡量のヘキサノール、例えば０．０１〜０．０２％、０．０２〜０．０５％、０．０５〜０．１％、０．１％〜０．２％、０．２〜０．５％、０．５〜１％重量／重量、または１、０．５、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１、０．００５、０．００２、０．００１％重量／重量未満のヘキサノールを特徴とする。
【０１２６】
この高純度糖溶液を使用して、ＰＣＴ／ＩＬ２０１１／００５０９（あらゆる目的で参照によって本明細書に組み込まれる）に記載されている通り、工業製品および消費者製品を製造することができる。さらに、６５〜７５％重量／重量のＣ６糖を含有する軟木糖生成物は、Ｃ６糖だけを利用できる種に対する発酵供給物として使用することができ、得られたＣ５および生成物のミックスは、分離することができ、次にＣ５を精製して、ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／５０４３５（あらゆる目的で参照によって本明細書に組み込まれる）に記載されている通りＣ５製品を得ることができる。
【０１２７】
発酵製品として、アルコール、カルボン酸、アミノ酸、ポリマー産業のためのモノマーおよびタンパク質からなる群から選択される少なくとも一員が挙げられ、方法は、前記発酵製品をプロセッシングして、洗浄剤、ポリエチレンベースの製品、ポリプロピレンベースの製品、ポリオレフィンベースの製品、ポリ乳酸（ポリラクチド）ベースの製品、ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品およびポリアクリルベースの製品からなる群から選択される製品を製造するステップをさらに含む。
【０１２８】
これらの発酵製品は、単独で使用することができ、あるいは食品もしくは餌、医薬品、栄養補助食品、様々な消費者製品を作製するためのプラスチックパーツもしくは部品、燃料、ガソリン、化学添加剤、または界面活性剤としての他の構成成分と共に使用することができる。
【０１２９】
触媒は、通常、バイオマスに関連する不純物および糖分解生成物に対して感受性が高いので、高純度糖溶液生成物は、化学的触媒変換に適している。典型的に、純度は、９５、９６、９７、９８％超、好ましくは９９、９９．５、または９９．９％超である。この生成物は、例えば、残留希釈剤、例えばヘキサノール、１−エチルヘキサノール、灯油または使用される任意の他の希釈剤、ならびにフルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、フルフラールもしくはヒドロキシメチルフルフラールの縮合生成物、糖カラメル化に由来する有色化合物、レブリン酸、酢酸、メタノール、ガラクツロン酸、またはグリセロールを含む少量のマーカー分子を含有する。
５．糖の分画
【０１３０】
いくつかのバイオマス材料は、高濃度の単糖を、それらのヘミセルロース糖組成の一部として含有する。例えば、ユーカリおよびバガスは、高濃度のキシロースを含有する。キシロースなどの単糖には、特定の用途があり、糖混合物と比較してはるかに高い工業的価値がある。したがって、糖ストリームを分画して、糖の晶出および高純度単糖製品の製造を容易にするために高濃度の単糖を得ることは、非常に有益である。
【０１３１】
ヘミセルロース糖混合物１８３６を、任意選択で蒸発によって濃縮し、分画１８３７して（例えば、クロマトグラフィー分離によって）、７５、７８、８０、８２、８４、８５、８６、８８、９０％超のキシロースを有するキシロース富化ストリーム１８３７−Ａ、およびキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物１８３７−Ｂを生成することができる。キシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物１８３７−Ｂは、Ｃ５／Ｃ６糖混合物を発酵させることができる発酵プロセスのための基材として、化学変換のための基材として、またはエネルギーを生じる嫌気性消化のための基材として使用することができる。
【０１３２】
キシロース濃度の濃縮を達成するためのクロマトグラフィーによる分画は、カラムを満たす材料としてイオン交換樹脂（例えば、カチオン交換樹脂およびアニオン交換樹脂）を用いて実施することができる。カチオン交換樹脂には、強酸性カチオン交換樹脂および弱酸性カチオン交換樹脂が含まれる。強酸性カチオン交換樹脂は、一価または多価金属カチオン形態、例えばＨ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋またはＺｎ２＋形態であり得る。好ましくは、樹脂は、Ｎａ＋形態である。強酸性カチオン交換樹脂は、典型的に、好ましくは３〜８％、好ましくは５〜６．５％のジビニルベンゼンで架橋されたスチレン骨格を有する。弱酸性カチオン交換樹脂は、一価または多価金属カチオン形態、例えばＨ＋、Ｍｇ２＋またはＣａ２＋形態、好ましくはＮａ＋形態であり得る。
【０１３３】
クロマトグラフィーによる分画は、バッチ方式または擬似移動床（ＳＭＢ）方式または逐次的擬似移動床（ＳＳＭＢ）方式で実施することができる。クロマトグラフィーによる分画の温度は、典型的に、２０〜９０℃、好ましくは４０〜６５℃の範囲である。分画される溶液のｐＨは、酸性であってもよく、または２．５〜７、好ましくは３．５〜６．５、最も好ましくは４〜５．５の範囲に調整することができる。典型的に、分画は、分離カラムで約１ｍ／時間〜１０ｍ／時間の線流量で実施することができる。
【０１３４】
アニオン交換樹脂は、従来は通常、溶液の脱塩、すなわちイオン交換または脱色、すなわち吸着のために使用されてきた。本発明のいくつかの実施形態では、樹脂と溶液の間の正味のイオン交換または吸着は、ほとんどまたは全くあり得ない。その場合、主に正味のイオン交換を企図したカラムではなく、アニオンタイプのイオン交換樹脂が、そのクロマトグラフィー基材としての特性により使用される。
【０１３５】
クロマトグラフィー分離は、強力に保持された構成成分を除去することによって次の分離サイクルの前にカラムを再生するために、サイクル間で追加的な試薬を定期的に使用する必要が生じるほど、供給混合物中の主な構成成分が吸着剤によって強力には保持されないという点で、他のカラムベースの分離（例えば、イオン交換または吸着）とは異なっている。一般に、クロマトグラフィーカラムは、再生前に複数のサイクルで再使用できるが、その後、周期的なクレンジングまたは再生がある程度必要である。イオン交換または吸着カラムの機能は、構成成分をしっかり結合することであり、これには樹脂を再使用するために頻繁な再生が必然的に必要になる。それに対して、クロマトグラフィーカラムの機能は、カラムを通過する構成成分に特異的な移動性を提供して分離を行うが、主な構成成分をしっかりと結合させすぎないことである。クロマトグラフィーカラムの再生は、少量の構成成分または不純物が樹脂に偶発的に結合することに起因して、時々必要になる場合がある。樹脂の再生に必要な試薬が最小量であるということは、イオン交換分離を上回るクロマトグラフィー分離の主な利点である。クロマトグラフィー分離の運用コストは、主に希釈生成物から水（または他の溶媒）を蒸発させるのに必要なエネルギーに起因して生じ、それ程でないにせよ、まれに生じる樹脂の交換または再生に起因して生じる。
【０１３６】
大規模クロマトグラフィー分離の好ましい方法は、逐次的擬似移動床（ＳＳＭＢ）または擬似移動床（ＳＭＢ）である。両方の方法では、適切な吸着剤が充填され、連続して接続されているいくつかのカラムが使用される。供給物および溶媒（リサイクルされた溶媒を含み得る）のための入口ポートと、２種類以上の生成物（または分離された他の画分）のための出口ポートが存在する。分離される混合物溶液の注入は、液体フローの方向に沿ってカラム間で周期的に切り替えられ、それによってポートおよび液体に対する吸着剤の連続移動が模擬される。ＳＭＢは、連続向流タイプの操作である。ＳＳＭＢは、より発展的な方法であり、逐次的操作が必要である。ＳＭＢおよび他の旧式法を上回る利点として、ＳＳＭＢ法では、必要なカラムの数がＳＭＢよりも少なく、したがって樹脂も少なくて済み、したがって関連する設置費用が大型システムでも著しく低減されること、圧力プロファイルがより良好に制御され、感受性がより高い樹脂を容易に使用できること、達成可能な回収／純度が、ＳＭＢシステムで得られるよりも高いことが挙げられる。
【０１３７】
精製したミックス糖溶液Ｘ０９からのキシロースの分画は（Ｘは、図４〜６の４、５、または６を示す。図１８のプロセス１８３７）、好ましくは約２８０〜３２０μｍの粒径を有する強塩基性アニオン（ＳＢＡ）交換体を使用して達成され得る。この粒径が大きい方が、米国特許第６４５１１２３号で使用されたはるかに小さい粒径よりも有利である。粒径がより大きいと、カラム背圧が、工業的に実用的な範囲まで低減される。適切な市販のＳＢＡ樹脂は、Ｆｉｎｅｘから購入することができ（ＡＳ  ５１０  ＧＣ  Ｔｙｐｅ  Ｉ、強塩基性アニオン、ゲル形態）、類似の等級は、Ｌａｎｘｅｓｓ  ＡＧ、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌｔｄ．またはＲｏｈｍ＆Ｈａａｓを含む他の製造者から購入することができる。ＳＢＡ樹脂は、硫酸塩または塩化物形態、好ましくは硫酸塩形態であり得る。ＳＢＡは、低濃度のＮａＯＨによってヒドロキシル基で部分的に含浸されており、塩基と硫酸塩の範囲は、それぞれ３〜１２％と９７〜８８％である。樹脂上にこのレベルのＯＨ基を維持するために、糖の吸着によって除去されたヒドロキシルを置き換えるのに十分な低レベルのＮａＯＨを脱着パルスに含め、したがってキシロースが他の糖よりもこの樹脂上に長く保持されるようにすることができる。分画は、ＳＳＭＢ方式により約４０〜５０℃で実施して、糖全体のうち少なくとも７９％、少なくとも８０％、少なくとも８３％、好ましくは少なくとも８５％のキシロースを含有するキシロースリッチなストリームおよび少なくとも８０％、少なくとも８５％のキシロース回収率のミックス糖ストリームを得ることができる。
【０１３８】
いくつかの方法では、ＳＳＭＢ配列は、３つのステップを含む。第１のステップでは、吸着剤を脱着剤ストリームに曝露し、脱着剤ストリームで洗い流すことによって、生成物ストリームを抽出する（「脱着剤により抽出する」ステップ）。同時に、供給ストリームが吸着剤を通過し、ラフィネートストリームが、吸着剤から洗い流される（「ラフィネートを供給する」ステップ）。第２のステップでは、吸着剤を脱着剤ストリームに曝露し、脱着剤ストリームで洗い流すことによって、ラフィネートストリームを抽出する（「脱着剤によりラフィネートを抽出する」ステップ）。第３のステップでは、脱着剤をリサイクルさせて吸着剤に戻す（「リサイクル」ステップ）。
【０１３９】
典型的に、生成物は、ラフィネートの流量が脱着剤の流量に等しくなるような様式で抽出されるが、これでは、標的生成物の回収を達成するための脱着剤の消費量が増大する。好ましくは、いくつかのＳＳＭＢ配列では、生成物は、２つ以上のステップで（例えば、ステップ１だけでなく、ステップ２でも）抽出される。いくつかの方法では、生成物ストリームは、第１のステップだけでなく、第２のステップ（すなわち、「脱着剤によりラフィネートを抽出する」ステップ）でも抽出される。生成物が、２つ以上のステップで抽出される場合、脱着剤の流量は、抽出物の流量とラフィネートの流量の合計に等しい。いくつかの実施形態では、脱着剤の流量は、抽出物の流量とラフィネートの流量の合計とほぼ同じである。いくつかの実施形態では、脱着剤の流量は、抽出物の流量とラフィネートの流量の合計の５０〜１５０％、６０〜１４０％、７０〜１３０％、８０〜１２０％、９０〜１１０％、９５〜１０５％、９６〜１０４％、９７〜１０３％、９８〜１０２％、９９〜１０１％、または９９．５〜１００．５％以内である。ＳＳＭＢ配列におけるこの変化により、必要な脱着剤が低減され、はるかに小さい脱着剤体積で標的生成物が回収されると同時に、四つの（４個の）帯域および六つの（６個の）カラムにおけるＳＳＭＢクロマトグラフィープロファイルならびに純度が維持される。
【０１４０】
分画Ｘ０９の後、糖ストリームを、任意選択でＨ＋形態の弱酸性カチオン（ＷＡＣ）交換樹脂と接触させて、糖ストリームを中和することができる。この酸性化により、糖ストリームを蒸発させると同時に、糖の安定性を維持することができる。ＷＡＣ樹脂は、鉱酸によって、または好ましくは糖精製ステップＸ０７（Ｘは、図４〜６の４、５、または６を示す）で使用したＳＡＣ樹脂の廃棄物の酸ストリームと接触させることによって再生することができる。ＷＡＣ中和ステップの後、ミックス糖ストリームは、任意選択で蒸発器Ｘ１０（Ｘは、図４〜６の４、５、または６を示す）に送ることができ、キシロースリッチなストリームは、糖晶析装置Ｘ０８（Ｘは、図４〜６の４、５、または６を示す）に送られる。
【０１４１】
キシロース富化ストリーム１８３７−Ａは、（ｉ）溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率＜０．１０重量／重量、（ｉｉ）溶解した糖全体に対するキシロースの比率＞０．５０重量／重量、（ｉｉｉ）溶解した糖全体に対するアラビノースの比率＜０．１０重量／重量、（ｉｖ）溶解した糖全体に対するガラクトースの比率＜０．０５重量／重量、（ｖ）溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率＜０．１０重量／重量、（ｖｉ）溶解した糖全体に対するマンノースの比率＜０．０２重量／重量、（ｖｉｉ）溶解した糖全体に対するフルクトースの比率＜０．０５重量／重量、（ｖｉｉｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｉｘ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、ならびに（ｘ）痕跡量のヘキサノールを含む１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、１０個以上の特徴を特徴とする。例えば、糖混合物１８３７−Ａは、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率および溶解した糖全体に対するキシロースの高比率を特徴とする混合物である。いくつかの実施形態では、糖混合物１８３７−Ａは、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率、溶解した糖全体に対するキシロースの高比率、および低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）を特徴とする混合物である。いくつかの実施形態では、糖混合物１８３７−Ａは、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率、溶解した糖全体に対するキシロースの高比率、低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）、および痕跡量のヘキサノールを特徴とする混合物である。いくつかの実施形態では、糖混合物１８３７−Ａは、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率、溶解した糖全体に対するキシロースの高比率、溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の低比率、低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）、ならびに痕跡量のヘキサノールを特徴とする混合物である。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、キシロース富化ストリーム１８３７−Ａは、溶解した糖全体に対するキシロースの高比率を特徴とする糖混合物である。いくつかの糖混合物では、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０、０．８５、または０．９０重量／重量超である。いくつかの実施形態では、キシロース富化ストリーム１８３７−Ａは、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率を特徴とする糖混合物である。いくつかの糖混合物では、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、０．００２、０．００５、０．００７、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．２０、または０．３０重量／重量未満である。いくつかの実施形態では、キシロース富化ストリーム１８３７−Ａは、低グルコース／フルクトース含量を有する糖混合物である。いくつかの糖混合物では、溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率が、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．２０、０．２５、または０．３０重量／重量未満である。いくつかの実施形態では、キシロース富化ストリーム１８３７−Ａは、糖全体に対するキシロースの高比率、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率、ならびに低グルコースおよびフルクトース含量を有する糖混合物である。
【０１４３】
いくつかの糖混合物１８３７−Ａでは、溶解した糖全体に対するアラビノースの比率が、０．００１、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．２０または０．３０重量／重量未満である。いくつかの糖混合物１８３７−Ａでは、溶解した糖全体に対するガラクトースの比率が、０．０００５、０．００１、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、または０．１０重量／重量未満である。いくつかの糖混合物１８３７−Ａでは、溶解した糖全体に対するマンノースの比率が、０．００１、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．２０または０．３０重量／重量未満である。いくつかの糖混合物１８３７−Ａでは、溶解した糖全体に対するフルクトースの比率が、０．００１、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．２０または０．３０重量／重量未満である。
【０１４４】
糖混合物１８３７−Ａは、非常に低濃度の不純物（例えば、フルフラールおよびフェノール）を含む。いくつかの糖混合物１８３７−Ａでは、糖混合物は、最大０．１％、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０４％、０．０１％、０．０７５％、０．００５％、０．００４％、０．００２％、または０．００１％重量／重量の量のフルフラールを有する。いくつかの糖混合物１８３７−Ａでは、糖混合物は、最大５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．０２ｐｐｍ、または０．０１ｐｐｍの量のフェノールを有する。糖混合物はさらに、痕跡量のヘキサノール、例えば０．０１〜０．０２％、０．０２〜０．０５％、０．０５〜０．１％、０．１％〜０．２％、０．２〜０．５％、０．５〜１％重量／重量、または１、０．５、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１、０．００５、０．００２、０．００１％重量／重量未満のヘキサノールを特徴とする。
【０１４５】
キシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物１８３７−Ｂは、（ｉ）溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率＞０．１５重量／重量、（ｉｉ）溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率＞０．１０重量／重量、（ｉｉｉ）溶解した糖全体に対するアラビノースの比率＞０．０２重量／重量、（ｉｖ）溶解した糖全体に対するガラクトースの比率＞０．０２重量／重量、（ｖ）溶解した糖全体に対するキシロースの比率＜０．２０、（ｖｉ）溶解した糖全体に対するマンノースの比率＞０．０１、（ｖｉｉ）溶解した糖全体に対するフルクトースの比率＜０．０５、（ｖｉｉｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｉｘ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、ならびに（ｘ）痕跡量のヘキサノールを含む１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、１０個以上の特徴を特徴とする。例えば、糖混合物は、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの高比率、および溶解した糖全体に対するグルコース／フルクトースの高比率を特徴とする混合物であり得る。いくつかの実施形態では、糖混合物１８３７−Ｂは、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの高比率、溶解した糖全体に対するグルコース／フルクトースの高比率、および低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）を特徴とする混合物である。いくつかの実施形態では、糖混合物は、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの高比率、溶解した糖全体に対するグルコース／フルクトースの高比率、低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）、および痕跡量のヘキサノールを特徴とする混合物である。いくつかの実施形態では、糖混合物は、高キシロース濃度、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの高比率、溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の高比率、ならびに低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）を特徴とする混合物である。
【０１４６】
いくつかの実施形態では、キシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物１８３７−Ｂは、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの高比率を特徴とする糖混合物である。いくつかの糖混合物では、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、または０．６５重量／重量超である。いくつかの実施形態では、キシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物１８３７−Ｂは、高グルコース／フルクトース含量を有する糖混合物である。いくつかの糖混合物では、溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率が、０．０５、０．１０、０．１３、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、または０．５５重量／重量超である。いくつかの実施形態では、キシロース欠乏リカー（ｌｉｑｕｏｒ）は、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの高比率、ならびに高グルコースおよびフルクトース含量を有する糖混合物である。
【０１４７】
いくつかの糖混合物１８３７−Ｂでは、溶解した糖全体に対するアラビノースの比率が、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０８、０．１０、０．１２、０．２０、または０．３０重量／重量超である。いくつかの糖混合物１８３７−Ｂでは、溶解した糖全体に対するガラクトースの比率が、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０８、０．１０、０．１２、０．２０、または０．３０重量／重量超である。いくつかの糖混合物１８３７−Ｂでは、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、０．３０、０．２０、０．１８、０．１７、０．１６、０．１５、０．１２、０．１０、または０．０５重量／重量未満である。いくつかの糖混合物１８３７−Ｂでは、溶解した糖全体に対するマンノースの比率が、０．００５、０．００６、０．００７、０．００８、０．０１０、０．０１５、または０．０２０重量／重量超である。いくつかの糖混合物１８３７−Ｂでは、溶解した糖全体に対するフルクトースの比率が、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、または０．２０重量／重量未満である。
【０１４８】
糖混合物１８３７−Ｂは、非常に低濃度の不純物（例えば、フルフラールおよびフェノール）を含む。得られたいくつかのストリームでは、糖混合物は、最大０．１％、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０４％、０．０１％、０．０７５％、０．００５％、０．００４％、０．００２％、または０．００１％重量／重量の量のフルフラールを有する。糖混合物１８３７−Ｂでは、糖混合物は、最大５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．０２ｐｐｍ、または０．０１ｐｐｍの量のフェノールを有する。糖混合物はさらに、痕跡量のヘキサノール、例えば０．０１〜０．０２％、０．０２〜０．０５％、０．０５〜０．１％、０．１％〜０．２％、０．２〜０．５％、０．５〜１％重量／重量、または１、０．５、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１、０．００５、０．００２、０．００１％重量／重量未満のヘキサノールを特徴とする。
６．糖の晶出
【０１４９】
この例示的な説明は、図４、５および６に番号Ｘ０８（Ｘは、それぞれ４、５、または６である）で示したプロセス（図１８のプロセス１８４１）に関する。純粋なキシロースは、過飽和混合糖液から晶出することが公知である。これを達成するために、Ｘ０７の糖精製から生じた糖溶液ストリームを、蒸発Ｘ１０によって濃縮し、Ｘ０９でクロマトグラフィー分離によって分画して、７５、７８、８０、８２、８４、８５、８６、８８、９０％超のキシロースを有するキシロース富化ストリーム（図１８の１８３７−Ａに相当する）、およびキシロースが除去されたヘミセルロース糖混合物（図１８の１８３７−Ｂに相当する）を生成する。分画Ｘ０９から出たキシロース富化ストリーム（図１８の１８３７−Ａに相当する）を、晶出モジュールＸ０８（図１８のプロセス１８４１）に供給して、キシロース結晶を生成する。
【０１５０】
いくつかの方法では、キシロース富化ストリーム１８３７−Ａを、任意選択でさらに蒸発させた後、晶出モジュール１８４１に供給して、キシロース結晶を生成する。結晶は、任意の適切な手段、例えば遠心分離によって母液から収集することができる。晶出技術に応じて、結晶は、適切な溶液、例えば水溶液または溶媒で洗浄することができる。結晶は、乾燥させることができ、または水に再溶解させてキシロースシロップを作製することができる。典型的に、潜在的に存在するキシロースの４５〜６０％の収率を、２０〜３５時間、好ましくは２４〜２８時間サイクルで晶出させることができる。
【０１５１】
晶出した後、母液のヘミセルロース糖混合物１８４３は、非常に高含量のキシロース、例えば＞５７％のキシロース、＞６５％のキシロース、より典型的には＞７５％のキシロースを含有しているので、リサイクルさせて分画ステップに戻すことができる。あるいは、母液のヘミセルロース糖混合物１８４３を嫌気性消化に送って、この分画から得られるエネルギーを収集することができる。
【０１５２】
いくつかの実施形態では、母液のヘミセルロース糖混合物１８４３は、高キシロース濃度を特徴とする糖混合物である。いくつかの糖混合物では、糖混合物は、６５、６７、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、または８５％重量／重量超のキシロースを有する。
【０１５３】
ある堅木および特定の草、例えばバガスから生じた糖溶液ストリームは、少なくとも６０％のキシロース、より典型的には６０〜８０％または６６〜７３％重量／重量のキシロースを含有し得る。キシロースは、フルフラールおよびテトラヒドロフランの細菌産生および化学的産生のための原材料として使用することができる。キシロースは、キシリトールを調製するための出発材料、歯の手入れおよび糖尿病管理に有益な特性を有する低カロリー代替甘味料として使用することもでき、耳および上気道感染症の排除に寄与することが示されている。これらの有益な特性を前提として、キシリトールは、食品および飲料、歯磨き粉および洗口製品、チューインガム、ならびに菓子製品に組み込まれる。キシリトールの世界市場は、他の非還元ポリオール糖（ｃａ．ソルビトール、マンニトール）と比較して高価なので制限されている。本発明の方法は、キシロースおよびキシリトールの対費用効果の高い製造方法を提供する。
【０１５４】
母液のヘミセルロース糖混合物１８４３は、（ｉ）溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率＜０．１５重量／重量、（ｉｉ）溶解した糖全体に対するキシロースの比率＞０．４０重量／重量、（ｉｉｉ）溶解した糖全体に対するアラビノースの比率＜０．１５重量／重量、（ｉｖ）溶解した糖全体に対するガラクトースの比率＜０．０６重量／重量、（ｖ）溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率＜０．２０重量／重量、（ｖｉ）溶解した糖全体に対するマンノースの比率＜０．０３、（ｖｉｉ）溶解した糖全体に対するフルクトースの比率＜０．０４、（ｖｉｉｉ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｉｘ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、ならびに（ｘ）痕跡量のヘキサノールを含む１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、１０個以上の特徴を特徴とする。例えば、糖混合物１８４３は、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率および溶解した糖全体に対するキシロースの高比率を特徴とする混合物である。いくつかの実施形態では、糖混合物１８４３は、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率、溶解した糖全体に対するキシロースの高比率、および低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）を特徴とする混合物である。いくつかの実施形態では、糖混合物１８４３は、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率、溶解した糖全体に対するキシロースの高比率、低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）、および痕跡量のヘキサノールを特徴とする混合物である。いくつかの実施形態では、糖混合物１８４３は、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率、溶解した糖全体に対するキシロースの高比率、溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の低比率、低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）、ならびに痕跡量のヘキサノールを特徴とする混合物である。
【０１５５】
いくつかの実施形態では、母液のヘミセルロース糖混合物１８４３は、溶解した糖全体に対するキシロースの高比率を特徴とする糖混合物である。いくつかの糖混合物では、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０、または０．８５重量／重量超である。いくつかの実施形態では、母液のヘミセルロース糖混合物１８４３は、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率を特徴とする糖混合物である。いくつかの糖混合物では、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの比率が、０．００５、０．００７、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．２０、０．３０、または０．３５重量／重量未満である。いくつかの実施形態では、母液のヘミセルロース糖混合物１８４３は、低グルコース／フルクトース含量を有する糖混合物である。いくつかの糖混合物では、溶解した糖全体に対するグルコースおよびフルクトースの合計の比率が、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．２０、０．２５、０．３０、または０．３５重量／重量未満である。いくつかの実施形態では、母液のヘミセルロース糖混合物１８４３は、糖全体に対するキシロースの高比率、溶解した糖全体に対するオリゴサッカライドの低比率、ならびに低グルコースおよびフルクトース含量を有する糖混合物である。
【０１５６】
いくつかの糖混合物１８４３では、溶解した糖全体に対するアラビノースの比率が、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０または０．３５重量／重量未満である。いくつかの糖混合物１８４３では、溶解した糖全体に対するガラクトースの比率が、０．００１、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．０１０、０．０１５、０．０２０、０．０２５、０．０３０、０．０３５、０．０４０、０．０５、０．０６、０．０６５、０．０７、０．０８、０．０９、または０．１０重量／重量未満である。いくつかの糖混合物１８４３では、溶解した糖全体に対するマンノースの比率が、０．００１、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．２０または０．３０重量／重量未満である。いくつかの糖混合物１８４３では、溶解した糖全体に対するフルクトースの比率が、０．００１、０．００２、０．００３、０．００４、０．００５、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．２０または０．３０重量／重量未満である。
【０１５７】
糖混合物１８４３は、非常に低濃度の不純物（例えば、フルフラールおよびフェノール）を含む。いくつかの糖混合物１８４３では、糖混合物は、最大０．１％、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０４％、０．０１％、０．０７５％、０．００５％、０．００４％、０．００２％、または０．００１％重量／重量の量のフルフラールを有する。いくつかの糖混合物１８４３では、糖混合物は、最大５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．０２ｐｐｍ、または０．０１ｐｐｍの量のフェノールを有する。糖混合物はさらに、痕跡量のヘキサノール、例えば０．０１〜０．０２％、０．０２〜０．０５％、０．０５〜０．１％、０．１％〜０．２％、０．２〜０．５％、０．５〜１％重量／重量、または１、０．５、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１、０．００５、０．００２、０．００１％重量／重量未満のヘキサノールを特徴とする。
７．ヘミセルロース糖生成物
【０１５８】
このセクションは、糖精製ステップＸ０７で生成され、またはステップＸ０９（Ｘは、それぞれ図４、５および６の４、５または６である）でキシロース富化ストリームから分画された混合糖ストリームを使用することに関する。この高純度混合糖生成物は、発酵プロセスで使用することができる。このような発酵プロセスでは、クロストリジウム、大腸菌（例えば、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ）、サルモネラ、ザイモモナス、ロドコッカス、シュードモナス、バチルス、エンテロコッカス、アルカリゲネス、ラクトバチルス、クレブシエラ、パエニバチルス、コリネバクテリウム、ブレビバクテリウム、ピキア、カンジダ、ハンゼヌラおよびサッカロマイセス属由来の微生物または遺伝子組換え微生物（ＧＭＯ）を用いることができる。特に対象となり得る宿主として、Ｏｌｉｇｏｔｒｏｐｈａ  ｃａｒｂｏｘｉｄｏｖｏｒａｎｓ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ、Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ  ｍａｃｅｒａｎｓ、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｒｙｔｈｒｏｐｏｌｉｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｐｌａｎｔａｒｕｍ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｆａｅｃｉｕｍ、Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓ  ｎｅｃａｔｏｒ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｇａｌｌｉｎａｒｉｕｍ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｆａｅｃａｌｉｓ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓおよびＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ  ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅが挙げられる。また、これらの種の公知の株のいずれかを、出発微生物として利用することができる。任意選択で、微生物は、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｃｏｅｌｉｃｏｌｏｒ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｌｉｖｉｄａｎｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃｕｓ、またはＳａｃｃｈａｒｏｐｏｌｙｓｐｏｒａ  ｅｒｙｔｒａｅａから選択される放線菌であってもよい。様々な例示的な実施形態では、微生物は、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓまたはＢａｃｉｌｌｕｓ  ｃｅｒｅｕｓから選択される真正細菌であってもよい。いくつかの例では、微生物または遺伝子組換え微生物は、グラム陰性菌である。
【０１５９】
発酵により作製された変換産物は、例えば、アルコール、カルボン酸、アミノ酸、ポリマー産業のためのモノマーまたはタンパク質であり得る。特定の一例は乳酸であり、これは様々な使途を有するポリマーであるポリ乳酸を構築するモノマーである。
【０１６０】
変換産物をプロセッシングして、洗浄剤、ポリエチレンベースの製品、ポリプロピレンベースの製品、ポリオレフィンベースの製品、ポリ乳酸（ポリラクチド）ベースの製品、ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品およびポリアクリルベースの製品からなる群から選択される消費者製品を製造することができる。洗浄剤は、糖ベースの界面活性剤、脂肪酸ベースの界面活性剤、脂肪アルコールベースの界面活性剤または細胞培養由来の酵素を含むことができる。
【０１６１】
ポリアクリルベースの製品は、プラスチック、床磨き剤、カーペット、塗料、コーティング、接着剤、分散剤、凝集剤、エラストマー、アクリルガラス、吸収性物品、尿漏れ防止パッド、生理用ナプキン、婦人用衛生製品およびおむつであり得る。ポリオレフィンベースの製品は、ミルク用入れ物、洗浄剤瓶、マーガリンチューブ（ｔｕｂ）、ゴミ入れ容器、配管用パイプ、吸収性物品、おむつ、不織布、ＨＤＰＥ玩具またはＨＤＰＥ洗浄剤パッケージであり得る。ポリプロピレンベースの製品は、吸収性物品、おむつまたは不織布であり得る。ポリ乳酸ベースの製品は、農業製品または乳製品のパッケージ、プラスチック瓶、生分解性製品または消耗品であり得る。ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品は、農業製品のパッケージ、プラスチック瓶、塗工紙、成型もしくは押出物品、婦人用衛生製品、タンポンアプリケーター、吸収性物品、使い捨ての不織布もしくは織布、医療手術用衣類、接着剤、エラストマー、フィルム、コーティング、水性分散剤、繊維、医薬品の中間体、または結合剤であり得る。変換産物は、エタノール、ブタノール、イソブタノール、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪アルコールまたはバイオディーゼルであり得る。
【０１６２】
キシロースを、クロラムブシルと反応させると、ベンゼンブタン酸，４−［ビス（２−クロロエチル）アミノ］−，２−β−Ｄ−キシノピラノシルヒドラジドという抗癌剤および／または抗転移薬剤として有用なグリコシル化クロラムブシル類似体を得ることができる。キシロースを、臭化フェネチルおよび１−ブロモ−３，３−ジメトキシプロパンと反応させると、真性糖尿病、高脂血症、新生物およびウイルス感染症を予防しかつ／または治療するためのα−グルコシダーゼ阻害剤として使用される（２Ｓ，３Ｓ，４Ｓ）−２Ｈ−ピロール，３，４−ジヒドロ−３，４−ビス（フェニル−メトキシ）−２−［（フェニルメトキシ）メチル］−，１−オキシドが得られる。
【０１６３】
糖ミックス生成物は、燃料製品、例えばイソブテン縮合生成物、ジェット燃料、ガソリン、ガソホール、ディーゼル燃料、ドロップイン燃料、ディーゼル燃料添加剤またはそれらの前駆体に変換することができる。この変換は、発酵または触媒型化学変換によって行うことができる。ガソホールは、エタノール富化ガソリンおよび／またはブタノール富化ガソリンであり得る。
【０１６４】
消費者製品、消費者製品の前駆体、または消費者製品の成分は、変換産物から作製することができ、または例えば、カルボン酸または脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸、ヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価もしくは多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、バイオポリマー、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン、抗生物質および医薬品などの少なくとも１種の変換産物を含むことができる。例えば、製品は、エタノール富化ガソリン、ジェット燃料、またはバイオディーゼルであり得る。
【０１６５】
消費者製品は、炭素−１２に対して約２．０×１０−１３以上の比率の炭素−１４を有することができる。消費者製品は、前述の消費者製品の成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された追加的な成分を含むことができる。ある場合には、成分、およびリグノセルロース材料以外の原材料から生成された追加的な成分は、本質的に同じ化学組成を有する。消費者製品は、少なくとも１００ｐｐｂの濃度のマーカー分子を含むことができる。マーカー分子は、例えばヘキサノール、１−エチルヘキサノール、フルフラールもしくはヒドロキシメチルフルフラール、フルフラールもしくはヒドロキシメチルフルフラールの縮合生成物、糖カラメル化に由来する有色化合物、レブリン酸、酢酸、メタノール、ガラクツロン酸またはグリセロールであり得る。
ＩＶ．セルロース加水分解
【０１６６】
ヘミセルロース糖が抽出されたら、リグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂをセルロース加水分解１７２０して、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａおよび酸性リグニンストリーム１７２０−Ｂを得ることができる（図１７を参照）。好ましくは、セルロース加水分解の前に、バイオマスをミルまたは粉砕して、粒径を低減する（例えば、図３および図６、番号３１０および６１０を参照）。ヘミセルロース糖が抽出されたら、リグノセルロース残部はかなりミルまたは粉砕しやすくなる。したがって、この段階でバイオマスをミルまたは粉砕することは、エネルギー消費が少ないので好ましい。
【０１６７】
粉砕された粒子は、チップなどの粉砕されていない粒子と比較すると、加水分解液に懸濁させることができ、容器から容器に循環させることができる。異なるリグノセルロースバイオマス材料由来の粉砕された粒子は、類似のまたは同じ操作パラメータを使用して、同じ組の装置によってプロセッシングすることができる。粒径が低減されると、下流セルロース加水分解プロセスが大幅に促進される。好ましくは、リグノセルロースバイオマスは、平均粒径が１００〜１０，０００ミクロン、好ましくは４００〜５，０００、例えば、１００〜４００、４００〜１，０００、１，０００〜３，０００、３，０００〜５，０００、または５，０００〜１０，０００ミクロンの範囲になるように粉砕される。好ましくは、リグノセルロースバイオマスは、平均粒径が１０，０００、９，０００、８，０００、７，０００、６，０００、５，０００、４，０００、３，０００、１，０００、または４００未満になるように粉砕される。
【０１６８】
セルロース加水分解のために、酵素的手段および化学的方法を含む任意の加水分解方法およびシステムを使用することができる。例えば、国際公開第２０１２０６１０８５号（あらゆる目的で参照によって本明細書に組み込まれる）に開示されている通り、擬似移動床システムをセルロース加水分解のために使用することができる。一実施形態では、本発明は、撹拌槽加水分解システムを使用してセルロース糖を抽出する方法を企図する（図８Ａを参照）。この向流システムは、セルロース糖の酸加水分解に有利である。複数の槽が使用される場合、このシステムにより、各個々の槽に合わせた別個の温度制御が可能になる。システムは、様々なリグノセルロースバイオマス材料に適合させることができる。
【０１６９】
図８Ａに例示されている通り、含水量が５〜８５％重量／重量のリグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂは、ハンマーミルおよびピンミルを含む任意の工業用ミルによって、粒径４００〜５０００ミクロン（好ましくは約１４００ミクロン）にミルまたは粉砕される。含水量が１５％を超える場合、粉砕されたリグノセルロース残部は、水分≦１５％になるまで乾燥される。加水分解システムは、図８Ａに図示されている通り、連続して接続されているいくつかのｎ個の撹拌槽（例えば、ｎ＝１〜９、好ましくは４）を含む。酸、溶解した糖および懸濁したバイオマスを含有する槽内の水性液体は、各槽内で溶液の撹拌を引き起こす高圧高流量ポンプによってリサイクルされる。フローラインには、液体および溶解した分子、すなわち酸および糖の少なくともいくらかを透過させ、それによって透過液（または濾液）ストリームを生成する固体／液体分離デバイス（例えば、フィルター、膜、またはハイドロサイクロン）が取り付けられている。供給液の少なくともいくらかを、固体／液体分離デバイスによって保持して残余分ストリームを生成し、したがって反応器内の液体を撹拌する。酸濃度が少なくとも４１％である超共沸性ＨＣｌ溶液は、槽ｎに供給される。槽ｎの分離ユニットの透過液は、反応器ｎ−１に供給され、残余分の少なくとも一部は、リサイクルさせて槽ｎに戻される。槽ｎ−１の透過液は、槽ｎ−２に供給され、その残余分は、リサイクルさせて槽ｎ−１等に戻される。この連続の槽１を出る透過液は、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａである。各撹拌槽反応器内の固体濃度は、３〜１５％重量／重量の間、３〜５％重量／重量の間、５〜１０％重量／重量の間、または１０〜１５％重量／重量の間に維持され得る。全体的に、バイオマスは、１０〜４８時間にわたってこのシステムに保持される。各反応器の温度は、別個に５〜４０℃の範囲に制御される。
【０１７０】
いくつかの実施形態では、粉砕されたリグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂは、一連の撹拌槽反応器（例えば、１〜９個の反応器、好ましくは４個の反応器）の第１段階に添加される。反応器内のリカーをかき混ぜ、または再循環させることによって、スラリーが混合される。槽１の残余分の少なくともいくらかは、槽２に供給され、槽２の残余分の少なくともいくらかは、槽３等に供給される。最終的には酸性リグニンストリーム１７２０−Ｂは、槽ｎを出て、リグニン洗浄システムに向かう。
【０１７１】
いくつかの実施形態では、濃縮された（＞３５％、３６％、３７％、３８％、３９％、４０％、４１％、または好ましくは４２％）塩酸が、この連続の最終反応器に添加され、より低濃度（約２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、または好ましくは３１％）の塩酸が、この連続の第１の反応器から出る。
【０１７２】
いくつかの実施形態では、加水分解された糖は、この連続の第１の反応器から出る。酸およびセルロース糖を含有する酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａは、加水分解物が追加的な精製のために第１の反応器を出るまで、最終反応器から第２の反応器へ、第２の反応器から最終反応器等に移される。例示的な一反応器システムでは、第１の反応器を出る加水分解物は、８〜１６％の間の糖および塩酸を有する。いくつかの実施形態では、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａは、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％超の溶解した糖を含有し得る。いくつかの実施形態では、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａは、２２％、２４％、２６％、２８％、３０％、３２％、３４％、または３６％超のＨＣｌを含有し得る。いくつかの実施形態では、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａは、３２％、３０％、２８％、２６％、２４％、２２％、または２０％未満のＨＣｌを含有し得る。
【０１７３】
すべての反応器内の温度は、５〜８０℃、例えば１５〜６０℃、好ましくは１０〜４０℃の範囲に維持される。すべての反応器内のバイオマスの総保持時間は、１〜５日、例えば１〜３日、好ましくは１０〜４８時間の範囲であり得る。
【０１７４】
好ましくは、複数の撹拌槽反応器が使用される場合、中間反応器（例えば、反応器２または３）を出る水性酸加水分解物ストリームの少なくとも一部は、１７００−Ｂストリームが第１の反応器に導入される前に、リグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂと混合される。１７００−Ｂストリームは、第１の反応器内で強酸と接触させられる前に、中間反応器からの水性酸加水分解物ストリームによって事前に加水分解される。好ましくは、事前に加水分解される（ｐｒｅ−ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ）混合物は、１５〜６０℃、好ましくは２５〜４０℃の範囲、最も好ましくは４０℃の温度で、５分間〜１日、好ましくは１５〜２０分間加熱される。一例では、ユーカリは、撹拌槽反応器を使用して加水分解される。最初にユーカリ木材を酸に導入すると、セルロース糖のオリゴマーが急速に溶解した結果として粘度が最初に増大するが、粘度が高くなると、そのシステム中に水溶液を送り込み、再循環させる能力が妨害される。粉砕されたリグノセルロース残部ストリーム１７００−Ｂを中間反応器の加水分解物と共に高温で短時間撹拌すると、粘度低下を伴って、溶解したオリゴマーからモノマーへのさらなる加水分解が促進される。別の例では、ユーカリは最初に、段階２から出た酸溶液（すなわち約３３％の濃度）と、３５〜５０℃で１５〜２０分間接触させられる。事前に加水分解されたユーカリは、そのシステムにかなり急速に供給することができ、撹拌槽反応器内でさらに加水分解される。
【０１７５】
撹拌槽反応器は、硬木、軟木、およびバガスを含む様々な材料に使用することができる。４つの反応器の撹拌槽システムを使用した例示的な結果は、図８Ｂに提示されている。
【０１７６】
セルロース加水分解の後、リグノセルロースバイオマス中の残留残渣は、酸性リグニンストリーム１７２０−Ｂを形成する。酸性リグニンストリーム１７２０−Ｂは、本明細書でより詳細に記載される通り、さらにプロセッシングし精製して、新規なリグニン組成物を生成することができる。セルロース加水分解によって生成された酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａは、下記の通りさらに精製される。
Ｖ．セルロース糖の精製
【０１７７】
本発明は、糖を精製する方法を提供する。具体的には、本発明の方法は、鉱酸（例えば、ＨＣｌまたはＨ２ＳＯ４）を含有する酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａから、糖を効率的に精製する。本明細書に開示の実施形態による流出セルロース糖組成物は、高含量の単糖を有する。
【０１７８】
本発明のいくつかの実施形態によるセルロース糖を精製する例示的な方法は、図１９（プロセス１９００）に提示されている。酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａは、Ｓ１溶媒抽出１９２１を受けることができ、その間に、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａは、Ｓ１溶媒抽出剤と接触させられ、酸は、１７２０−ＡストリームからＳ１溶媒抽出剤中に抽出される。得られた混合物は、酸およびＳ１溶媒抽出剤を含有する第１のストリーム１９２１−Ａ（有機ストリーム）、ならびにセルロース糖を含有する第２のストリーム１９２１−Ｂ（水性ストリーム）に分離される。
【０１７９】
任意選択で、Ｓ１溶媒抽出１９２１は、複数のステップ、例えば２つ以上のステップで実施することができる。好ましくは、Ｓ１溶媒抽出１９２１は、２つのステップ１９２１−Ｉおよび１９２１−ＩＩで実施される。いくつかの方法では、抽出１９２１−Ｉ中、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａの酸濃度は、１５％未満、１４％未満、１３％未満、１２％未満またはそれ未満に低減され、部分的に脱酸された加水分解物が生じる。いくつかの方法では、部分的に脱酸された加水分解物を蒸発させて水を除去し、高い糖および酸濃度（例えば、１３％〜１４％重量／重量の間の酸濃度）を得る。好ましくは、濃縮され部分的に脱酸された加水分解物を、抽出１９２１−ＩＩ中に再びＳ１溶媒で抽出して、５％未満、４％未満、３％未満、好ましくは２〜３％の間またはそれ未満の酸を含有する糖ストリームを得る。
【０１８０】
いくつかの方法では、ストリーム１９２１−Ａを、２０〜２５％のＨＣｌストリームで抽出することによって洗浄して、糖を回収する。いくつかの方法では、抽出１９２１−Ａ、抽出１９２１−Ｂ、第１のストリーム１９２１−Ａの接触、および逆抽出１９５０は、４０〜６０℃、４５〜５５℃、好ましくは５０℃で実施される。
【０１８１】
いくつかの方法では、第２のストリーム１９２１−Ｂは、下流分画プロセス１９３０に由来するオリゴ糖１９３１で希釈され、任意選択で追加的な水性ストリームで希釈される。オリゴ糖１９３１が第２のストリーム１９２１−Ｂと組み合わせられる場合、オリゴ糖は、第２のストリーム１９２１−Ｂ中に残留している酸によって加水分解される（図１９の「第２の加水分解」プロセス１９２９）。
【０１８２】
第２のストリーム１９２１−Ｂを、任意選択で強酸性カチオン交換体１９２２と接触させて、塩をそれらのそれぞれの酸に変換することができる。次に、糖ストリームをアミン抽出剤で抽出して、（１つまたは複数の）鉱酸、有機酸、フルフラール、酸可溶性のリグニンを除去し（図１９のプロセス１９２３）、この間に糖ストリームは、アミンおよび希釈剤を含むアミン抽出剤と接触させられる。得られた混合物は、酸およびアミン抽出剤を含有する第３のストリーム１９２３−Ａ（有機ストリーム）、ならびにセルロース糖を含有する第４のストリーム１９２３−Ｂ（水性ストリーム）に分離される。いくつかの方法では、アミン抽出剤との接触は、５０〜８０℃、５５〜７０℃、好ましくは７０℃で実施される。
【０１８３】
次に、第４のストリーム１９２３−Ｂを蒸発によって精製して、残留希釈剤を除去し、この希釈剤を水相に溶解させた後、強酸性カチオン交換体１９２５を含むイオン交換手段１９２４によって処理してアミンを除去し、任意選択で弱塩基性アニオン交換体１９２６によって処理する。任意選択で、アミンが除去され中和された加水分解物１９２４−Ａを蒸発させて（図１９のプロセス１９２７）、セルロース糖ストリーム１９２８を形成することができ、このストリームをさらに分画して、高度のグルコースなどのＣ６単糖を得ることができる（図１９のプロセス１９３０）。分画することにより、オリゴ糖ストリーム１９３１から単糖ストリーム１９３２が分離される。
【０１８４】
任意選択で、単糖ストリーム１９３２を、より高い濃度になるまで蒸発させ（プロセス１９３３）、その後イオン交換体を使用して中和することができる（プロセス１９３４）。次に任意選択で、中和された単糖ストリームを再び蒸発させて（図１９のプロセス１９３５）、セルロース糖混合物１９３６を生成する。
【０１８５】
糖欠乏ストリーム１９２１−Ａ中の酸は、回収することができる（図１９のプロセス１９４０）。溶媒の少なくとも一部は、精製し、リサイクルさせてＳ１溶媒抽出１９２１に戻すことができる。さらに、Ｓ１溶媒の一部を、石灰溶液（例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、またはそれらの組合せ）を使用して精製することができ、精製された溶媒は、リサイクルさせてＳ１溶媒抽出１９２１に戻すことができる。
【０１８６】
第３のストリーム１９２３−Ａは、塩基を含有する水溶液で逆抽出することができる（図１９のプロセス１９５０）。逆抽出されたアミンは、リサイクルさせてアミン抽出１９２３に戻すことができる。溶媒の少なくとも一部は、石灰溶液（（例えば、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、またはそれらの組合せ））を使用して精製することができ（図１９のプロセス１９６０）、精製された溶媒は、リサイクルさせてアミン抽出１９２３に戻すことができる。
【０１８７】
これらの例示的なセルロース糖精製の実施形態のより詳細な説明を、以下に提示する。
１．事前蒸発
【０１８８】
セルロース加水分解の後、Ｓ１溶媒抽出１９２１の前に、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａを任意選択で蒸発させて（図１９のプロセス１９１０）、糖を濃縮し、鉱酸（例えば、ＨＣｌ）を除去することができる。例えば、ストリーム中のＨＣｌ濃度（例えば、約３３％）は、その共沸混合物（約２２％）の濃度よりも高く、糖ストリームを最初に蒸発させて、気体状の酸を除去して、共沸混合物を形成することができる。次に、１７２０−Ａストリームを、共沸混合物を標的にする糖濃度になるまで蒸発させ、それによって多重効用濃縮を可能にする。約３０％の乾燥固体含量を有する蒸発させた糖溶液は、このプロセスによって得ることができる。
【０１８９】
蒸発させた糖ストリーム（例えば、共沸性ＨＣｌを有する）は、下記の通り抽出剤（図１９のプロセス１９２１）で抽出することができる。あるいは、酸性加水分解物ストリーム１７２０−Ａ（例えば、超共沸性ＨＣｌ、例えば、２２〜３３％またはそれを超えるＨＣｌを有する）は、蒸発ステップなしに抽出剤で直接抽出することができる。
２．抽出
【０１９０】
好ましい抽出剤は、Ｓ１溶媒を含有する抽出剤である（図１９のプロセス１９２１）。抽出で使用するのに適したＳ１溶媒は、１気圧で１００℃〜２００℃の間の沸点を有し、水と不均一系共沸混合物を形成する溶媒である。いくつかのＳ１溶媒では、不均一系共沸混合物は、１気圧で１００℃未満の沸点を有する。例えば、Ｓ１溶媒は、アルコールまたは灯油を含有する溶媒であってもよい。Ｓ１溶媒を作製するのに適したアルコールの例として、ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、エイコサノール、ドコサノール、テトラコサノール、およびトリアコンタノールが挙げられる。好ましくは、Ｓ１溶媒は、長鎖アルコール（例えば、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコール）、または灯油である。より好ましくは、Ｓ１溶媒は、ｎ−ヘキサノールもしくは２−エチル−ヘキサノール、またはそれらの混合物を含む。最も好ましくは、Ｓ１溶媒は、ｎ−ヘキサノールを含む。いくつかの実施形態では、Ｓ１溶媒は、ｎ−ヘキサノールから本質的になり、またはｎ−ヘキサノールからなる。
【０１９１】
任意選択で、Ｓ１溶媒は、１種または複数の追加的な構成成分を含む。いくつかの方法では、Ｓ１溶媒は、１種もしくは複数のケトン、少なくとも５個の炭素原子を有する１種もしくは複数のアルデヒド、または別のアルコールを含む。
【０１９２】
抽出は、向流システムで実施することができる。任意選択で、抽出は、複数の抽出カラム、例えば２つの抽出カラムで実施することができる。第１のカラムでは、酸を抽出剤中に抽出し、糖ストリーム中の酸濃度を共沸混合物の酸濃度未満にしておく。任意選択で、カラム１を出た抽出剤を共沸性酸水溶液で洗浄して、抽出剤に吸収された任意の糖を回収して水溶液に戻すことができ、それを加水分解にリサイクルさせることができる。ここで、共沸混合物の酸濃度未満の酸濃度を有する糖ストリームが蒸留される。糖溶液は再濃縮され、それによって再びより高い酸濃度が達成される。再濃縮された糖溶液を抽出剤で抽出して、残留している酸を除去することができる。全体的な酸の回収率は、９７．５％を超え得る。
【０１９３】
共沸性酸水溶液で洗浄された抽出剤の一部（例えば、５〜２０％、１０〜１５％）を様々な方法によって精製して、酸、エステル、可溶性不純物、例えばフルフラールおよびフェノールを除去することができる。例えば、抽出剤は、国際公開第２０１２０１８７４０（あらゆる目的で参照によって本明細書に組み込まれる）に開示されている通り、石灰で処理することによって精製することができる。好ましくは、抽出剤は、１０％濃度の石灰で処理される。好ましくは、精製は、石灰と溶媒を５〜１０：１の比率で使用して実施される。混合物は、例えば８５℃で１時間加熱される。混合物中の残留塩は、濾過または遠心分離などの分離手段によって除去することができる。次に、精製された抽出剤は、リサイクルさせて洗浄された抽出剤に戻される。
３．酸の回収
【０１９４】
第１のストリーム１９２１−Ａ（酸を負荷したＳ１溶媒抽出剤）は、水で逆抽出して、酸を回収することができる（図１９のプロセス１９４０）。酸を回収した後、酸を含まない抽出剤（例えば、０．３〜０．５％未満の酸含量を有する）は、抽出に戻される。約１５〜２０％の酸を含有する水溶液は回収され、それを下流プロセスで、例えばリグニンを洗浄するために使用することができる。
【０１９５】
任意選択で、酸の回収１９４０の前に、第１のストリーム１９２１−Ａを水溶液（好ましくは酸性水溶液）で洗浄して、ストリーム中の任意の糖を回収することができる。いくつかの方法では、第１のストリーム１９２１−Ａは、共沸性酸溶液で洗浄される。典型的に、洗浄した後、アミン抽出剤ストリーム１９２３−Ａは、５％、２％、１％、０．５％、０．２％、０．１％、０．０５％未満の糖を有する。
【０１９６】
酸の回収は、任意の適切な方法によって実施することができる。好ましくは、酸の回収は、少なくとも１つの低圧蒸発器および少なくとも１つの高圧蒸発器を有する蒸発モジュール内で、逆抽出物の少なくとも一画分を処理することによって実施される。
【０１９７】
いくつかの方法では、蒸発モジュールにより、超共沸性ＨＣｌ水溶液および準共沸性ＨＣｌ水溶液を生成することができる。例えば、低圧蒸発器により、超共沸性ＨＣｌ水溶液を生成し、高圧蒸発器により、準共沸性ＨＣｌ水溶液を生成する。いくつかの実施形態では、「高圧」は、大気圧を超えることを指し、「低圧」は、大気圧未満であることを示す。「超共沸性」および「準共沸性」は、周囲温度および周囲圧力における、水／ＨＣｌ混合物の共沸性ＨＣｌ濃度に対するＨＣｌ濃度を示す。「準共沸性」
【０１９８】
いくつかの他の方法では、蒸発モジュールにより、準共沸性酸凝縮物および超共沸性気体状ＨＣｌを生成する。任意選択で、低圧蒸発器により、例えば、最大２％、１％、０．１％または０．０１％のＨＣｌをそのまま含有する準共沸性酸凝縮物を生成する。任意選択で、高圧蒸発器により、超共沸性気体状ＨＣｌを生成する。好ましくは、低圧蒸発器により、準共沸性酸凝縮物を生成し、高圧蒸発器により、超共沸性気体状ＨＣｌを生成する。
【０１９９】
リサイクルさせたＨＣｌストリームは、高圧蒸発器に由来する気体状ＨＣｌを含む（例えば、吸収体において水溶液中に吸収された後）。気体状ＨＣｌを共沸性ストリームと混合して、二段階の流下液膜式（ｆａｌｌｉｎｇ  ｆｉｌｍ）吸収体システムによる加水分解で４２％の酸を生成することができる。
【０２００】
第１のストリーム１９２１−Ａは、石灰懸濁物（例えば、５％、１０％、１５％、２０％、２５％重量／重量の石灰溶液）でさらに処理することができる。石灰懸濁物に対する溶媒の比率が、４〜１０、４〜５、５〜６、６〜７、７〜８、８〜９、または９〜１０の範囲であってもよい。処理は、任意の適切なデバイス、例えば恒温混合槽で実施することができる。溶液は、８０〜９０℃で少なくとも１時間加熱することができる。石灰は、残留有機酸および有機酸エステルと反応し、暗色から明色への変化によって可視化される通り、有機相中に存在する有機不純物、例えば酸可溶性のリグニンおよびフルフラールを有効に吸着する。汚染された石灰および不純物を、濾過または遠心分離して、精製された有機相を回収することができ、この有機相は、水で洗浄され、リサイクルさせてＳ１溶媒抽出１９２１に戻される。水性ストリームは、他の水生廃棄物ストリームに回すことができる。石灰反応によって形成され得る任意の固体ケーキは、例えばイオン交換再生に由来する残留している酸のための中和塩として、廃水処理施設で使用することができる。
４．第２の加水分解
【０２０１】
第２のストリーム１９２１−Ｂ（酸が除去された糖ストリーム）は、残留量の、典型的に２〜３％の酸およびオリゴ糖をまだ含有している。本発明の方法は、任意選択で、第２の加水分解ステップ１９２９を提供し、ここで糖ストリーム中に残留している酸により、オリゴ糖から単糖への変換が触媒される。
【０２０２】
任意選択で、第２のストリーム１９２１−Ｂは、下流分画ステップから回収されたオリゴ糖ストリーム１９３１、および任意選択で追加的な水性ストリームと組み合わされる。
【０２０３】
第２の加水分解は、６０℃超、例えば７０℃〜１３０℃、８０℃〜１２０℃または９０℃〜１１０℃の温度で実施することができる。好ましくは、反応は１２０℃で実施される。第２の加水分解は、少なくとも１０分、２０分〜６時間の間、３０分〜４時間の間、または４５分〜３時間の間で実施することができる。好ましくは、反応は、約１時間実施される。
【０２０４】
典型的にこれらの条件下では、第２の加水分解によって、糖が最小限に分解されるかまたは全く分解せずに、単糖の収率が増大する。第２の加水分解の前に、糖ストリームは、典型的に３０〜５０％のオリゴ糖を含有している。
【０２０５】
第２の加水分解の後、糖全体の一画分としての糖ストリームの単糖含量は、７０％、７５、８０％、８５％、または９０％超になり得る。好ましくは、第２の加水分解後の糖ストリームは、８６〜８９％、またはさらには９０％超の単糖を糖全体の一画分として含有する。典型的に、加水分解中の単糖の分解は、１％未満、０．２％未満、０．１％未満または０．０５％未満になり得る。
【０２０６】
第２の加水分解法は、より一般的には任意のオリゴ糖ストリームを加水分解するために適用され得る。好ましくは、オリゴ糖ストリーム（例えば、第２のストリーム１９２１−Ｂ、回収されたオリゴ糖ストリーム１９３１、または第２のストリーム１９２１−Ｂと回収されたオリゴ糖ストリーム１９３１の混合物）は、第２の加水分解の前に希釈される（例えば、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％重量／重量未満の糖濃度まで）。いくつかの第２の加水分解法では、糖ストリーム中の酸濃度は、酸を糖ストリームに添加することによって増大することができる。いくつかの方法では、第２の加水分解を実施するための酸濃度は、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１．０％、２．０％、または５．０％である。好ましくは、糖ストリームは、０．６〜０．７％の酸および１１％の糖を含有する。
５．アミン抽出
【０２０７】
好ましくは、抽出および／または第２の加水分解１９２９に由来する糖ストリームを脱酸して、ストリーム中の酸を欠乏させる。任意選択で、ストリームを、最初に強酸性カチオン交換体１９２２と接触させて、塩をそれらのそれぞれの酸に変換することができる。次に、糖ストリームを、アミン塩基および希釈剤を含有する抽出剤で抽出して（例えば、向流により）、（１つまたは複数の）鉱酸、有機酸、フルフラール、酸可溶性のリグニンを除去することができる（図１９のプロセス１９２１）。アミン抽出は、ヘミセルロース糖精製に関連して先に記載した条件と同一または類似の条件下で実施することができる。
【０２０８】
アミン抽出剤は、１０〜９０％または好ましくは２０〜６０％重量／重量の、少なくとも２０個の炭素原子を有する１種または複数のアミンを含有することができる。このような（１つまたは複数の）アミンは、第一級、第二級および第三級アミンであり得る。第三級アミンの例として、トリラウリルアミン（ＴＬＡ；例えば、ＣＯＧＮＩＳ  ＡＬＡＭＩＮＥ  ３０４、Ｃｏｇｎｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製；Ｔｕｃｓｏｎ  ＡＺ；ＵＳＡ）、トリオクチルアミン、トリイソオクチルアミン、トリカプリリルアミンおよびトリデシルアミンが挙げられる。
【０２０９】
アミン抽出で使用するのに適した希釈剤として、アルコール、例えばブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノール、エイコサノール、ドコサノール、テトラコサノール、およびトリアコンタノールが挙げられる。好ましくは、希釈剤は、長鎖アルコール（例えば、Ｃ６、Ｃ８、Ｃ１０、Ｃ１２、Ｃ１４、Ｃ１６アルコール）、または灯油である。希釈剤は、追加的な構成成分を有することができる。より好ましくは、希釈剤は、ｎ−ヘキサノールまたは２−エチル−ヘキサノールを含む。最も好ましくは、希釈剤は、ｎ−ヘキサノールを含む。いくつかの実施形態では、希釈剤は、ｎ−ヘキサノールから本質的になり、またはｎ−ヘキサノールからなる。
【０２１０】
任意選択で、希釈剤は、１種または複数の追加的な構成成分を含有する。いくつかの方法では、希釈剤は、１種もしくは複数のケトン、少なくとも５個の炭素原子を有する１種もしくは複数のアルデヒド、または別のアルコールを含有する。
【０２１１】
好ましくは、アミンは、トリラウリルアミンであり、希釈剤は、ヘキサノールである。好ましくは、アミン抽出溶液は、トリラウリルアミンおよびヘキサノールを３：７の比率で含有する。
【０２１２】
アミン抽出は、アミンが溶ける任意の温度で、好ましくは５０〜７０℃で実施することができる。任意選択で、２つ以上の抽出ステップ（例えば、２、３、または４つのステップ）を使用することができる。ヘミセルロース糖ストリーム１８００−Ａ（水相）に対するアミン抽出剤ストリーム（有機相）の比率が、０．５〜５：１、１〜２．５：１、または好ましくは１．５〜３．０：１であり得る。
【０２１３】
アミン抽出法は、より一般的には、任意の糖ストリーム（例えば、ヘミセルロース糖ストリーム、セルロース糖ストリーム、混合糖ストリーム）、特に弱酸性糖ストリーム（例えば、１〜５％、０．１〜１％、１〜２％、２〜３％、３〜４％、５〜６％重量／重量の酸を含有する）を精製するか、またはそれから不純物を除去するために適用することができる。本発明のいくつかの実施形態によるアミン抽出法は、不純物を含有する糖ストリームを精製するか、またはそれから不純物を除去するのに特に有用である。糖ストリーム中の典型的な不純物として、灰分、酸可溶性のリグニン、脂肪酸、有機酸、例えば酢酸およびギ酸、メタノール、タンパク質および／またはアミノ酸、グリセロール、ステロール、ロジン酸、ならびに蝋状材料が挙げられる。典型的に、糖ストリームは、アミン抽出法を使用して、１％未満、０．８％、０．６％、０．５％、０．４％、０．２％重量／重量またはそれ未満の不純物を有するように精製することができる。いくつかの方法では、糖ストリームは、１％未満、０．８％、０．６％、０．５％、０．４％、０．２％重量／重量またはそれ未満の酸を有するように精製することができる。
８．逆抽出
【０２１４】
第３のストリーム１９２３−Ａ（酸を負荷したアミン抽出剤）は、無機酸および有機酸、ならびにバイオマスから抽出された不純物および糖分解生成物を含有する。酸は、逆抽出ステップ１９５０で、第３のストリーム１９２３−Ａから抽出することができる。逆抽出は、ヘミセルロース糖精製に関連して先に記載した条件と同一または類似の条件下で実施することができる。
【０２１５】
任意選択で、逆抽出１９５０の前に、アミン抽出剤ストリーム１９２３−Ａを水溶液で洗浄して、ストリーム中の任意の糖を回収することができる。典型的に、洗浄した後、アミン抽出剤ストリーム１９２３−Ａは、５％、２％、１％、０．５％、０．２％、０．１％、０．０５％未満の糖を有する。
９．溶媒の精製
【０２１６】
ここで、酸を除去した後に中和されたアミン抽出剤ストリームを水で洗浄して、逆抽出物から残留塩を除去することができる（図１９のプロセス１９６０）。ブレンドされた特定の抽出剤は、水で部分的に飽和され得ることが特に好ましい（例えば、特定のアルコールの場合と同様）。洗浄ストリームは、逆抽出水性ストリームと組み合わせることができる。溶媒精製１９６０は、ヘミセルロース糖精製に関連して先に記載した条件と同一または類似の条件下で実施することができる。
【０２１７】
精製ステップに回された画分（図１９のプロセス１９６０）は、石灰懸濁物（例えば、５％、１０％、１５％、２０％、２５％重量／重量の石灰溶液）で処理することができる。石灰懸濁物に対する溶媒の比率が、４〜１０、４〜５、５〜６、６〜７、７〜８、８〜９、または９〜１０の範囲であってもよい。処理は、任意の適切なデバイス、例えば恒温混合槽で実施することができる。溶液は、８０〜９０℃で少なくとも１時間加熱することができる。石灰は、残留有機酸および有機酸エステルと反応し、暗色から明色への変化によって可視化される通り、有機相中に存在する有機不純物、例えば酸可溶性のリグニンおよびフルフラールを有効に吸着する。汚染された石灰および不純物を、濾過または遠心分離して、精製された有機相を回収することができ、この有機相は、水で洗浄され、リサイクルさせてアミン抽出ステップ（図１９のプロセス１９２３）に戻される。水性ストリームは、他の水生廃棄物ストリームに回すことができる。石灰反応によって形成され得る任意の固体ケーキは、例えばイオン交換再生に由来する残留している酸のための中和塩として、廃水処理施設で使用することができる。
１０．糖の精製
【０２１８】
第４のストリーム１９２３−Ｂ（脱酸水性ストリーム）中の糖は、さらに精製することができる。糖の精製は、ヘミセルロース糖精製に関連して先に記載した条件と同一または類似の条件下で実施することができる。
【０２１９】
例えば、第４のストリーム１９２３−Ｂを強酸性カチオン（ＳＡＣ）交換体１９２５と接触させて、任意の残留金属カチオンおよび任意の残留アミンを除去することができ、好ましくはその後、弱塩基性アニオン（ＷＢＡ）交換体１９２６と接触させて、過剰のプロトンを除去する。アミンが除去され中和された加水分解物１９２４−Ａは、ｐＨを調整し、任意の通常の蒸発器、例えば多重効用蒸発器または機械的蒸気再圧縮（ＭＶＲ）蒸発器で、溶解した糖が２５〜６５％重量／重量、好ましくは３０〜４０％重量／重量になるまで蒸発させることができる（図１９のプロセス１９２７）。水相中に存在する任意の残留溶媒も、蒸発によって除去することができる。例えば、溶媒は、水と不均一系共沸混合物を形成し、分離し、溶媒サイクルに戻すことができる。濃縮された糖溶液は、混合床樹脂システムと接触させて、任意の残留イオンまたは有色実体を除去することができる。所望に応じて、ここで精製した糖溶液は、通常の蒸発器またはＭＶＲによってさらに濃縮することができる。
【０２２０】
得られたセルロース糖ストリーム１９２８は、高いモノマー比率、例えば溶解した糖全体のうち約８５〜９５％のモノサッカライドを有する、高度に精製された糖溶液である。糖の組成は、出発バイオマスの組成に応じて決まる。あらゆる場合のストリームの純度は、これらの糖を利用する発酵プロセスおよび／または触媒プロセスにとって十分な純度であり得る。
１１．糖の分画
【０２２１】
セルロース糖ストリーム１９２８は、単糖ストリーム１９３２およびオリゴ糖ストリーム１９３１に分画することができる（図１９のプロセス１９３０）。セルロース糖ストリーム１９２８は、高度に濃縮された糖ストリームである。いくつかの実施形態では、セルロース糖ストリーム１９２８は、少なくとも４０％、４５％、５０％、５１％、５２％、５３％、５４％、５５％、５６％または５８％またはそれらの中間値またはそれを超える濃度の糖全体を含み得る。任意選択で、１９２８ストリームは、４０〜７５％、４５〜６０％、または４８〜６８％重量／重量の糖全体を含む。
【０２２２】
図１６は、本発明の例示的な一実施形態によるセルロース糖を分画する方法の簡単な流れ図である。図１６のプロセス１６１０に示されている通り、いくつかの実施形態では、セルロース糖ストリーム１９２８をアニオン交換体と接触させた後、１６１０で１９２８ストリームをクロマトグラフィー樹脂に供給する。アニオン交換体は、弱塩基性樹脂アニオン交換体（ＷＢＡ）またはアニオン  少なくとも２０個の炭素原子を有するアミンであり得る。
【０２２３】
次に、セルロース糖ストリーム１９２８（セルロースの単糖およびオリゴ糖の混合物）は、クロマトグラフィー樹脂に供給される。任意選択で、第２の加水分解に由来する糖を、低い酸濃度（例えば、０．５、０．４、０．３、０．２または０．１％未満のＨＣｌ）のセルロース糖ストリーム１９２８に組み込むことができる。
【０２２４】
次に、クロマトグラフィー樹脂に水溶液（任意選択で水）を供給して、１６１０で供給された混合物に対してオリゴ糖が富化された（糖全体と比較して）オリゴマーカット１６２２、および１６１０で供給された混合物に対して単糖が富化された（糖全体と比較して）モノマーカット１６２４を生成する（図１６のプロセス１６２０）。いくつかの実施形態では、モノマーカット１６２４は、糖全体のうち少なくとも８０、８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４、９６または９８％（重量）の単糖を有することができる。プロセス１６２０でクロマトグラフィー樹脂に供給される水溶液は、前の蒸発ステップに由来する水、または同時係属出願のＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６４５４１（あらゆる目的で参照によって本明細書に組み込まれる）に記載されている通り、圧力洗浄に由来するヘミセルロース糖ストリームであってもよい。いくつかの実施形態では、オリゴマーカット１６２２は、１６１０で供給された樹脂から回収された糖全体の少なくとも５、１０、２０、３０、４０、５０％またはそれらの中間値またはそれを超えるパーセンテージを含む。
【０２２５】
いくつかの実施形態では、オリゴマーカット１６２２は、さらにプロセッシングすることができる。例えば、オリゴマーカット１６２２は、濃縮または蒸発させることができる。いくつかの実施形態では、オリゴマーカット１６２２中のオリゴ糖は、加水分解され（プロセス１６３０）、それによってオリゴマーカット１６２２中のオリゴマーに対するモノマーの比率が増大する。いくつかの実施形態では、加水分解１６３０は、１．５、１．０、０．８、０．７、０．６、または０．５％以下の濃度のＨＣｌによって触媒される。いくつかの実施形態では、加水分解１６３０は、重量ベースで１．５、１．２、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５％以下の濃度のＨＣｌによって触媒される。いくつかの実施形態では、加水分解１６３０は、０．３〜１．５％、０．４〜１．２％または０．４５〜０．９％重量／重量の濃度のＨＣｌによって触媒される。いくつかの実施形態では、加水分解４３０は、６０〜１５０℃の間、７０〜１４０℃の間、または８０〜１３０℃の間の温度で実施される。単糖が富化された（糖全体に対して）第２の加水分解物１６３２は、オリゴマーカット１６２２中のオリゴ糖の少なくとも一部を加水分解１６３０することによって生成され得る。いくつかの実施形態では、第２の加水分解物１６３２に由来する糖は、１６１０で供給される糖混合物の一部分として使用される。
【０２２６】
いくつかの実施形態では、第２の加水分解物１６３２は、全糖含量に対して少なくとも７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６、８８、９０、または９５％の単糖を含有する。いくつかの実施形態では、第２の加水分解物１６３２の全糖含量は、少なくとも８６、８８、９０、９２、９４、９６、９８、９９、９９．５、または９９．９重量％の糖含量である。
【０２２７】
モノマーカット１６２４は、単糖ストリーム１９３２を形成する。任意選択で、単糖ストリーム１９３２は、イオン交換体１９３４を使用して中和される前に、より高い濃度になるまで蒸発させることができる（図１９のプロセス１９３３）。次に、中和された単糖ストリームは、任意選択で再び蒸発させられる（図１９のプロセス１９３５）。最終生成物は、高濃度セルロース糖混合物１９３６である。
【０２２８】
得られた高濃度セルロース糖混合物１９３６は、（ｉ）溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率＞０．８５、（ｉｉ）溶解した糖全体に対するグルコースの比率が０．４０〜０．７０の範囲、（ｉｉｉ）１〜２００ｐｐｍの塩化物、（ｉｖ）最大０．０１％重量／重量の量のフルフラール、（ｖ）最大５００ｐｐｍの量のフェノール、および（ｖｉ）痕跡量のヘキサノールを含む１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上の特徴を特徴とする。例えば、糖混合物は、溶解した糖全体に対するモノサッカライド（特にグルコース）の高比率を特徴とする混合物であり得る。いくつかの実施形態では、糖混合物は、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの高比率、溶解した糖全体に対するグルコースの高比率、および１〜２００ｐｐｍの塩化物を特徴とする。いくつかの実施形態では、糖混合物は、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの高比率、溶解した糖全体に対するグルコースの高比率、および低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）を特徴とする。いくつかの実施形態では、糖混合物は、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの高比率、溶解した糖全体に対するグルコースの高比率、低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）、および痕跡量のヘキサノールを特徴とする。いくつかの実施形態では、糖混合物は、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの高比率、溶解した糖全体に対するグルコースの高比率、低不純物含量（例えば、低含量のフルフラールおよびフェノール）、痕跡量のヘキサノール、および１〜２００ｐｐｍの塩化物を特徴とする。
【０２２９】
高濃度Ｃ６糖混合物は、高モノサッカライド含量を有する。いくつかの実施形態では、単糖ストリームは、溶解した糖全体に対するモノサッカライドの比率が０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０、０．８５、０．９０、０．９５、または０．９９超である糖混合物を含有する。いくつかの実施形態では、単糖ストリームは、溶解した糖全体に対するグルコースの比率が０．４０〜０．７０、０．４０〜０．５０、０．５０〜０．６０、０．６０〜０．７０、または０．４０〜０．６０の範囲である糖混合物を含有する。いくつかの実施形態では、単糖ストリームは、高モノサッカライド含量を有し、溶解した糖全体に対するグルコースの比率が０．４０〜０．７０の範囲である糖混合物を含有する。
【０２３０】
いくつかの実施形態では、単糖ストリームは、溶解した糖全体に対するキシロースの比率が０．０３〜０．１２、０．０５〜０．１０、０．０３〜０．０５、０．０５〜０．０７５、０．０７５〜０．１０、０．１２〜０．１２、０．１２〜０．１５、または０．１５〜０．２０の範囲である糖混合物を含有する。いくつかの実施形態では、単糖ストリームは、溶解した糖全体に対するアラビノースの比率が０．００５〜０．０１５、０．０２５〜０．０３５、０．００５〜０．０１０、０．０１０〜０．０１５、０．０１５〜０．０２０、０．０２０〜０．０２５、０．０２５〜０．０３０、０．０３０〜０．０３５、０．０３５〜０．０４０、０．０４０〜０．０４５、または０．０４５〜０．０５０の範囲である糖混合物を含有する。いくつかの実施形態では、単糖ストリームは、溶解した糖全体に対するマンノースの比率が０．１４〜０．１８、０．０５〜０．１０、０．１０〜０．１５、０．１５〜０．２０、０．２０〜０．２５、０．２５〜０．３０、または０．３０〜０．４０の範囲である糖混合物を含有する。
【０２３１】
糖混合物は、非常に低濃度のフルフラールおよびフェノールなどの不純物を有する。得られたいくつかのストリームでは、糖混合物は、最大０．１％、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０４％、０．０１％、０．０７５％、０．００５％、０．００４％、０．００２％、または０．００１％重量／重量の量のフルフラールを有する。得られたいくつかのストリームでは、糖混合物は、最大５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．０２ｐｐｍ、または０．０１ｐｐｍの量のフェノールを有する。糖混合物は、さらに、痕跡量のヘキサノール、例えば０．０１〜０．０２％、０．０２〜０．０５％、０．０５〜０．１％、０．１％〜０．２％、０．２〜０．５％、０．５〜１％重量／重量、または１、０．５、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１、０．００５、０．００２、０．００１％重量／重量未満のヘキサノールを特徴とする。さらに、糖混合物は、痕跡量の塩化物、例えば１〜１０、１０〜２０、２０〜３０、３０〜４０、４０〜５０、５０〜１００、１００〜１５０、１５０〜２００、１０〜１００、または１０〜５０ｐｐｍの塩化物を特徴とする。
ＶＩ．リグニンのプロセッシング
【０２３２】
セルロース加水分解の後、リグノセルロースバイオマス中の残留残渣は、主にリグニンである。本発明は、ユニークなプロセッシングおよび精製システムを使用して、新規なリグニン組成物を作製する方法を提供する。本発明のいくつかの実施形態に従ってリグニンをプロセッシングする例示的な方法は、図２０に提示されている（プロセス２０００）。
１．リグニンの洗浄
【０２３３】
リグニン洗浄プロセス２０２０は、撹拌槽反応器の最終反応器から出た酸性リグニンストリーム１７２０−Ｂに残っている遊離糖および塩酸を除去するように設計される。任意選択で、洗浄の前に、リグニンの湿式粉砕２０１０が実施される。湿式粉砕２０１０は、洗浄効率の増大に寄与する。
【０２３４】
リグニン洗浄プロセス２０２０では、多数の洗浄段階（例えば、２つの洗浄段階）を使用することができる。ある方法では、２〜９個または３〜１０個の洗浄段階が使用される。各洗浄段階は、分離器（例えば、ハイドロクロン、ふるい、フィルター、膜）からなっていてもよく、その場合、酸、糖、および固体リグニンの混合物は、前の段階に移動する液体ストリーム、および洗浄の次の段階に移動する濃縮された固体リグニンストリームを用いて分離される。各洗浄段階の温度は、同じでも異なっていてもよい。例えば、最終段階は、初期反応器と比較してわずかに高温で、例えば１０℃〜２０℃に対して２５℃〜４０℃で実施することができる。好ましくは、方法では、７段階向流システムを使用する。
【０２３５】
いくつかの方法では、各洗浄段階は、ハイドロサイクロンで実施される。ハイドロサイクロンの圧力は、４０〜９０ｐｓｉｇであってもよい。いくつかの方法では、２つの洗浄ストリームにより、２個を超えるハイドロサイクロンが供給される。例えば、第１の洗浄ストリームは、ＨＣｌ濃度が４０〜４３％であり、第２の洗浄ストリームは、ＨＣｌ濃度が３２〜３６％である。第１の洗浄ストリームは、第１のハイドロサイクロンに入ることができ、第２の洗浄ストリームは、最終ハイドロサイクロンに入る。任意選択で、洗浄温度は、洗浄物中のＨＣｌ濃度が低下するにつれて上昇する。
【０２３６】
好ましくは、洗浄システムは、最終洗浄段階に添加される共沸性酸溶液を含む向流である。遊離糖および濃縮された酸を含有しているリグニンは、第１の洗浄段階に入る。共沸性濃縮を使用することは、溶液を水で希釈しないため有利であり、水を使用すると、酸溶液の再濃縮にかかる費用が必然的に増大する。
【０２３７】
任意選択で、洗浄システムは、最終洗浄段階に添加される弱酸洗浄物（５〜２０％のＨＣｌ濃度）を含む向流である。遊離糖および濃縮された酸を含有しているリグニンは、第１の洗浄段階に入る。
【０２３８】
多段階洗浄プロセスでは、リグニンと共に洗浄プロセスに入る遊離糖の最大９９％および過剰の酸の９０％を除去することができる。洗浄されたリグニンは、さらなるプロセッシングのために最終段階を出る。
【０２３９】
糖精製プロセス中の酸の回収に関連して先に論じた通り、酸を負荷した抽出剤を水で逆抽出して、酸を回収することができる。回収された酸ストリームは、約５０℃の温度で約１５〜２３％の酸を含有する。好ましくは、この回収された酸ストリームは、リグニン洗浄のために使用される。
【０２４０】
リグニン洗浄から出た酸ストリームは、最大３８〜４２％の酸を含有している場合があり、加水分解にリサイクルさせることができる。
【０２４１】
リグニン洗浄を出たリグニンは、０．５〜１．５％の糖を含有している場合がある。リグニンを圧縮して、過剰の液体を除去することができる。圧縮したリグニンは、最大３５〜５０％の固体、好ましくは１％未満の残留している糖および１３〜２０％のＨＣｌを含有し得る。
２．脱酸
【０２４２】
次に、洗浄された（および任意選択で圧縮された）リグニン２０２０−Ａを、炭化水素溶媒２０４０−Ａと接触させることによって脱酸する（図２０のプロセス２０４０）。任意選択で、接触の前に、湿式粉砕２０３０が実施される。湿式粉砕は、脱酸効率の増大に寄与する。この効率の増大は、接触時間の短縮および／または供給ストリームに対する洗浄ストリームの比率低下の観点によるものである。
【０２４３】
様々な炭化水素溶媒を使用することができる。好ましくは、炭化水素は、大気圧で１００〜２５０℃の間、１２０〜２３０℃の間、または１４０〜２１０℃の間の沸点を有する。本発明に適した炭化水素の例として、ドデカンおよび様々なイソパラフィン流体（例えば、米国ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製のＩＳＯＰＡＲ  Ｇ、Ｈ、Ｊ、Ｋ、ＬまたはＭ）が挙げられる。いくつかの方法では、選択されたイソパラフィン流体は、実質的に水不溶性である。
【０２４４】
いくつかの脱酸プロセスでは、炭化水素溶媒をリグニンと混合して、スラリーを作製する。例えば、炭化水素溶媒は、炭化水素（例えば、Ｉｓｏｐａｒ  Ｋ）と乾燥リグニンの比率を約７／１、９／１、１１／１、１５／１、３０／１、４０／１または４５／１ｗ／ｗ（またはそれらの中間値またはより高い比率）にしてリグニンと混合される。好ましくは、９部の炭化水素（例えば、Ｉｓｏｐａｒ  Ｋ）が、１部の洗浄されたリグニンストリーム（例えば、約２０％のそのままの固体リグニン）と接触させられる。
【０２４５】
次に、混合物を蒸発させて、スラリーから酸を除去する。酸は、炭化水素溶媒と一緒に蒸発する。蒸発させた酸は、回収し、加水分解プロセスにリサイクルさせることができる。
【０２４６】
脱酸されたリグニンストリームは、２％、１．５％、１．０％、０．５％、０．３％、０．２％または０．１％未満のＨＣｌを含むことができる。脱酸されたリグニンストリームは、少なくとも６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％または９９％の固体リグニンを含有することができる。
【０２４７】
任意選択で、脱酸されたリグニンを乾燥して、炭化水素溶媒を除去する。好ましくは、乾燥し脱酸されたリグニンは、５％未満の溶媒および０．５％未満の酸を有する。
ＶＩＩ．リグニンの精製
【０２４８】
乾燥し脱酸されたリグニンをペレット化して、燃料ペレットを作製することができ、または下記の通りさらにプロセッシングして、新規なリグニン組成物を生成することができる。本発明のいくつかの実施形態によるリグニン精製の例示的な方法は、図２１に提示されている（プロセス２１００）。
１．アルカリ可溶化
【０２４９】
本発明のいくつかの例示的な実施形態によれば、リグニン（例えば、脱酸されたリグニン）を可溶化させて、リグニン水溶液を生成する。例えば、リグニンは、パルプ化、ミリング、クラフトパルプ化、亜硫酸パルプ化、苛性（ｃａｕｓｔｉｃ）パルプ化、油圧機械式パルプ化、リグノセルロース原料の穏やかな酸加水分解、リグノセルロース原料の濃縮酸加水分解、リグノセルロース原料の超臨界水または超亜臨界（ｓｕｂ−ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ）水加水分解、リグノセルロース原料のアンモニア抽出から選択される生物精製プロセスによって可溶化することができる。好ましくは、リグニンは、アルカリ溶液を使用して可溶化される。図１９に示した例示的な一実施形態では、脱酸されたリグニン２０４０−Ｂまたは乾燥し脱酸されたリグニン２０５０−Ａをアルカリ溶液に溶解させて、アルカリリグニン溶液２１１０−Ａを形成する。アルカリ可溶化２１１０は、１００℃、１１０℃、１２０℃もしくは１３０℃超、または２００℃、１９０℃、１８０℃、１７０℃、１６０℃もしくは１５０℃未満の温度で実施することができる。好ましくは、アルカリ可溶化２１１０は、１６０〜２２０℃、１７０〜２１０℃、１８０〜２００℃、または１８２〜１９０℃で実施される。反応は、少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０もしくは１２０分、または１０、９、８、７、６、５．５、５、４．５、４もしくは３．５時間未満で実施することができる。好ましくは、アルカリ可溶化２１１０は、約６時間（例えば、１８２℃で）実施される。調理時間および／または調理温度の増大は、リグニンの断片化および／または分解の増大に寄与する。
【０２５０】
アルカリ可溶化では、少なくとも５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％またはそれらの中間値またはそれを超えるパーセンテージ（重量ベースで１００×塩基／（塩基＋水）と表した場合）のアルカリ濃度を使用することができる。任意選択で、アルカリ溶液は、アンモニアおよび／または水酸化ナトリウムおよび／または炭酸ナトリウムを含む。
【０２５１】
アルカリ可溶化すると、脱酸に由来する残留炭化水素（例えば、ＩｓｏＰａｒ  Ｋまたはドデカン）は、別個の有機相に容易に分離され、その有機層は、デカントされ、リサイクルされる。
２．可溶性が制限された溶媒の精製
【０２５２】
リグニン水溶液（例えば、アルカリリグニン溶液）は、可溶性が制限された溶媒を使用してプロセッシングして、新規な高純度リグニン材料を調製することができる（図２１のプロセス２１２０）。驚くべきことには、リグニンは、可溶性が制限された溶媒２１２０−Ｂ（例えば、メチルエチルケトン）に溶解し得ること、および可溶性が制限された溶媒を使用して精製したリグニンは、予期しなかった優れた特性を有することが発見された。いくつかの実施形態では、可溶性が制限された溶媒は、２０℃で水に約３０％ｗｔ未満の溶媒が溶ける水溶性を有する有機溶媒である。
【０２５３】
例えば、アルカリ溶液は、酸味料２１２０−Ａ（例えば、ＨＣｌ）と接触させることができ、それと同時にまたはその後、可溶性が制限された溶媒２１２０−Ｂと混合して、酸性リグニンを含有する二相システムを形成することができる。当技術分野で公知の様々な酸味料を使用して、アルカリ溶液のｐＨを７．０、６．０、５．０、４．０、３．０、２．０、または１．０未満に調整することができる。好ましくは、ｐＨは、約４．０、例えば約３．５〜４．０である。酸味料２１２０−Ａは、塩基性リグニンを酸性リグニンに変換する。リグニンは、溶媒相に溶解するが、水溶性不純物および塩は、水相中に留まる。溶媒相中のリグニンは、水で洗浄し、任意選択で強酸性カチオン交換体を使用して精製して、残留カチオンを除去することができる。
【０２５４】
可溶性が制限された溶媒は、低い水溶性を有するべきであり、可溶性は、室温で３５％ｗｔ未満、２８％ｗｔ未満、１０％ｗｔ未満であるべきである。溶媒は、水と二相を形成すべきであり、溶媒への水の可溶性は、室温で最大２０％、最大１５％、最大１０％、最大５％であるべきである。好ましくは溶媒は、酸性条件において最大１００℃の温度で安定であるべきである。好ましくは、溶媒は、水と、１００℃未満の沸点を有する不均一系共沸混合物を形成すべきであり、ここで共沸混合物の組成は、全共沸混合物のうち少なくとも５０％の溶媒、少なくとも６０％の溶媒を含有する。溶媒は、ケトン、アルコールおよびエーテルまたは他の極性官能基から選択される少なくとも１つの親水性官能基を有するべきである。好ましくは前記溶媒は、安価で市販されているものであるべきである。
【０２５５】
本発明に適した溶媒の例として、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルプロピルケトン、メシチルオキシド、ジアセチル、２，３−ペンタンジオン、２，４−ペンタンジオン、２，５−ジメチルフラン、２−メチルフラン、２−エチルフラン、１−クロロ−２−ブタノン、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、アニソール、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、ギ酸プロピル、ギ酸イソプロピル、２−フェニルエタノール、トルエン、１−フェニルエタノール、フェノール、ｍ−クレゾール、２−フェニルエチルクロリド、２−メチル−２Ｈ−フラン−３−オン、γ−ブチロラクトン、アセタール、メチルエチルアセタール、ジメチルアセタールが挙げられる。任意選択で、可溶性が制限された溶媒は、４〜８個の炭素原子を有するエステル、エーテルおよびケトンの１種または複数を含む。
【０２５６】
高純度の固体リグニンを得るために、可溶性が制限された溶媒は、リグニンから分離される（図２１のプロセス２１４０）。例えば、可溶性が制限された溶媒は、蒸発させることができる。好ましくは、可溶性が制限された溶媒は、高温（例えば、７５℃、８５℃、９０℃）で、酸性リグニンを含有する溶媒溶液を水と混合することによって、リグニンから分離することができる。沈殿したリグニンは、例えば濾過または遠心分離によって回収することができる。固体リグニンは、リグニン溶液を作製するのに適した任意の溶媒（例えば、フェニルエチルアルコール）に溶解することができる。
【０２５７】
あるいは、酸性リグニンを含有する可溶性が制限された溶媒の溶液は、別の溶媒（例えば、トルエン）と混合することができる。可溶性が制限された溶媒は、蒸発させることができるが、補充溶媒（例えば、トルエン）は、溶液中に留まる。所望の溶媒中のリグニン溶液を調製することができる。
３．高純度リグニン
【０２５８】
可溶性が制限された溶媒を精製する方法を使用して得られた高純度リグニンは、天然のリグニンよりも優れた、予期しなかった特性を有する。高純度リグニンは、少量の脂肪族ヒドロキシル基および多量のフェノール性ヒドロキシル基を有していることが発見されたが、このことは、側鎖に沿って切断または縮合が生じ、フェノール部分の間で縮合が生じることを示している。本発明の高純度リグニンは、天然リグニンまたは他の工業用リグニンと比較してより多くの縮合が生じる。本発明の高純度リグニンは、メトキシル含量および脂肪族鎖が少なく、脱メチル化度が非常に高い。
【０２５９】
いくつかの実施形態では、高純度リグニンは、（ａ）最大２ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基、（ｂ）少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、（ｃ）少なくとも０．３５ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基、（ｄ）最大１％重量／重量の量の硫黄、（ｅ）最大０．０５％重量／重量の量の窒素、（ｆ）最大０．１％重量／重量の量の塩化物、（ｇ）２５０℃を超える５％分解温度、（ｈ）３００℃を超える１０％分解温度、（ｉ）低灰分含量、（ｊ）式ＣａＨｂＯｃ（式中、ａは９であり、ｂは１０未満であり、ｃは３未満である）、（ｋ）少なくとも０．９の縮合度、（ｌ）１．０未満のメトキシル含量、（ｍ）０．４未満のＯ／Ｃ重量比、（ｎ）乾物ベースで少なくとも９７％のリグニン、（ｏ）最大０．１％重量／重量の量の灰分含量、（ｐ）最大０．０５％重量／重量の量の全炭水化物含量、（ｑ）２００℃で最大５％重量／重量の量の揮発物含量、および（ｒ）最大０．０５％重量／重量の量の非溶融性粒子含量を含む１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、１０個以上、１１個以上、１２個以上、１３個以上、１４個以上、１５個以上、１６個以上、１７個以上、１８個以上の特徴を特徴とする。
【０２６０】
いくつかの実施形態では、高純度リグニンは、（ａ）乾物ベースで少なくとも９７％のリグニン、（ｂ）最大０．１％重量／重量の量の灰分含量、（ｃ）最大０．０５％重量／重量の量の全炭水化物含量、（ｄ）２００℃で最大５％重量／重量の量の揮発物含量、および（ｅ）最大０．０５％重量／重量の量の非溶融性粒子含量を含む１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上の特徴を特徴とする。例えば、高純度リグニンは、（ａ）乾物ベースで少なくとも９７％のリグニン、（ｂ）最大０．１％重量／重量の量の灰分含量、（ｃ）最大０．０５％重量／重量の量の全炭水化物含量、および（ｄ）２００℃で最大５％重量／重量の量の揮発物含量を特徴とするリグニンであり得る。
【０２６１】
いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、高純度を有する。ある場合には、高純度リグニンは、８０、８５、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、９９．５、９９．７、または９９．９％超の純度である。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低灰分含量を有する。ある場合には、高純度リグニンは、最大５、２、１、０．９、０．８、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２、０．１、０．０５、０．０２、０．０１％重量／重量の量の灰分含量を有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低炭水化物含量を有する。ある場合には、高純度リグニンは、最大０．００５、０．００７５、０．０１、０．０１５、０．０２０、０．０２５、０．０３０、０．０３５、０．０４、０．０４５、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．５、１．０、２．０、５．０％重量／重量の量の全炭水化物含量を有する。ある場合には、高純度リグニンは、２００℃で最大０．１、０．２、０．５、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０％重量／重量の量の揮発物含量を有する。
【０２６２】
いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低い非溶融性粒子含量を有する。ある場合には、高純度リグニンは、最大０．００５、０．００７５、０．０１、０．０１５、０．０２０、０．０２５、０．０３０、０．０３５、０．０４、０．０４５、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．５、１．０、２．０、５．０％重量／重量の量の非溶融性粒子含量を有する。
【０２６３】
いくつかの実施形態では、高純度リグニンは、（ａ）最大２ミリモル／ｇのリグニン脂肪族ヒドロキシル基、（ｂ）少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、（ｃ）少なくとも０．３５ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基、（ｄ）最大１％重量／重量の量の硫黄、（ｅ）最大０．０５％重量／重量の量の窒素、（ｆ）最大０．１％重量／重量の量の塩化物、（ｇ）２５０℃を超える５％分解温度、（ｈ）３００℃を超える１０％分解温度、（ｉ）低灰分含量、（ｊ）式ＣａＨｂＯｃ（式中、ａは９であり、ｂは１０未満であり、ｃは３未満である）、（ｋ）少なくとも０．９の縮合度、（ｌ）１．０未満のメトキシル含量、および（ｍ）０．４未満のＯ／Ｃ重量比を含む１個以上、２個以上、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、１０個以上、１１個以上、１２個以上、１３個以上の特徴を特徴とする。例えば、高純度リグニンは、（ａ）最大２ミリモル／ｇのリグニン脂肪族ヒドロキシル基、（ｂ）少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、および（ｃ）少なくとも０．３５ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を特徴とするリグニンであり得る。いくつかの実施形態では、高純度リグニンは、（ａ）最大２ミリモル／ｇのリグニン脂肪族ヒドロキシル基、（ｂ）少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、（ｃ）少なくとも０．３５ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基、（ｄ）最大１％重量／重量の量の硫黄、および（ｅ）最大０．０５％重量／重量の量の窒素を特徴とする。いくつかの実施形態では、高純度リグニンは、（ａ）２ミリモル／ｇ未満のリグニン脂肪族ヒドロキシル基、（ｂ）少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、（ｃ）少なくとも０．３５ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基、（ｄ）最大１％重量／重量の量の硫黄、（ｅ）最大０．０５％重量／重量の量の窒素、および（ｆ）最大０．１％重量／重量の量の塩化物を特徴とする。いくつかの実施形態では、高純度リグニンは、その熱分解特性、例えば、２５０℃を超える５％分解温度、３００℃を超える１０％分解温度を特徴とする。いくつかの実施形態では、高純度リグニンは、式ＣａＨｂＯｃ（式中、ａは９であり、ｂは１０未満であり、ｃは３未満である）、少なくとも０．９の縮合度、１．０未満のメトキシル含量、および０．４未満のＯ／Ｃ重量比を特徴とする。他の実施形態では、高純度リグニンは、０．４０、０．３９、０．３８、０．３７、０．３６、０．３５、０．３４、０．３３、０．３２、０．３１、０．３０、０．２９、０．２８、０．２７、０．２６、０．２５、０．２４、０．２３、０．２２、０．２１、０．２０未満、または０．２０〜０．２２、０．２２〜０．２４、０．２４〜０．２６、０．２６〜０．２８、０．２８〜０．３０、０．３２〜０．３４、０．３４〜０．３６、０．３６〜０．３８もしくは０．３８〜０．４０のＯ／Ｃ重量比を特徴とする。
【０２６４】
いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低含量の脂肪族ヒドロキシル基を有する。ある場合には、高純度リグニンは、最大０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．２、１．４、１．６、１．８、１．９、または２．０ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基を有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、高含量のリグニンフェノール性ヒドロキシル基を有する。ある場合には、高純度リグニンは、２．０、２．２、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、または４．０ミリモル／ｇ超のリグニンフェノール性ヒドロキシル基を有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、高含量のリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を有する。ある場合には、高純度リグニンは、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．６０、０．７０、０．８０、０．９０、１．０ミリモル／ｇ超のリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低含量の脂肪族ヒドロキシル基、高含量のリグニンフェノール性ヒドロキシル基、および高含量のリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を有する。ある場合には、本発明の高純度リグニンは、最大２ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基、少なくとも２．５ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、および少なくとも０．３５ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を有する。ある場合には、本発明の高純度リグニンは、最大１ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基、少なくとも２．７ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、および少なくとも０．４ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を有する。ある場合には、本発明の高純度リグニンは、最大０．５ミリモル／ｇの量のリグニン脂肪族ヒドロキシル基、少なくとも３．０ミリモル／ｇのリグニンフェノール性ヒドロキシル基、および少なくとも０．９ミリモル／ｇのリグニンカルボン酸ヒドロキシル基を有する。
【０２６５】
いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低含量の硫黄を有する。ある場合には、高純度リグニンは、最大０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５．０、１０．０％重量／重量の量の硫黄を有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低含量の窒素を有する。ある場合には、高純度リグニンは、最大０．００５、０．００７５、０．０１、０．０１５、０．０２０、０．０２５、０．０３０、０．０３５、０．０４、０．０４５、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．５、１．０、２．０、５．０％重量／重量の量の窒素を有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低含量の塩化物を有する。ある場合には、高純度リグニンは、最大０．０１、０．０２、０．０５、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．５、０．７５、１．０、２．０％重量／塩化物の量の塩化物を有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低灰分含量を有する。
【０２６６】
本発明の高純度リグニンは、優れた熱特性、例えば熱安定性も有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、１００、１５０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、または３００℃を超える５％分解温度を有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、２００、２５０、２７５、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、または４００℃を超える１０％分解温度を有する。
【０２６７】
いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、式ＣａＨｂＯｃを特徴とし得る（式中、ａは９であり、ｂは１０未満であり、ｃは３未満である）。ある場合には、ｂは、９．５、９．０、８．５、８．０、７．５または７．０未満である。ある場合には、ｃは、２．９、２．７、２．６、または２．５未満である。他の実施形態では、高純度リグニンは、０．４０、０．３９、０．３８、０．３７、０．３６、０．３５、０．３４、０．３３、０．３２、０．３１、０．３０、０．２９、０．２８、０．２７、０．２６、０．２５、０．２４、０．２３、０．２２、０．２１、０．２０未満、または０．２０〜０．２２、０．２２〜０．２４、０．２４〜０．２６、０．２６〜０．２８、０．２８〜０．３０、０．３２〜０．３４、０．３４〜０．３６、０．３６〜０．３８もしくは０．３８〜０．４０のＯ／Ｃ重量比を特徴とする。
【０２６８】
いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、高い縮合度を有する。ある場合には、本発明の高純度リグニンは、少なくとも０．７、０．８、０．９、０．９５、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、または１．５の縮合度を有する。いくつかの実施形態では、本発明の高純度リグニンは、低メトキシル含量を特徴とする。ある場合には、本発明の高純度リグニンは、１．０、０．９、０．８、０．７、０．６、または０．５未満のメトキシル含量を有する。
４．下流のプロセッシング
【０２６９】
例示的な逆溶媒（ａｎｔｉ−ｓｏｌｖｅｎｔ）プロセッシング：いくつかの実施形態では、脱溶媒（ｄｅｓｏｌｖｅｎｔｉｚａｔｉｏｎ）のために逆溶媒が使用される。例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）は、１００グラムの水溶液（この実施形態では、ＭＥＫである可溶性が制限された溶媒に溶解した酸性リグニン）に２７．５グラム溶ける。いくつかの実施形態では、ＭＥＫに溶解したリグニンを水中にスプレーすることによって（例えば、周囲温度で）、ＭＥＫを水に溶解させる。ＭＥＫ水混合物（適切な水：ＭＥＫ比率の）へのリグニンの可溶性は低いので、リグニンは沈殿する。いくつかの実施形態では、ＭＥＫは、その共沸混合物（７３．５℃、８９％ＭＥＫ）を蒸留することによって、混合物から分離される。
【０２７０】
各溶媒／逆溶媒の組合せは、本発明の追加的な一実施形態である。例示的な溶媒／逆溶媒の組合せとして、ＭＥＫ−水、ＭＥＫ−デカノール、およびＭＥＫ−デカンが挙げられる。
【０２７１】
蒸留による例示的なプロセッシング：いくつかの実施形態では、可溶性が制限された溶媒（例えば、ＭＥＫ；沸点＝７９．６℃）は、それに溶解したリグニンから蒸留して除去される。いくつかの実施形態では、蒸留は、リグニンが溶解している可溶性が制限された溶媒を、高温ガスと接触させる（例えば、スプレー乾燥する）ことを含む。任意選択で、高温ガスとの接触は、事前に蒸発を行った後に実施され、それによって可溶性が制限された溶媒中のリグニン濃度が増大する。いくつかの実施形態では、蒸留は、リグニンが溶解している可溶性が制限された溶媒を、高温液体と接触させることを含む。いくつかの実施形態では、接触は、リグニンが溶解している可溶性が制限された溶媒を、高温液体にスプレーすることを含む（任意選択で、事前にいくらか濃縮した後）。いくつかの実施形態では、高温液体は、水および／または油および／またはＩｓｏｐａｒ  Ｋを含む。いくつかの実施形態では、高温液体は、逆溶媒を含む。いくつかの実施形態では、蒸留は、リグニンが溶解している可溶性が制限された溶媒を、高温固体表面と接触させることを含む。
【０２７２】
いくつかの実施形態では、高温液体は、リグニンが溶解している可溶性が制限された溶媒と接触させられる。高温液体の親水性／疎水性の特性は、分離された固体リグニンの表面特性に影響を及ぼす。いくつかの実施形態では、リグニンが溶解している可溶性が制限された溶媒と高温液体の接触を用いる蒸留の実施形態では、リグニン溶媒の化学的性質は、分離された固体リグニンの表面特性に影響を及ぼす。いくつかの実施形態では、高温液体は、分離された固体リグニン上の反応性官能基の性質および利用性に影響を及ぼす。いくつかの実施形態では、分離された固体リグニン上の反応性官能基の性質および利用性は、例えば他のポリマーとの配合効率に寄与する。いくつかの実施形態では、高温液体の温度は、分離された固体リグニンの分子量に影響を及ぼす。
【０２７３】
例示的な紡糸プロセス：いくつかの実施形態では、可溶性が制限された溶媒に溶解したリグニンを高温液体にスプレーすること、および／または逆溶媒と接触させることによって、湿式紡糸法に適した形態のリグニンが生成される。これらのプロセスは、例えば２種類の液体の絶対的および／もしくは相対的温度、ならびに／または可溶性が制限された溶媒に溶解しているリグニンの濃度などの様々なパラメータを調整することによって、湿式紡糸法に適した形態のリグニンを生成するために適合させることができる。いくつかの実施形態では、可溶性が制限された溶媒に溶解したリグニンの濃度は、リグニン／溶媒の溶液の粘度に寄与する。
【０２７４】
例示的な修飾試薬：いくつかの実施形態では、可溶性が制限された溶媒に溶解したリグニンが接触させられる高温液体は、修飾試薬を含む。任意選択で、高温液体は、修飾試薬である。いくつかの実施形態では、リグニンは、高温液体と接触すると、修飾試薬と反応し、かつ／または修飾試薬によってコーティングされる。
【０２７５】
例示的なコーティングプロセス：可溶性が制限された溶媒に溶解したリグニンを高温固体表面と接触させることによって蒸留を完遂するいくつかの例示的な実施形態によって、固体表面はリグニン層でコーティングされる。いくつかの実施形態によれば、このようなコーティングは、固体表面を被包するように働く。このタイプの被包は、例えば、肥料配合物を持続放出させ、かつ／または湿気バリアを提供するのに有用である。いくつかの実施形態では、コーティングされる固体は、繊維として提供される。得られたコーティングされた繊維は、例えば複合材料の製造に有用である。いくつかの実施形態では、リグニンは、揮発性溶媒（例えば、ＭＥＫ）に溶解させられる。揮発性の可溶性が制限された溶媒を使用することは、熱的に感受性が高い固体をコーティングする能力に寄与する。いくつかの実施形態では、可溶性が制限された溶媒に溶解したリグニンに、可塑剤が添加される。任意選択で、可塑剤は、得られるコーティングの改善に寄与する。
【０２７６】
ポリマー組織化：いくつかの実施形態では、可溶性が制限された溶媒に溶解したリグニンを、直線配置を有する第２のポリマーと共にスプレーして、棒状のリグニン分子の組立てを形成させる。高い縦横比を有する得られたコポリマー配置は、建築適用（例えば、炭素繊維）に有用である。
ＶＩＩＩ．リグノセルロースバイオマスからの直接的なリグニン抽出
【０２７７】
ヘミセルロース糖抽出に関連して先に論じた通り、本発明は、一態様では、ヘミセルロース糖が抽出された後、リグノセルロースバイオマスからリグニンを直接抽出する新規な方法を提供する。方法は、可溶性が制限された溶媒を利用し、様々なサイズのバイオマス粒子に対応できる。したがって、リグニン抽出の前に粒子を粉砕する必要はない。
【０２７８】
バイオマスからヘミセルロース糖を抽出することにより、リグニンを含有する残部が生じる。いくつかの方法では、ヘミセルロース糖を抽出しても、実質的な量のセルロース糖は除去されない。例えば、ヘミセルロース糖を抽出しても、１、２、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０％重量／重量超のセルロースは除去されない。いくつかの方法では、リグニンを含有する残部は、リグニンおよびセルロースを含有する。いくつかの方法では、リグニンを含有する残部は、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０、５、２、１％未満のヘミセルロースを含有する。いくつかの実施形態では、リグニンは、ヘミセルロース糖を除去することなく、リグノセルロースバイオマスから直接抽出することができる。
【０２７９】
リグニン抽出溶液は、可溶性が制限された溶媒、酸、および水を含有する。本発明に適した可溶性が制限された溶媒の例として、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルプロピルケトン、メシチルオキシド、ジアセチル、２，３−ペンタンジオン、２，４−ペンタンジオン、２，５−ジメチルフラン、２−メチルフラン、２−エチルフラン、１−クロロ−２−ブタノン、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、アニソール、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、ギ酸プロピル、ギ酸イソプロピル、２−フェニルエタノール、トルエン、１−フェニルエタノール、フェノール、ｍ−クレゾール、２−フェニルエチルクロリド、２−メチル−２Ｈ−フラン−３−オン、γ−ブチロラクトン、アセタール、メチルエチルアセタール、ジメチルアセタール、モルホリン、ピロール、２−ピコリン、２，５−ジメチルピリジンが挙げられる。任意選択で、可溶性が制限された溶媒は、４〜８個の炭素原子を有するエステル、エーテルおよびケトンの１種または複数を含む。例えば、可溶性が制限された溶媒は、酢酸エチルを含むことができる。任意選択で、可溶性が制限された溶媒は、酢酸エチルから本質的になり、または酢酸エチルからなる。
【０２８０】
リグニン抽出を実施するのに適した、水に対する可溶性が制限された溶媒の比率が、バイオマス材料および使用される特定の可溶性が制限された溶媒に応じて変わり得る。一般に、溶媒と水の比率が、１００：１〜１：１００、例えば５０：１〜１：５０、２０：１〜１：２０の範囲であり、好ましくは１：１である。
【０２８１】
リグニン抽出のために、様々な無機酸および有機酸を使用することができる。例えば、溶液は、無機酸または有機酸、例えばＨ２ＳＯ４、ＨＣｌ、酢酸およびギ酸を含有することができる。酸性水溶液は、０〜１０％またはそれを超える酸、例えば０〜０．４％、０．４〜０．６％、０．６〜１．０％、１．０〜２．０％、２．０〜３．０％、３．０〜４．０％、４．０〜５．０％またはそれを超える酸を含有することができる。好ましくは、抽出および加水分解のための水溶液は、０．６〜５％、好ましくは１．２〜１．５％の酢酸を含む。酸性水溶液のｐＨは、例えば０〜６．５の範囲であり得る。
【０２８２】
リグニン抽出では、高温および／または高圧を用いることが好ましい。例えば、リグニン抽出温度は、５０〜３００℃、好ましくは１６０〜２００℃、例えば１７５〜１８５℃の範囲であり得る。圧力は、１〜１０ｍＰａ、好ましくは１〜５ｍＰａの範囲であり得る。溶液は、０．５〜２４時間、好ましくは１〜３時間加熱することができる。
【０２８３】
リグニンは、可溶性が制限された溶媒（有機相）中に抽出され、残留固体は、主にセルロースを含有する。固体相を洗浄して残留リグニンを除去した後、セルロースは、パルプを製造するために使用することができ、または加水分解（酸性または酵素的）のための出発材料として使用することができる。本発明のいくつかの実施形態による、セルラーゼによるセルロースの加水分解の例示的な方法を、図２２に示す。いくつかの例示的な実施形態では、セルロース加水分解およびセルロース糖精製は、先のセクションＩＶおよびＶに記載した条件と同一または類似の条件下で実施することができる。残留リグニンは、先のセクションＶＩおよびＶＩＩに記載した手順を使用してプロセッシングし、精製することができる。
【０２８４】
任意選択で、溶媒のｐＨは、３．０〜４．５（例えば、３．５〜３．８）に調整される。このｐＨ範囲では、リグニンは、プロトン化され、有機相中に容易に抽出される。溶媒およびリグニンを含む有機相を、強酸性カチオン交換体と接触させると、残留金属カチオンが除去される。高純度固体リグニンを得るために、可溶性が制限された溶媒は、リグニンから分離され、例えば蒸発させられる。好ましくは、可溶性が制限された溶媒は、酸性リグニンを含有する溶媒溶液を高温（例えば、８０℃）の水と混合することによって、リグニンから分離することができる。沈殿したリグニンは、例えば濾過または遠心分離によって回収することができる。固体リグニンは、リグニン溶液を作製するのに適した任意の溶媒（例えば、フェニルエチルアルコール）に溶解することができる。
【０２８５】
あるいは、酸性リグニンを含有する可溶性が制限された溶媒の溶液は、別の溶媒（例えば、トルエン）と混合することができる。可溶性が制限された溶媒は、蒸発させることができるが、補充溶媒（例えば、トルエン）は、溶液中に留まる。所望の溶媒中のリグニン溶液を調製することができる。
【０２８６】
図４３は、本発明の特定の実施形態による、ヘミセルロース欠乏リグノセルロース物質からのリグニンの酸−溶媒抽出および溶媒可溶性リグニンの精製のためのプロセスの模式的説明である。このプロセスによって、溶媒および溶解したリグニンを含むストリーム２００が得られ、ここで残留灰分は、１０００ｐｐｍ未満、好ましくは５００ｐｐｍ未満であり、多価カチオンは、リグニン（乾燥ベースで）に対して５００ｐｐｍ未満、好ましくは２００ｐｐｍ未満であり、残留炭水化物は、リグニン（乾燥ベースで）に対して５００ｐｐｍ未満である。溶液は、粒子状物質を含まない。
ＩＸ．廃水処理
【０２８７】
有機溶質に保存されているエネルギーを利用し、環境要件に適合させるために、有機物質を含有する水性廃棄物ストリームを嫌気性消化装置で処理して、燃焼できるメタンを生成することができる。しかし、嫌気性消化装置は、所与の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）レベル当たりの硫酸イオンが高すぎることによって害を受けることが公知であり、また、消化装置内に炭酸カルシウムが蓄積するのを防止するために、４００ｐｐｍ未満のカルシウムイオンを有する流入ストリームに制限される。前述の通り、本発明の様々な段階で生成される水性廃棄物ストリームは、これらの要件に適合する。さらに先に開示した通り、逆抽出は、いくつかのステップで実施することができ、有機物質に対する無機イオンレベルをより良好に制御することができる。
Ｘ．リグニンの適用
【０２８８】
本明細書に開示の実施形態による高純度リグニン組成物は、低灰分含量、低い硫黄および／または亜リン酸濃度を有する。このような高純度リグニン組成物は、触媒汚染および／または中毒の低減に寄与することによって、触媒反応において使用するのに特に適している。低硫黄含量を有するリグニン組成物は、特に、例えばガソリンまたはディーゼル燃料の燃料添加剤として使用することが特に望ましい。
【０２８９】
高純度リグニンの他の潜在的に可能ないくつかの適用として、炭素繊維の製造、アスファルトの製造が挙げられ、バイオポリマーの構成成分としても使用できる。これらの使途として、例えば、石油採掘用添加剤、コンクリート添加剤、染料分散剤、農業化学物質、動物の餌、工業用結合剤、製紙業用の特殊ポリマー、貴金属回収助剤、木材防腐剤、硫黄を含まないリグニン製品、自動車のブレーキ、木材パネル製品、バイオ分散剤、ポリウレタンフォーム、エポキシ樹脂、プリント回路基板、乳化剤、捕捉剤、水処理用配合物、壁板強化用添加剤、接着剤、バニリンの原材料、キシリトール、およびパラクマリル、コニフェリル、シナピルアルコールの供給源が挙げられる。
【０２９０】
本発明の追加的な実施形態を、セクションＸＩ〜ＸＩＶに開示する。
ＸＩ．代替のリグノセルロースバイオマスのプロセッシングおよび酸の回収の実施形態
【０２９１】
このセクションに開示される実施形態は、一般に、糖および／またはリグニンを生成するためのリグノセルロース基材のプロセッシング、ならびに酸の回収（例えば、ＨＣｌの回収）に関する。
【０２９２】
例えば、本明細書に開示のいくつかの実施形態は、Ｓ１溶媒ベースの抽出剤からＨＣｌを逆抽出して準共沸性ＨＣｌ溶液を生成し、その後、大気圧を超える圧力で蒸留して気体ＨＣｌを生成することによって、濃度３７％超のＨＣｌ溶液を生成するために使用することができる。次に、気体ＨＣｌを準共沸性ＨＣｌ溶液に吸収させて、濃度３７％超のＨＣｌ溶液を生成する。
第１の例示的な方法
【０２９３】
図２３は、いくつかの実施形態による方法の簡素化された流れ図である。図２３では、破線は、溶媒フローを示し、実線は、ＨＣｌ（気体または水溶液）および／または糖および／またはリグニンのフローを示す。
【０２９４】
図示した例示的な方法は、リグノセルロース材料（図示せず）を、リサイクルされたＨＣｌストリーム（例えば、１３０および／または１６０に由来する）で加水分解１１０して、水性加水分解物（図の１１０から下方に進行する）および固体リグニンストリーム（すなわち図の１１０から右方向に進行する、固体リグニンを含むストリーム）を形成するステップを含む。任意選択で、固体リグニンストリームは粉砕される（例えば、１１０の後および１６０の前）。いくつかの実施形態では、加水分解物は、糖混合物および２０％、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％もしくは３５％重量／重量超のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］のＨＣｌを含み、かつ／またはリグニンストリームは、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％もしくは３５％重量／重量超のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］のＨＣｌを含む。
【０２９５】
図示した例示的な方法は、加水分解物を、Ｓ１溶媒を含むリサイクルされた抽出剤で抽出するステップ（１２０Ａおよび／または１２０Ｂ）も含む。抽出は、少なくとも２つの抽出ステップ（１２０Ａおよび１２０Ｂ）を含む。いくつかの実施形態では、１２０Ａに由来する抽出物は、２０％重量／重量超、２５％重量／重量超、３０％重量／重量超、３５％もしくは４０％重量／重量超、またはそれを超えるＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］を含む。Ｓ１溶媒の性質に起因して、酸および水は、糖よりも優先的に抽出される。
【０２９６】
任意選択で、方法は、糖混合物中のオリゴ糖に対する単糖の比率を増大し（例えば、第２の加水分解１２４によって）、その混合物を精製して（例えば、クロマトグラフィー１２８によって）、糖全体のうち少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％または少なくとも９５％重量／重量の単糖および１％未満、０．７％未満、０．５％未満、０．３未満、０．１％未満または０．０１％重量／重量未満のＨＣｌをそのまま含有する精製された混合物（１２９）を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、糖混合物中のオリゴ糖に対する単糖の比率を増大することは、クロマトグラフィー分離１２８して、オリゴマーカットからモノマーカットを分離することを含む。いくつかの実施形態では、モノマーカットは、精製された糖１２９として収集され、オリゴマーカットは、１２８から１２４の上向きの矢印によって示されている通り、第２の加水分解１２４にリサイクルされる。
【０２９７】
第２の加水分解１２４およびクロマトグラフィー１２８に関連する抽出１２０Ａおよび１２０Ｂによる、加水分解１１０に由来する糖混合物の処理は、ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０２４０３３（あらゆる目的で参照によって本明細書に組み込まれる）に記載されている。
【０２９８】
図示した例示的な方法は、抽出物を水溶液で逆抽出して（例えば、１３０および／または１３２）、脱酸された抽出剤および水性逆抽出物を形成するステップも含む。水溶液は、水であってもよい。水溶液は、１種または複数の溶質を含むこともできる。
【０２９９】
図示した例示的な方法は、脱酸された抽出剤をリサイクルされた抽出剤に組み込むステップも含む（１３２から１２０Ｂへの破線）。いくつかの実施形態では、抽出剤の少なくとも一部は、精製１３５に回される。例示的な精製１３５の方法は、ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０４６１５３（あらゆる目的で参照によって本明細書に組み込まれる）に記載されている。
【０３００】
図示した例示的な実施形態は、水とＨＣｌの混合物を加水分解物から蒸発１１１させた後に抽出することを含む（１２０Ａおよび／または１２０Ｂ）。いくつかの実施形態では、蒸発させた混合物は、吸収体１５０に向かう。いくつかの実施形態では、蒸発させた混合物の少なくとも一部は、凝縮され、高圧蒸発器１４２に向かう（図２４を参照）。任意選択で、蒸発させた混合物を吸収体１５０に送ることは、蒸発モジュール１４５におけるエネルギー消費量を低減することに寄与する。いくつかの実施形態では、１２０Ａから１３０へのストリームの液体体積の低下またはＨＣｌ濃度の低下は、１４５におけるエネルギー消費量を低減することに寄与する。いくつかの実施形態では、蒸発１１１に由来する水とＨＣｌの混合物の少なくとも一部（吸収体１５０を通過した後）により、固体リグニンストリームを洗浄する（例えば、１６２および／または１６０において）。
【０３０１】
いくつかの実施形態では、１３０で生成された水性逆抽出物は、リサイクルされたＨＣｌストリームに組み込まれ、加水分解１１０に到達する。いくつかの実施形態では、１３０からの逆抽出物は、抽出１２０Ａに戻る（図２４を参照）。
【０３０２】
いくつかの実施形態では、単糖比率の増大は、クロマトグラフィー分離１２８およびオリゴ糖の酸触媒型（第２の）加水分解１２４の少なくとも一方を含む。任意選択で、単糖比率の増大は、クロマトグラフィー分離１２８およびオリゴ糖の酸触媒型の加水分解１２４の両方を含む。
【０３０３】
いくつかの実施形態では、オリゴ糖は、一対の少なくとも２つの抽出ステップ（例えば、１２０Ａおよび１２０Ｂ）の間で単糖に加水分解される（１２４）。他の実施形態では、方法は、（１つまたは複数の）抽出ステップの後または（１つまたは複数の）抽出ステップの前に（図示せず）、オリゴ糖を単糖に加水分解するステップ（１２４）を含む。いくつかの実施形態では、加水分解１２４は、抽出１２０Ａを出た水性ストリーム中に残留している酸によって触媒される。任意選択で、酸は、クロマトグラフィー１２８に由来する水性ストリームによってさらに希釈され、加水分解１２４に回される。
【０３０４】
いくつかの実施形態では、単糖比率の増大は、抽出１２０Ａおよび１２０Ｂの後に、混合物で実施されるクロマトグラフィー分離１２８を含む。いくつかの実施形態では、精製は、抽出１２０Ａおよび１２０Ｂの後に、混合物で実施されるクロマトグラフィー分離１２８を含む。いくつかの実施形態では、単糖比率の増大および精製は、抽出１２０Ａおよび１２０Ｂの後に、混合物で実施されるクロマトグラフィー分離１２８を含む。任意選択で、クロマトグラフィー分離１２８により、糖カットおよびオリゴマーカットが生成される。いくつかの実施形態では、糖カットは、精製された混合物１２９として働き、オリゴマーカットは、オリゴ糖が富化されている。いくつかの実施形態では、オリゴマーカットは、ＨＣｌが富化されている。いくつかの実施形態では、クロマトグラフィー分離１２８は、増大および精製の両方に寄与する。いくつかの実施形態では、単糖比率の増大は、オリゴ糖の酸触媒型の加水分解１２４を含み、オリゴマーカットは、酸触媒型の加水分解１２４にリサイクルされる（１２８からの矢印を参照）。
【０３０５】
いくつかの実施形態では、リグニンストリームは、糖を含有する。固体リグニンストリームは、逆抽出物の少なくとも一画分または希釈された逆抽出物の少なくとも一画分で洗浄される。洗浄されたリグニンストリームおよび洗浄リカーが生成される。洗浄リカーは、リサイクルされたＨＣｌストリームの少なくとも一部として含まれる。図２３では、このことは、１３２から吸収体１５０を介して第２のリグニン洗浄１６２に至る逆抽出物フローとして生じる。固体リグニンは、第２のリグニン洗浄１６２から脱酸１６４へと前方に流れ、洗浄リカーは、第１のリグニン洗浄１６０を介して加水分解１１０へと後方に進む。いくつかの実施形態では、洗浄リカーは、リグニンストリーム中に元々存在していた糖のうち７０％、７５％、８０％、８５％、９０％または９５％重量／重量またはその中間値またはパーセンテージを含む（洗浄の前）。いくつかの実施形態では、固体リグニンストリームは、蒸発１１１に由来する水とＨＣｌの混合物の少なくとも一部で洗浄される（例えば、１６２および／または１６０において）。いくつかの実施形態では、水およびＨＣｌの混合物の少なくとも一部は、リグニンを洗浄する前に吸収体１５０を通過する。リグニンストリームをリサイクルされたＨＣｌストリームで洗浄する例示的な方法は、ＰＣＴ／ＩＬ２０１１／０００４２４（あらゆる目的で参照によって本明細書に組み込まれる）に、より詳細に記載されている。脱酸されたリグニン１６５は、０．５％重量／重量未満、０．３％重量／重量未満または０．２％重量／重量未満のＨＣｌを含有する。
【０３０６】
いくつかの実施形態では、１３２に由来する逆抽出物の少なくとも一画分は、蒸発モジュール１４５で処理される。図示されている例示的な蒸発モジュール１４５は、少なくとも１つの低圧蒸発器１４０および少なくとも１つの高圧蒸発器１４２を含む。いくつかの実施形態では、蒸発モジュール１４５により、準共沸性酸凝縮物および超共沸性気体状ＨＣｌが生成され、リサイクルされたＨＣｌストリームは、気体状ＨＣｌを含む。任意選択で、低圧蒸発器１４０により、準共沸性酸凝縮物が生成される。任意選択で、高圧蒸発器１４２により、超共沸性気体状ＨＣｌが生成される。いくつかの実施形態では、準共沸性酸凝縮物は、最大２％、１％、０．１％または０．０１％重量／重量の量のＨＣｌをそのまま含有する。いくつかの実施形態では、リサイクルされたＨＣｌストリームは、１４２に由来する気体状ＨＣｌを含む（例えば、吸収体１５０において水溶液に吸収された後）。
【０３０７】
いくつかの実施形態では、固体リグニンストリームを、逆抽出物の別の画分で洗浄して、洗浄されたリグニンストリームおよび洗浄リカーを生成する。いくつかの実施形態では、この他の画分は、１４２に由来する気体状ＨＣｌを含み、これは１３２に由来する逆抽出物と吸収体１５０において合わさり、第２のリグニン洗浄１６２に進む。いくつかの実施形態では、この他の画分は、蒸発１１１に由来する水とＨＣｌの混合物の少なくとも一部を含み、これは１３２に由来する逆抽出物と吸収体１５０において合わさり、第２のリグニン洗浄１６２に進む。
【０３０８】
いくつかの実施形態では、蒸発モジュール１４５により、超共沸性ＨＣｌ水溶液および準共沸性ＨＣｌ水溶液が生成される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの低圧蒸発器１４０により、超共沸性ＨＣｌ水溶液が生成され、少なくとも１つの高圧蒸発器１４２により、準共沸性ＨＣｌ水溶液が生成される。
【０３０９】
いくつかの実施形態では、リグニンストリームを脱酸１６４して、脱酸されたリグニンおよび脱酸ＨＣｌストリームを形成し、脱酸ＨＣｌストリームをリサイクルされたＨＣｌストリームに組み込む。図２３では、脱酸ＨＣｌストリームは、低圧蒸留１４０を介して高圧蒸留１４２に進む。いくつかの実施形態では、１４２に由来する気体状ＨＣｌは、吸収剤１５０を介して加水分解１１０にリサイクルされ、かつ／または希釈液体ＨＣｌの水性フローは、逆抽出１３０を介して加水分解１１０にリサイクルされる。いくつかの実施形態では、脱酸１６４は、低圧蒸留１４０の結果物として形成された共沸性ＨＣｌ溶液および／もしくは超共沸性ＨＣｌ溶液、ならびに／または高圧蒸留１４２の結果物として形成された準共沸性ＨＣｌ溶液の存在下で実施される。いくつかの実施形態では、１６４に由来する脱酸ＨＣｌストリームを、高圧蒸留器を含有する蒸発モジュール１４５で処理して、準共沸性ＨＣｌ溶液および気体状ＨＣｌを形成し、気体状ＨＣｌストリームをリサイクルされたＨＣｌストリームに組み込む。いくつかの実施形態では、高圧蒸留ユニット１４２により、準共沸性ＨＣｌ溶液および気体状ＨＣｌストリームが形成される。
【０３１０】
いくつかの実施形態では、逆抽出物１３０および／または１３２は、水および／または希釈（準共沸性）酸溶液（例えば、低圧蒸留１４０の凝縮物として形成される）および／または準共沸性ＨＣｌ溶液（例えば、高圧蒸留１４２の結果物として形成される）を用いて実施される。いくつかの実施形態では、逆抽出物は、希釈段階および濃縮段階の二段階（１３０および１３２）で実施される。任意選択で、希釈段階は、水および希釈酸溶液（例えば、低圧蒸発１４０の凝縮物として形成される）の少なくとも１つを用いて実施される。いくつかの実施形態では、濃縮段階は、共沸性ＨＣｌ溶液、超共沸性ＨＣｌ溶液（例えば、低圧蒸発１４０の結果物として形成される）および準共沸性ＨＣｌ溶液（例えば、高圧蒸発１４２の結果物として形成される）の少なくとも１つを用いて実施される。
【０３１１】
いくつかの実施形態では、１２０Ａに由来する抽出物は、最初に濃縮段階の逆抽出１３０を経由して濃縮された逆抽出物を形成し、次に希釈段階の逆抽出を経由して希釈された逆抽出物を形成する。いくつかの実施形態では、抽出物は糖を含み、濃縮された逆抽出物は、それらの糖の少なくとも７０％を含む。任意選択で、方法は、濃縮された逆抽出物を、リサイクルされたＨＣｌストリームに組み込むステップを含む（図２３の１３０から１１０への矢印）。本発明の他の例示的な実施形態では、濃縮された逆抽出物は、抽出１２０Ａに組み込まれ、そこで任意選択で糖の回収に寄与する（図２４を参照）。任意選択で、濃縮された逆抽出物をリサイクルされたＨＣｌストリームに組み込むことは、糖の回収に寄与する。
【０３１２】
逆抽出が二段階（１３０および１３２）で実施される場合、第２の段階（１３２）で逆抽出剤中のＨＣｌ濃度を低減することは、その第２の段階でＨＣｌの抽出効率を増大することに寄与する。
【０３１３】
いくつかの実施形態では、希釈された逆抽出物の一画分を、少なくとも１つの低圧蒸発器１４０および少なくとも１つの高圧蒸発器１４２を含有する蒸発モジュール１４５で処理して、準共沸性酸凝縮物および（超共沸性）気体状ＨＣｌを生成し、方法は、気体状ＨＣｌをリサイクルされたＨＣｌストリームに組み込むステップを含む。任意選択で、低圧蒸発器１４０により、準共沸性の希釈酸凝縮物を生成する。任意選択で、高圧蒸発器１４２により、気体状ＨＣｌを生成する。
【０３１４】
いくつかの実施形態では、リグニンストリームを、１３２に由来する希釈された逆抽出物の一画分で洗浄し（吸収体１５０を通過した後、図２３）、かつ／または１１１に由来する混合物の一画分で洗浄して（図２４）、洗浄されたリグニンストリームおよび糖を含有する洗浄リカーを生成する。いくつかの実施形態では、洗浄されたリグニンストリームは、脱酸１６４へと前方に進み、洗浄リカーは後方に流れ、したがってリサイクルされたＨＣｌストリームに組み込まれ、加水分解１１０に到着する。
【０３１５】
いくつかの実施形態では、固体リグニンストリームは、糖を含み、１３２に由来する希釈された逆抽出物の一画分で洗浄される。任意選択で方法は、１３２に由来する希釈された逆抽出物のその画分に、洗浄する前にＨＣｌを吸収させるステップを含む。いくつかの実施形態では、方法は、１１１に由来する混合物の少なくとも一部に、洗浄する前にＨＣｌを吸収させるステップ（１５０）を含む（図２４を参照）。
【０３１６】
いくつかの実施形態では、方法は、超共沸性ＨＣｌを濃縮されたＨＣｌストリームと接触させて、中間濃度のＨＣｌ溶液を生成するステップを含み、かつ／または方法は、準共沸性ＨＣｌを濃縮されたＨＣｌストリームと接触させて、中間濃度のＨＣｌ溶液を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、濃縮されたＨＣｌストリームは、気体状ストリームであり（例えば、１４２および／または１１１に由来する）、接触は、気液吸収体への吸収を含む（例えば、１５０において）。いくつかの実施形態では、方法は、１１１で生成された前記加水分解物に由来する蒸発させた水とＨＣｌの混合物を、少なくとも１つの他のＨＣｌストリームと接触させるステップを含む。いくつかの実施形態では、方法は、固体リグニンストリームを、中間濃度のＨＣｌ溶液（例えば、１５０に由来する）で洗浄１６２するステップを含む。
追加的な例示的方法
【０３１７】
再び図２３を参照すると、いくつかの実施形態は、リグノセルロース材料を、洗浄リカー（任意選択でリグニン洗浄リカー）を含有するリサイクルされたＨＣｌストリームで加水分解１１０するステップを含む方法に関する。いくつかの実施形態では、加水分解１１０により、水性加水分解物および固体リグニンストリームが形成される。任意選択で、加水分解物は、糖混合物および２０％、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％もしくは３５％重量／重量超のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］のＨＣｌを含み、かつ／またはリグニンストリームは、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％もしくは３５％重量／重量超のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］のＨＣｌおよび糖を含有する。
【０３１８】
いくつかの実施形態では、方法は、加水分解物を、Ｓ１溶媒を含むリサイクルされた抽出物（任意選択で脱酸されている）で抽出するステップ（１２０Ａおよび／または１２０Ｂ）を含む。いくつかの実施形態では、抽出は、２０％重量／重量超または２５％重量／重量超のＨＣｌ／［ＨＣｌまたは水］を含有する抽出物を形成するために、少なくとも２つの抽出ステップを含む（１２０Ａおよび１２０Ｂが図示されている）。いくつかの実施形態では、抽出は、単一の抽出ステップで実施される。
【０３１９】
任意選択で、方法は、糖混合物中のオリゴ糖に対する単糖の比率を増大し、その糖混合物を精製して、糖全体のうち少なくとも７０％重量／重量の単糖および１％重量／重量未満のＨＣｌを含有する精製された混合物を生成するステップを含む（例えば、第２の加水分解１２４および／またはクロマトグラフィー１２８によって）。
【０３２０】
いくつかの実施形態では、方法は、抽出物を水溶液で逆抽出して（１３０および／または１３２）、脱酸された抽出剤を形成するステップを含む。いくつかの実施形態では、逆抽出は、少なくとも２つの逆抽出段階（１３０および１３２）を含む。任意選択で、これらの逆抽出の一方は、濃縮された逆抽出物およびＨＣｌ欠乏抽出物を形成する濃縮段階（１３０）であり、他方は、希釈された逆抽出物および脱酸された抽出剤を形成する希釈段階（１３２）である。
【０３２１】
いくつかの実施形態では、方法は、固体リグニンストリームを、１３２に由来する逆抽出物の少なくとも一画分を含有するリグニン洗浄ストリームで洗浄して、洗浄されたリグニンストリームおよび洗浄リカーを生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、洗浄ストリームは、吸収体１５０を通過し、ここでＨＣｌ濃度は、気体状ＨＣｌと接触することによって増大する。
【０３２２】
いくつかの実施形態では、方法は、洗浄されたリグニンストリームを脱酸１６４して、脱酸され洗浄されたリグニン１６５および脱酸ＨＣｌストリームを形成するステップを含む（１６４から１４０への矢印）。
【０３２３】
いくつかの実施形態では、方法は、少なくとも１つの低圧蒸発器１４０でＬＰ−ＨＣｌ水溶液を蒸発させて（すなわち１３２から１４０に供給する）、準共沸性の希釈酸凝縮物および超共沸性ＨＣｌ水溶液を生成し、少なくとも１つの高圧蒸発器１４２でＨＰ−ＨＣｌ水溶液を蒸発させて（すなわち１４０から１４２に供給する）、気体状ＨＣｌおよび準共沸性ＨＣｌ水溶液を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、ＬＰ−ＨＣｌ水溶液は、準共沸性ＨＣｌ溶液および／または希釈された逆抽出物および／または脱酸ＨＣｌストリームを含む。いくつかの実施形態では、ＨＰ−ＨＣｌ水溶液は、超共沸性ＨＣｌ溶液および／または脱酸ＨＣｌストリームまたは希釈された逆抽出物を含む。いくつかの実施形態では、濃縮逆抽出段階１３０では、低圧蒸発１４０に由来する超共沸性溶液、または高圧蒸発１４２に由来する準共沸性溶液を逆抽出剤として用いる。いくつかの実施形態では、低圧蒸発１４０に由来する準共沸性酸凝縮物は、逆抽出の希釈段階１３２で逆抽出剤として働く。
【０３２４】
いくつかの実施形態では、方法は、加水分解物に由来する水とＨＣｌの混合物を、事前に蒸発１１１させた後、抽出するステップ（１２０Ａおよび／または１２０Ｂ）を含む。この混合物の様々な可能な使途および／または蒸発モジュール１４５におけるエネルギー消費量に対するそれらの効果は、本明細書で先に記載した通りである。いくつかの実施形態では、蒸発１１１に由来する水とＨＣｌの混合物の少なくとも一部により、固体リグニンを洗浄する（例えば、１６２および／または１６０において）。いくつかの実施形態では、この洗浄は、混合物の少なくとも一部が吸収体１５０を通過した後に行われる。
【０３２５】
いくつかの実施形態では、リグニン洗浄ストリームは、１３２に由来する希釈された逆抽出物の一画分、および高圧蒸発１４２で生成された前記気体状ＨＣｌの一画分を含む（１５０から１６２への矢印）。
【０３２６】
いくつかの実施形態では、方法は、超共沸性ＨＣｌを濃縮されたＨＣｌストリームと接触させて、中間濃度のＨＣｌ溶液を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、方法は、準共沸性ＨＣｌを濃縮されたＨＣｌストリームと接触させて、中間濃度のＨＣｌ溶液を生成するステップを含む。いくつかの実施形態では、濃縮されたＨＣｌストリームは、気体状ストリーム（例えば、１４２に由来する）であり、接触は、気液吸収体への吸収を含む（例えば、１５０において）。いくつかの実施形態では、方法は、加水分解物に由来する蒸発させた水とＨＣｌの混合物を、少なくとも１つの他のＨＣｌストリームと接触させるステップを含む（図２３の１１１から１５０への矢印および／または図２４の１１１から１４２への矢印）。いくつかの実施形態では、固体リグニンストリームの洗浄（例えば、１６２において）では、中間濃度のＨＣｌ溶液（例えば、１５０に由来する）を用いる。
追加的な例示的流路
【０３２７】
ここで図２４を参照すると、いくつかの実施形態では、ＨＣｌ／水のストリームは、低圧蒸発ユニット１４０から逆抽出１３０および／またはリグニン脱酸１６４に回される。いくつかの実施形態では、ＨＣｌ／水のストリームは、低圧蒸発ユニット１４０から吸収体１５０に回される（例えば、図示されている通り、１１１に由来するストリームと混合することによって）。
例示的システム
【０３２８】
再び図２３を参照すると、本発明のいくつかの実施形態は、蒸発モジュール１４５に由来し、任意選択で高圧蒸発ユニット１４２に由来する気体状ＨＣｌのフローを受け取り、気体状ＨＣｌを水溶液に吸収させて、濃縮されたＨＣｌ溶液を生成するように適合された、吸収体１５０を含むシステムを提供する。いくつかの実施形態では、吸収体１５０は、事前蒸発モジュール１１１に由来するＨＣｌおよび水の混合物を吸収する。
【０３２９】
いくつかの実施形態では、システムは、濃縮されたＨＣｌ溶液（１５０に由来する）を、向流フローの酸性リグニンストリームと接触させるように適合されたリグニン脱酸モジュール（１６０＋１６２＋１６４）を含む。いくつかの実施形態では、システムは、リグノセルロース材料の酸加水分解物のＳ１溶媒抽出物を逆抽出することによって水溶液を提供するように適合された、逆抽出モジュール（１３２および／または１３０）を含む。いくつかの実施形態では、システムは、Ｓ１溶媒抽出物を逆抽出モジュール（１３２および／または１３０）に提供するように適合された抽出モジュール（１２０Ａおよび／または１２０Ｂ）を含む。いくつかの実施形態では、システムは、リグノセルロース材料を受け取り、酸性リグニンストリーム、ならびに糖およびＨＣｌを含有する加水分解物を流出するように適合された加水分解容器１１０を含む。いくつかの実施形態では、システムは、溶媒リサイクルループを含む（１３２から１２０Ｂへの破線の矢印を参照。精製１３５ありまたはなし。いくつかの実施形態では、システムは、少なくとも１つの低圧蒸発ユニット１４０および少なくとも１つの高圧蒸発ユニット１４２を含む蒸発モジュール１４５を含む。いくつかの実施形態では、システムは、加水分解物から水とＨＣｌの混合物を蒸発させ、混合物の少なくとも一部を吸収体１５０に回すように構成された事前蒸発モジュール１１１を含む。いくつかの実施形態では、低圧蒸発ユニット１４０は、逆抽出モジュール１３２によって提供された逆抽出物から、準共沸性酸凝縮物および超共沸性ＨＣｌ溶液を生成するように適合されている。いくつかの実施形態では、高圧蒸発ユニット１４２は、気体状ＨＣｌおよび準共沸性ＨＣｌ溶液を生成するように適合される。
例示的な蒸発の考察
【０３３０】
いくつかの実施形態では、低圧蒸発１４０は、約５０℃および約１００ミリバール（最低値）で実施される。いくつかの実施形態では、高圧蒸発１４２は、約１３５℃および約４バール（最低値）で実施される。
ＸＩＩ．代替的なセルロース糖精製実施形態
【０３３１】
図２６ａは、２０２として一般に表示されている糖精製モジュールの例証的な実施形態の略図である。この明細書は、ＨＣｌを例証的な酸と称するが、他の酸も用いることができる。このセクションにおける例としてＨＣｌが具体的に参照される。他の酸（例えば硫酸）が使用され得る。
【０３３２】
モジュール２０２は、超共沸性ＨＣｌ水溶液中の糖混合物を含めた流入ストリーム１３１ａを受けるとともに流出ストリーム１３１ｂにおいてオリゴ糖に対する単糖の比率を増大させるように適応された二次加水分解ユニット２４０、ならびに単糖が富化されているモノマー留分２３０およびオリゴ糖が富化されているオリゴマー留分２８０を生成させるために前記流出ストリームを分離するように適応されたクロマトグラフィー構成成分２７０を含めたシステムである。いくつかの実施形態において、ストリーム１３１ａには、ＨＣｌの水溶液中に少なくとも２０％重量／重量の糖が含まれる。いくつかの実施形態において、オリゴマー留分２８０は、二次加水分解ユニット２４０にリサイクルされる。任意選択で、このリサイクルは、加水分解中における酸および／または糖の濃度の低減に寄与する。
【０３３３】
いくつかの実施形態において、オリゴマーからのモノマーの分離は絶対ではない。いくつかの実施形態において、モノマー留分２３０には、全糖の百分率として少なくとも６５％重量／重量、７０％重量／重量、７５％重量／重量、８０％重量／重量、８５％重量／重量、９０％重量／重量、９５％重量／重量、９７．５％重量／重量または９９％重量／重量（または中間以上の百分率）の単糖が含まれる。他の実施形態において、オリゴマー留分２８０には、全糖の百分率として少なくとも６５％重量／重量、７０％重量／重量、７５％重量／重量、８０％重量／重量、８５％重量／重量、９０％重量／重量、９５％重量／重量、９７．５％重量／重量または９９％重量／重量（または中間以上の百分率）のオリゴ糖が含まれる。いくつかの実施形態において、オリゴマー留分２８０には残留している酸が含まれる。
【０３３４】
いくつかの実施形態において、該システムには、流入ストリーム１３０および流出ストリーム１３１ｂまたは１３１ｃの少なくとも１つを、Ｓ１溶媒１５５を含有する抽出剤と接触させるように適応された酸抽出器（２つの抽出器２１０ａおよび２１０ｂが描写されている）が含まれる。いくつかの実施形態において、抽出による酸の除去は、モノマーの再オリゴマー化における低減、および／または樹脂に対する損傷における低減、および／または主要加水分解反応器１１０（図２５）へ酸をリサイクルする能力に寄与する。いくつかの実施形態において、酸抽出器には、連続して配置されている少なくとも２つの酸抽出器２１０ａおよび２１０ｂが含まれる。いくつかの例証的な実施形態において、該配置は、二次加水分解反応器２４０が少なくとも２つの酸抽出器（２１０ａおよび２１０ｂ）の任意のペア間に配列されるように図に描写されている。
【０３３５】
いくつかの実施形態において、該システムには、二次加水分解ユニット２４０から流出ストリーム１３１ｂを濾過するために位置された濾過ユニット２５０が含まれる。いくつかの実施形態において、該システムには、流出ストリーム１３１ｃまたは１３３から残留している酸１５６を除去するように適応されたイオン交換構成成分２５１が含まれる。いくつかの実施形態において、酸抽出器２１０ｂの提供は、１５６での残留している酸の量における低減に寄与する。いくつかの実施形態において、該システムには、二次加水分解ユニット２４０とクロマトグラフィー構成成分２７０との間に配列された蒸発ユニット２６０が含まれる。蒸発ユニット２６０は、クロマトグラフィーユニット２７０に入るストリーム１３１ｅにおける全糖濃度を増大させる。任意選択で、より高い糖濃度は、２７０でのオリゴマーからのモノマーの分離の効率に寄与する。いくつかの実施形態において、該システムには、前記二次加水分解反応器の上流に配列された蒸発ユニット（２９０；図２６ｃ）が含まれる。ユニット２９０は、図２６ｃの文脈において、より詳細に記載されている。
【０３３６】
モジュール２０２は、酸抽出器２１０（２つの抽出器２１０ａおよび２１０ｂは、図面に描写されている）およびクロマトグラフィー構成成分２７０を含めたシステムとして記載することもできる。いくつかの実施形態において、クロマトグラフィー構成成分２７０は、擬似移動床（ＳＭＢ）および／または逐次的擬似移動床（ＳＳＭＢ）技術を用いる。いくつかの実施形態において、ＳＳＭＢ方式で作動する１２カラムが使用される。本発明の他の例証的な実施形態において、より大きい数またはより小さい数のカラムが用いられる。いくつかの実施形態において、クロマトグラフィー構成成分は、単糖が富化されているモノマー留分２３０からオリゴ糖が富化されているオリゴマー留分２８０を分離する機能を果たす（本明細書における富化は、全糖に対するものである）。
【０３３７】
描写されている例証的な酸抽出器２１０ａおよび２１０ｂは、超共沸性ＨＣｌ水溶液中に糖混合物を含有する流入ストリームである流入ストリーム１３０から酸を抽出するように適応されている。いくつかの実施形態において、糖混合物には、超共沸性ＨＣｌ水溶液中における少なくとも２０％重量／重量；少なくとも２２％重量／重量；少なくとも２４％重量／重量；少なくとも２６％重量／重量または少なくとも２８％重量／重量の糖が含まれる。いくつかの実施形態において、超共沸性ＨＣｌ水溶液には、２２％重量／重量、２３％重量／重量、２４％重量／重量、２５％重量／重量、２６％重量／重量、２７％重量／重量、２８％重量／重量、２９％重量／重量、３０％重量／重量または中間以上の百分率の％ＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］が含まれる。本発明の他の例証的な実施形態によると、超共沸性ＨＣｌ水溶液には、４０％重量／重量未満、３８％重量／重量、３６％重量／重量、３４％重量／重量または３２％重量／重量未満のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］が含まれる。いくつかの実施形態において、適応としては、相対的流量および／または抽出剤組成および／または温度条件の調節が挙げられる。いくつかの実施形態において、抽出は、Ｓ１溶媒（上文に定義されている通り）を含めた抽出剤を用いて、流出糖ストリーム１３１ａを生成することである。いくつかの実施形態において、Ｓ１溶媒としては、ｎ−ヘキサノールおよび２−エチル−ヘキサノールの少なくとも１つが挙げられる。いくつかの実施形態において、Ｓ１溶媒はヘキサノールであり、抽出は、４５℃〜５５℃、任意選択で約５０℃の温度で行われる。図２６ａにおいて、抽出剤は、明確にするために溶媒１５５として描写されている。実際の実施において、Ｓ１溶媒に加えて材料が抽出剤中に存在し得る。いくつかの実施形態において、これらの追加的な材料は、抽出剤リサイクルに由来する。
【０３３８】
クロマトグラフィー構成成分２７０は、流出ストリーム１３１ａから糖を分離することでオリゴ糖が富化されているオリゴマー留分２８０および単糖が富化されているモノマー留分２３０を生成するように適応されている（クロマトグラフィー構成成分２７０への流入ストリームに対する）。いくつかの実施形態において、クロマトグラフィー構成成分２７０には、イオン交換樹脂が含まれる。例証的な適応としては、樹脂選択、流量および溶出条件が挙げられる。
【０３３９】
いくつかの実施形態において、酸抽出器（２１０＋２１０ｂ）は、流入ストリーム１３０と、溶媒１５５を含めた抽出剤との間に対向流を生成する。抽出中のある時点で、ＨＣｌ  １４０（破線矢印）はストリーム１３０から分離され、抽出剤中の溶媒１５５（実線矢印）と一緒に流れ始める。いくつかの実施形態において、結果として生ずるＳ１／ＨＣｌ液相は、２０％重量／重量超、２２％重量／重量、２４％重量／重量、２６％重量／重量、２８％重量／重量、３０％重量／重量、３２％重量／重量、３４％重量／重量、３６％重量／重量、３８％重量／重量または４０％重量／重量［ＨＣｌ／（ＨＣｌおよび水）］を含有する。任意選択で、結果として生ずるＳ１／ＨＣｌ液相は、５０％重量／重量未満、４８％重量／重量未満、４６％重量／重量未満、４４％重量／重量未満または４２％重量／重量未満［ＨＣｌ／（ＨＣｌおよび水）］を含有する。
【０３４０】
いくつかの実施形態において、対向流は、溶媒１５５を含有する抽出剤を回収モジュール１５０から酸抽出器２１０ｂの底部端へ送達することによって創出され、一方、流入ストリーム１３０は酸抽出器２１０ａの上部端へ送達される。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のポンプ（描写されていない）は、溶媒１５５を含有する抽出剤および／または流入ストリーム１３０を（１つまたは複数の）抽出器２１０へ送達する。いくつかの実施形態において、酸抽出器２１０には、少なくとも１つのパルスカラムが含まれる。任意選択で、パルスカラムはＢａｔｅｍａｎパルスカラム（Ｂａｔｅｍａｎ  Ｌｉｔｗｉｎ、Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）である。
【０３４１】
Ｂａｔｅｍａｎパルスカラムには、下降するストリーム１３０と上昇する抽出剤１５５とがカラムを通過する場合にそれらの間の接触を確実にする交互のディスク＆ドーナッツ形状バッフルが充填されている大直径垂直パイプが含まれる。抽出剤１５５における溶媒は、少なくとも３５％重量／重量、４０％重量／重量、４５％重量／重量、５０％重量／重量、５５％重量／重量、６０％重量／重量、６５％重量／重量、７０％重量／重量、７５％重量／重量、８０％重量／重量、８５％重量／重量、９０％重量／重量もしくは少なくとも９２％重量／重量または中間以上の百分率の酸１４０を、ストリーム１３０から除去する。
【０３４２】
いくつかの実施形態において、糖は、酸枯渇ストリーム１３１ａにおける（１つまたは複数の）抽出器２１０を出て、二次加水分解モジュール２４０に入る。
【０３４３】
本発明の様々な例証的な実施形態は、糖精製、ならびにＨＣｌおよび／または溶媒のリサイクルに関連する検討の両方に取り組む。混乱を防ぐために、糖ストリーム１３０がモジュール２０２の中を進むことでモノマー留分２３０として出現する場合には、以下の記載が糖ストリーム１３０に続く。いくつかの実施形態において、モノマー留分２３０には実質的に酸がない（例えば、現状ベースで０．１未満または０．０５％未満）。他の実施形態において、モノマー留分２３０には、現状ベースで０．９％重量／重量未満、０．８％重量／重量、０．７％重量／重量、０．６％重量／重量、０．５％重量／重量、０．４％重量／重量、０．３％重量／重量、０．２％重量／重量またはなお０．１％重量／重量未満のＨＣｌが含まれる。
【０３４４】
それがモジュール２０２の中を移動すると、流入糖ストリーム１３０の順次記載にここで戻り：ストリーム１３０は、抽出器２１０（本明細書において、２１０ａおよび２１０ｂとして描写されている）の中を流れ、Ｓ１溶媒１５５およびＨＣｌ  １４０の両方を含めた抽出剤で抽出される。いくつかの実施形態において、ストリーム１３０には、２１０ａでの抽出より前に、水溶液中で少なくとも２０％の全糖および超共沸濃度のＨＣｌが含まれる。これらの全糖には、３０％、４０％、５０％、６０％もしくはなお７０％（重量ベース）ものオリゴサッカライドまたは中間以上の百分率が含まれ得る。
【０３４５】
いくつかの実施形態において、糖は、抽出器２１０ａおよび２１０ｂから酸還元ストリーム１３１ａとして出現する。任意選択で、２１０での抽出は水および／またはＨＣｌを除去するので、１３１ａでの糖濃度は、１３０での糖濃度より高い。オリゴ糖に対する単糖の比率は、この段階で実質的に未変化のままである。ＨＣｌ濃度は、２１０での抽出によって低減されている。ＨＣｌ  １４０およびＳ１溶媒１５５は、抽出器２１０ａから回収モジュール１５０へと出る。いくつかの実施形態において、ＨＣｌ  １４０およびＳ１溶媒１５５は蒸留にかけられる。回収モジュール１５０は、分離されたＨＣｌ（破線矢印）を加水分解反応器１１０へリサイクルし、分離された溶媒１５５を抽出器２１０ｂに送る。いくつかの実施形態において、回収モジュール１５０は、セクションＸＩに記載されている通り逆抽出を用いる。
【０３４６】
いくつかの実施形態において、酸還元ストリーム１３１ａは、二次加水分解反応器２４０に流れ、ここで、それは任意選択で、クロマトグラフィーユニット２７０からのオリゴマー留分２８０（細破線矢印）と混合される。いくつかの実施形態において、加水分解反応器２４０は、（１つまたは複数の）酸抽出器２１０とクロマトグラフィー構成成分２７０との間に配列される。
【０３４７】
オリゴマー留分２８０は、全糖およびＨＣｌの両方に関してストリーム１３１ａよりも希釈されるので、この混合は、二次加水分解２４０における糖濃度（およびＨＣｌ濃度）を低減する働きをする。任意選択で、追加的な水性ストリームがこの段階で付加されることで、全糖濃度をさらに低減し、および／または酸濃度を低減し、および／またはオリゴ糖の割合を増大させる。任意選択で、糖濃度の低減は、オリゴマーのより低い平衡濃度に寄与する。
【０３４８】
例えば、オリゴマー留分２８０は、追加的な糖、主にオリゴ糖を運ぶ。この混合の効果は、ＨＣｌ濃度が、現状ベースで、１．０％重量／重量、０．９％重量／重量、０．８％重量／重量、０．７％重量／重量、０．６５％重量／重量、０．５％重量／重量以下に低減されることである。任意選択で、ＨＣｌ濃度は、０．３％重量／重量〜１．５％重量／重量の間、０．４％重量／重量〜１．２％重量／重量の間、または０．４５％重量／重量〜０．９％重量／重量の間に低減される。いくつかの実施形態において、２４０での全糖濃度は、２５％重量／重量より下、２２％重量／重量より下、１９％重量／重量より下、１６％重量／重量より下、１３％重量／重量より下、またはなお１０％重量／重量より下に低減される。いくつかの実施形態において、オリゴマー留分２８０は、オリゴ糖戻りループとしての機能を果たす。
【０３４９】
この混合に続いて、希釈ＨＣｌにおける結果として生じた糖溶液は、モジュール２４０における二次加水分解反応に供される。いくつかの実施形態において、この二次加水分解は、少なくとも１時間、少なくとも２時間もしくは少なくとも３時間、または中間以上の時間の間続く。任意選択で、この二次加水分解は、１時間〜３時間、任意選択で約２時間持続する。いくつかの実施形態において、温度は、１５０℃より下、１４０℃、１３０℃、１２０℃、１１０℃、１００℃もしくは９０℃より下または中間以下の温度に維持される。いくつかの実施形態において、温度は、６０℃〜１５０℃の間、７０℃〜１４０℃の間、または８０℃〜１３０℃の間に維持される。いくつかの実施形態において、モジュール２４０において行われる二次加水分解は、全糖の８０％〜９０％、任意選択で８５％〜８８％、任意選択で約８６％の単糖割合をもたらす。いくつかの実施形態において、モジュール２４０において行われる二次加水分解は、全糖の少なくとも７２％重量／重量、７４％重量／重量、７６％重量／重量、７８％重量／重量、８０％重量／重量、８２％重量／重量、８４％重量／重量、８６％重量／重量、８８％重量／重量、またはなお少なくとも９０％重量／重量の単糖割合をもたらす。いくつかの実施形態において、結果として生ずる二次加水分解物１３１ｂは、全糖の少なくとも２０％重量／重量、２２重量／重量、２４％重量／重量、２６％重量／重量、２８％重量／重量、３０％重量／重量、３２％重量／重量、３４％重量／重量、３６％重量／重量、３８％重量／重量、４０％重量／重量、４２％重量／重量、４４％重量／重量、４６％重量／重量、４８％重量／重量または５０％重量／重量を含有する。
【０３５０】
単純にするために単一の二次加水分解反応器２４０が酸抽出器（２１０ａおよび２１０ｂ）とクロマトグラフィー構成成分２７０との間に描写されているが、１つまたは複数の加水分解反応器２４０が提供され得る。
【０３５１】
いくつかの実施形態において、（１つまたは複数の）加水分解反応器（２４０は、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃もしくは１２５℃または中間以下の温度で作動する。いくつかの実施形態において、（１つまたは複数の）加水分解反応器２４０は、１．８バール、１．９バール、２．０バール、２．１バールまたは２．２バールの圧力で作動する。いくつかの実施形態において、加水分解反応は、１時間〜３時間、１．５時間〜２．５時間または１．７時間〜２時間の間続く。いくつかの実施形態において、２４０での加水分解反応は、９５℃にて約２時間の間大気圧で行われる。本発明の他の例証的な実施形態において、２４０での加水分解反応は、１２５℃にて約１．７時間の間約２バールで行われる。
【０３５２】
いくつかの実施形態において、結果として生ずる二次加水分解物１３１ｂは、モジュール２４０を離れ、濾過ユニット２５０に進む。いくつかの実施形態において、二次加水分解反応器２４０からの出口ストリームを濾過するために、濾過ユニット２５０が位置される。いくつかの実施形態において、濾過ユニット２５０は、二次加水分解物１３１ｂからの微粒子を除去する。いくつかの実施形態において、これらの粒子は、フィルターから周期的に洗い流され、酸（例えばＨＣｌ）、Ｓ１溶媒および水の混合物を任意選択で使用して、（１つまたは複数の）抽出器２１０に送り戻される。いくつかの実施形態において、濾過ユニット２５０には、マイクロ濾過構成成分が含まれる。いくつかの実施形態において、濾過された二次加水分解物１３１ｃは、二次加水分解反応器２４０とクロマトグラフィー構成成分２７０との間に配列されたアニオン交換体２５１に進む。
【０３５３】
いくつかの実施形態において、アニオン交換体２５１には、弱塩基性アニオン交換樹脂（ＷＢＡ）および／または少なくとも２０個の炭素原子を含めたアミンが含まれる。いくつかの実施形態において、アニオン交換体２５１は、ストリーム１３１ｃから残留している酸（例えばＨＣｌ）１５６を分離させる。ストリーム１５６は、代替実施形態によると、酸、その塩またはそれらの組合せを含有する。いくつかの実施形態において、２５１でのアニオン交換体はアミンであり、１５６での塩としては、塩化アミンが挙げられる。いくつかの実施形態において、２５１でのアニオン交換体としてのアミンの使用は、糖からの色の除去に寄与し、および／または下流の糖精白における低減に寄与する。
【０３５４】
いくつかの実施形態において、アニオン交換体の再生は、ＨＣｌ負荷アニオン交換体を塩基で処理することによる。いくつかの実施形態において、塩基は、アルカリ金属およびアンモニアの水酸化物、重炭酸塩および炭酸塩から選択される。いくつかの実施形態において、再生は、アルカリ金属またはアンモニアの塩化物塩を形成し、該塩は、ＨＣｌおよび塩基を再形成するために処理される。いくつかの実施形態において、塩基はアンモニウム塩基であり、塩化アンモニウムが形成され、少なくとも部分的に促進剤として使用される。
【０３５５】
任意選択で、残留しているＨＣｌまたは塩１５６は、廃棄物として捨てられる。いくつかの実施形態において、アニオン交換体２５１に入るＨＣｌの８０％重量／重量超、８２％重量／重量、８４％重量／重量、８６％重量／重量、８８％重量／重量、９０％重量／重量、９２％重量／重量、９４％重量／重量、９６％重量／重量または９８％重量／重量超は、ストリーム１５６に出る。いくつかの実施形態において、ストリーム１３２におけるＨＣｌ濃度は、現状ベースで、２．５％重量／重量未満、２％重量／重量、１．５％重量／重量、１．０％重量／重量、０．５％重量／重量、０．３％重量／重量、０．２％重量／重量、０．１％重量／重量、０．０５％重量／重量未満または０．０１％重量／重量未満である。
【０３５６】
いくつかの実施形態において、アニオン交換体２５１にはアミンが含まれ、４０℃〜６０℃、任意選択で約５０℃の（１つまたは複数の）温度で作動する。いくつかの実施形態において、アニオン交換体２５１を出るストリーム１３２は、カチオン交換体モジュール２５３に進む。いくつかの実施形態において、カチオン交換体モジュール２５３は、二価のカチオン（例えばＭｇ＋＋および／またはＣａ＋＋）を糖ストリームから分離する。いくつかの実施形態において、糖１３１ｄは、二価のカチオンストリーム１５７から別々に溶出される。いくつかの実施形態において、アニオン交換体２５１および／またはカチオン交換体モジュール２５３は、カチオン交換体モジュール２５３を出るストリーム１３１ｄにおける全糖の濃度を希釈する。いくつかの実施形態において、糖ストリーム１３１ｄは、蒸発ユニット２６０によって濃縮される。いくつかの実施形態において、蒸発ユニット２６０は、アニオン交換体２５１とクロマトグラフィー構成成分２７０との間に位置される。いくつかの実施形態において、蒸発ユニット２６０は、６０℃、７０℃、８０℃もしくは９０℃の温度または中間以上の温度で作動する。いくつかの実施形態において、蒸発ユニット２６０は、１５０ｍｂａｒ、２５０ｍｂａｒ、３５０ｍｂａｒ、４５０ｍｂａｒ、５５０ｍｂａｒ、６５０ｍｂａｒ、７５０ｍｂａｒ、８５０ｍｂａｒもしくは９５０ｍｂａｒの圧力または中間以上の圧力で作動する。いくつかの実施形態において、温度および／または圧力の条件は、制御された様式にて蒸発ユニット２６０内で蒸発中に変動する。任意選択で、ユニット２６０の含有物は、いくつかの部分に分割され、各部分は異なる条件下で蒸発される。いくつかの実施形態において、前の部分からの熱が、次の部分を蒸発させる。
【０３５７】
蒸発ユニット２６０は、ストリーム１３１ｄから水１４２を除去する。任意選択で、蒸発ユニット２６０からの水１４２の少なくとも一部分は、クロマトグラフィー構成成分２７０のための溶出液としておよび／または二次加水分解モジュール２４０での希釈剤として働く。水の蒸発は、糖濃度が増大する原因となる。糖濃度におけるこの増大は、殊にＨＣｌが存在するならば、糖のオリゴマー化（再オリゴマー化）に寄与することができる。いくつかの実施形態において、ＨＣｌ  １４０および／または１５６の除去は、再オリゴマー化における低減に寄与する。こうした再オリゴマー化を低減するための例証的な仕方が、このセクションの「例証的な平衡の検討」において考察される。
【０３５８】
濃縮され濾過された二次加水分解物１３１ｅは、少なくとも３２％重量／重量、任意選択で少なくとも３５％重量／重量の糖とともに、蒸発ユニット２６０を離れる。ある実施形態において、１３１ｄは、４０％重量／重量〜７５％重量／重量の間、４５％重量／重量〜６０％重量／重量の間、または４８％重量／重量〜６８％重量／重量の間の糖とともに、蒸発ユニット２６０を離れる。いくつかの実施形態において、糖濃度における増大は、クロマトグラフィー分離の効率における増大に寄与する。
【０３５９】
いくつかの実施形態において、濃縮され濾過された二次加水分解物１３１ｅは、少なくとも３０％重量／重量、４０％重量／重量、５０％重量／重量または６０％重量／重量以上の百分率の全糖とともに、蒸発ユニット２６０を離れる。濃縮され濾過された二次加水分解物１３１ｅは、任意選択でイオン交換樹脂が含まれるクロマトグラフィー構成成分２７０に進む。濃縮され濾過された二次加水分解物１３１ｅには、２５１でのＨＣｌ  １５６の除去により、加水分解物１３１ｃより低い濃度の酸が含まれる。いくつかの実施形態において、濃縮され濾過された加水分解物１３１ｅには、現状ベースで１％重量／重量未満、０．９％重量／重量未満、０．８％重量／重量未満、０．７％重量／重量、０．６％重量／重量、０．５％重量／重量、０．４％重量／重量、０．３％重量／重量、０．２％重量／重量、０．１％重量／重量または０．０５％重量／重量のＨＣｌが含まれる。「例証的な平衡の検討」は、このセクションに記載されている。
【０３６０】
ストリーム１３１ｅは、クロマトグラフィー樹脂上に供給され、水溶液を使用して溶出される。いくつかの実施形態において、蒸発器２６０から送達された水溶液１４２は、溶出ストリームとして働くことができる。この溶出は、オリゴマー留分２８０（二次加水分解モジュール２４０への細破線矢印）およびモノマー留分２３０を生成する。
【０３６１】
クロマトグラフィー分離２７０には、糖混合物と、および溶出ストリームと接触させることが含まれる。溶出ストリームは、水または水溶液である。いくつかの実施形態において、水溶液は該プロセスの別の段階で形成される。いくつかの実施形態において、ヘミセルロース糖の水性ストリームが使用される。任意選択で、ヘミセルロース糖の水性ストリームは、熱水でリグノセルロース材料を予備処理する生成物である。熱水でリグノセルロース材料を予備処理するための例証的な方法は、ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６４５４１（全ての目的で参照により本明細書に組み込む）に記載されている。
【０３６２】
いくつかの実施形態において、カチオン交換樹脂がクロマトグラフィー分離２７０のために用いられる。いくつかの実施形態によると、樹脂は、アルカリ金属またはアンモニウムのカチオンが少なくとも部分的に負荷される。
【０３６３】
いくつかの実施形態において、モノマー留分２３０は、本来は混合物１３０に存在していた糖の８０％重量／重量、８５％重量／重量、９０％重量／重量、９５％重量／重量もしくは９７．５％重量／重量または中間以上の百分率を含有する。いくつかの実施形態において、これらの糖は、約８０％重量／重量〜９８％重量／重量、任意選択で約８９％重量／重量〜９０％重量／重量の単糖および約２％重量／重量〜２０％重量／重量、任意選択で約１０％重量／重量〜１１％重量／重量のオリゴ糖である。いくつかの実施形態において、これらの糖は、糖全体のうちの、少なくとも８０％重量／重量、少なくとも８２重量／重量、少なくとも８４％重量／重量、少なくとも８６％重量／重量、少なくとも８８％重量／重量、少なくとも９０％重量／重量、少なくとも９２％重量／重量、少なくとも９４％重量／重量、少なくとも９６重量／重量、少なくとも９８％重量／重量または中間以上の百分率の単糖である。いくつかの実施形態において、モノマー留分２３０は、少なくとも２０％重量／重量、少なくとも２２重量／重量、少なくとも２４％重量／重量、少なくとも２６％重量／重量、少なくとも２８％重量／重量、少なくとも３０％重量／重量、少なくとも３２％重量／重量、少なくとも３４％重量／重量、少なくとも３６％重量／重量、少なくとも３８％重量／重量、少なくとも４０％重量／重量、少なくとも４２％重量／重量、少なくとも４４％重量／重量、少なくとも４６％重量／重量、少なくとも４８％重量／重量または少なくとも５０％重量／重量の全糖を含有する。オリゴマー留分中に残っている任意の糖は、リサイクルの後続の回において大いに回収することができる。いくつかの実施形態において、オリゴマー留分中に残っている糖は、オリゴマーリッチな混合物から、主に単糖である混合物に変換することができる。
【０３６４】
精製プロセスは、明確にするために線形進行として記載されているが、実際には、それは部分的に連続的および／または循環的の両方であってよい。
任意選択の追加的な精製構成成分
【０３６５】
図２６ｂは、一般にモジュール２０４として描写されているモジュール２００の追加的な任意選択の構成成分を描写している。任意選択のモジュール２０４は、モジュール２０２の流出２３０をさらに精製する。描写されている例証的なモジュール２０４には、任意の残っている残留溶媒１５５をモノマー留分２３０から除去するように適応された脱溶媒機２７２が含まれる。この溶媒は、回収モジュール１５０に、または抽出ユニット２１０にそれを送ることによって回収することができる（２１０ａは、図面に表示されている）。糖は、下流の発酵に悪く影響する可能性のある不純物を除去するように適応された精製媒体２７４へと続く。いくつかの実施形態において、精製媒体２７４には、任意選択でカラム中に提供された顆粒状炭素が含まれる。任意選択で、顆粒状炭素は、有色本体、有色前駆体、ヒドロキシメチルフルフラール、窒素化合物、フルフラール、およびタンパク質性材料を含めて不純物を除去する。これらの材料の各々は、発酵を阻害する潜在性を有する。
【０３６６】
いくつかの実施形態において、精製媒体２７４にはイオン交換樹脂が含まれる。いくつかの実施形態において、イオン交換樹脂は、任意のアニオンおよび／またはカチオンを除去する。いくつかの実施形態において、これらのアニオンおよび／またはカチオンとしては、アミノ酸、有機酸および鉱酸が挙げられる。任意選択で、イオン交換樹脂としては、強酸性カチオン樹脂および弱塩基性アニオン樹脂の組合せが挙げられる。
【０３６７】
いくつかの実施形態において、精製媒体２７４は、強カチオン樹脂および強塩基性アニオン樹脂の組合せを使用する混床系で糖を精白する。いくつかの実施形態において、この段階での糖濃度は約３４％〜３６％である。いくつかの実施形態において、モノマー留分２３０の固体含量を増大させるように適応された濃縮器２７６が用いられる。濃縮器２７６は、任意選択で水を蒸発させる。いくつかの実施形態において、結果として生ずる精製糖流出２３０’は、モノマーとして存在する糖を７０％重量／重量以上、８０％重量／重量以上、９０％重量／重量または９５％重量／重量以上有する７７％重量／重量〜８０％重量／重量の糖の溶液である。
【０３６８】
いくつかの実施形態において、結果として生ずる生成物（例えば、２３０から結果として得られる）には、少なくとも５０％重量／重量、６０％重量／重量、６５％重量／重量、７０％重量／重量または７５％重量／重量の糖が含まれる。いくつかの実施形態において、結果として生ずる生成物には、全糖に対して少なくとも９２％重量／重量、９４％重量／重量、９６％重量／重量、９７％重量／重量または９８％重量／重量の単糖が含まれる。いくつかの実施形態において、結果として生ずる生成物には、現状ベースで０．３％重量／重量未満、０．２％重量／重量、０．１％重量／重量または０．０５％重量／重量のＨＣｌが含まれる。
例証的な任意選択の予備蒸発モジュール
【０３６９】
図２６ｃは、一般にモジュール２０５として描写されているモジュール２００の追加的な任意選択の構成成分を描写している。それが含まれるような実施形態において、任意選択のモジュール２０５は、抽出器２１０ａの上流に位置される（図２６ａ）。いくつかの実施形態において、流入ストリーム１３０（上に記載されている通り）は、予備蒸発モジュール２９０に入る。予備蒸発には、任意選択で、蒸留および／または真空圧力の適用が含まれる。モジュール２９０における予備蒸発は、ＨＣｌおよび水の気体状混合物２９２ならびに修正された流入ストリーム１３１ｇを生成する。いくつかの実施形態において、修飾された流入ストリーム１３１ｇは、流入ストリーム１３０よりも高い糖濃度および低いＨＣｌ濃度を有する。例えば、いくつかの実施形態において、モジュール２９０は、２５％重量／重量から３０％重量／重量に、ストリームにおける糖濃度を増大させる。いくつかの実施形態において、モジュール２９０は、ＨＣｌ濃度を３３％重量／重量から２７％重量／重量に［ＨＣｌ／（ＨＣｌおよび水）］減少させる。
【０３７０】
いくつかの実施形態において、モジュール２９０は、５０℃〜７０℃、任意選択で約５５℃〜６０℃の温度で作動する。いくつかの実施形態において、モジュール２９０は、１００ｍｂａｒ〜２００ｍｂａｒ、任意選択で１２０ｍｂａｒ〜１８０ｍｂａｒ、任意選択で約１５０ｍｂａｒの圧力で作動する。いくつかの実施形態において、２９０での蒸発は、供給ストリーム１３０におけるＨＣｌ濃度よりも高いＨＣｌ濃度を有する蒸気相を生成する。それらの実施形態によると、２９０での予備蒸発は、ＨＣｌ濃度を、１３０におけるその濃度に対して少なくとも２％重量／重量、４％重量／重量、６％重量／重量、８％重量／重量、１０％重量／重量、１２％重量／重量、１４％重量／重量または１６％重量／重量減少させる。いくつかの実施形態において、２９０での予備蒸発は、全糖濃度を、１３０におけるその濃度に対して少なくとも２％重量／重量、４％重量／重量、６％重量／重量、８％重量／重量、１０％重量／重量、１２％重量／重量、１４％重量／重量または１６％重量／重量増大させる。
【０３７１】
いくつかの実施形態において、２９０からの蒸気相におけるＨＣｌ濃度は、３０％重量／重量超、３５％重量／重量、４０％重量／重量、４２％重量／重量、４４％重量／重量、４６％重量／重量、４８％重量／重量、５０％重量／重量、５２％重量／重量、５４％重量／重量、５６％重量／重量、５８％重量／重量もしくは６０％重量／重量または中間以上の百分率［ＨＣｌ／（ＨＣｌおよび水）］である。
【０３７２】
予備蒸発モジュール２９０が含まれるような本発明の実施形態によると、ストリーム１３１ｇは、図２６ａにおける抽出器２１０ａのための流入ストリームとして１３０に取って代わる。
アニオン交換体としてのアミン抽出剤の使用における例証的な検討
【０３７３】
図２６ｄは、一般に２０６として表示されている任意選択の追加的または代替的な構成成分を有する図２６ａの脱酸システムと同様の脱酸システムを描写する。図２６ａにおいても使用されている図２６ｄにおける数字は、構成成分またはストリームなどを表示する。図２６ａにおいて描写されており、上文に説明されているいくつかの項目は、明確にするために図２６ｄにおいて描写されていない。描写されている例証的な立体配置２０６は、アニオン交換２５１でアミン抽出剤を用いる本発明の実施形態に適当である。
【０３７４】
いくつかの実施形態において、濾過された二次加水分解物１３１ｃは、６％重量／重量〜１６％重量／重量、７％重量／重量〜１５％重量／重量、８％重量／重量〜１４％重量／重量、９％重量／重量〜１３％重量／重量または１０％重量／重量〜１２％重量／重量の糖を含有する。いくつかの実施形態において、濾過された二次加水分解物１３１ｃは、現状ベースで１．２％重量／重量未満、１．１％重量／重量、１．０％重量／重量、０．９％重量／重量、０．８％重量／重量または０．７％重量／重量のＨＣｌを含有する。いくつかの実施形態において、濾過された二次加水分解物１３１ｃは、現状ベースで０．２％重量／重量超、０．３％重量／重量、０．４％重量／重量または０．５％重量／重量のＨＣｌを含有する。
【０３７５】
いくつかの実施形態において、２５１でのアミンは、抽出剤の一部として提供される。例えば、いくつかの実施形態において、抽出剤には、重量により４０％〜７０％、４５％〜６５％、４８％〜６０％または５０％〜５５％のアミンが含まれ、希釈剤も含まれる。２５１での抽出剤における使用に適当なアミンとしては、トリ−ラウリルアミン（ＴＬＡ；例えば、Ｃｏｇｎｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；Ｔｕｃｓｏｎ  ＡＺ；ＵＳＡからのＣＯＧＮＩＳ  ＡＬＡＭＩＮＥ  ３０４）、トリ−オクチルアミン、トリ−カプリリルアミンおよびトリ−デシルアミンが挙げられる。全てこれらは第３級アミンである。本発明の他の例証的な実施形態において、少なくとも２０個の炭素原子を有する第２級および第１級アミンが用いられる。２５１での抽出剤における使用に適当な希釈剤としては、長鎖アルコール（例えば、ヘキサノールおよび／またはドデカノール）が挙げられる。いくつかの実施形態において、希釈剤は追加的な構成成分を含有する。
【０３７６】
いくつかの実施形態において、２５１でのアミン抽出剤の有機相：水性相の比率（１３１ｃ水性相に対する）は、１：１〜１：４の間；１：１．２〜１：３．５の間；１：１．４〜１：３．０の間、任意選択で約１：２である。いくつかの実施形態において、２５１でのアミンを用いる抽出は、４段階以下、３段階以下、２段階以下、または１段階で起こる。いくつかの実施形態において、各段階は、ミキサーセトラー内で起こる。いくつかの実施形態において、所与の段階における混合は、１０分未満、８分、６分、４分もしくは２分または中間以下の時間の間続く。いくつかの実施形態において、所与の段階における沈降は、１０分未満、８分、６分、４分、２分もしくは１分または中間以下の時間の間続く。いくつかの実施形態において、２５１でのアミンを用いる抽出は、４０℃〜８０℃；４５℃〜７５℃；５０℃〜７０℃または約６０℃で起こる。
【０３７７】
いくつかの実施形態において、２５１を出る糖ストリーム１３２（例えば、図２６ｄにおける１３２ａ）は、１０００ｐｐｍ未満、８００ｐｐｍ未満、７００ｐｐｍ未満、６００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、４００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、２００ｐｐｍ未満もしくは１００ｐｐｍ未満のＨＣｌまたは中間以下の量のＨＣｌを含有する。いくつかの実施形態において、２５１を出る糖ストリーム１３２（例えば、図２６ｄにおける１３２ａ）は、２０ｐｐｍ超、４０ｐｐｍ超、６０ｐｐｍ超もしくは８０ｐｐｍ超または中間以上の量のＨＣｌを含有する。
【０３７８】
いくつかの実施形態において、抽出物１５６は塩化アミンを含有する。いくつかの実施形態において、抽出物１５６には、残留している糖が含まれる。任意選択で、これらの糖は、水で洗浄することによって回収される。
【０３７９】
いくつかの実施形態において、アミン抽出２５１を出る糖ストリーム（ラフィネート）１３２ａは、水溶液中におけるアミン（例えばＴＬＡ）の低可溶性により、少量のアミンだけを含有する。任意選択で、ラフィネート１３２ａは、約４０％重量／重量〜８０％重量／重量（または飽和）；約４５％重量／重量〜７５％重量／重量（または飽和）もしくは約５０％重量／重量〜７０％重量／重量、任意選択で約６０％重量／重量の糖に濃縮され（蒸発器２６０）、および／またはクロマトグラフィー分離２７０より前にカチオン交換体２５３上で処理される。いくつかの実施形態において、カチオン交換体２５３は、ストリーム１５７におけるラフィネート１３２ｂからアミン（例えばＴＬＡ）を除去する。
【０３８０】
いくつかの実施形態において、任意選択の剥離ユニット２５２は、ラフィネート１３２ａから残留ヘキサノール１３３（２５１で希釈剤として使用された）を蒸発させる。いくつかの実施形態において、回収されたヘキサノール１３３は、描写されている通り、抽出２１０ｂにおいて使用される。本発明の他の例証的な実施形態において、回収されたヘキサノール１３３は、２５１での抽出剤中における希釈剤の一部として使用される（描写されていない）。ヘキサノール枯渇ラフィネート１３２ｂは、カチオン交換体２５３および／または蒸発２６０に進む。蒸発２６０は、糖の濃度を約６０糖％に増大させ、および／または任意の残っているヘキサノールを除去する。
逆抽出による例証的なアミン回収
【０３８１】
また図２６ｄに言及すると、２５１でのアミンを用いる抽出は、アミンの塩化物塩を含めた抽出物１５６を生成する。いくつかの実施形態において、逆抽出２５５は、再生アミン２５８、および塩２５６を生成する。逆抽出２５５は、塩基２５７（例えばＮａ２ＣＯ３；ＮＨ３またはＮａＯＨ）を用いる。いくつかの実施形態において、Ｎａ２ＣＯ３が塩基２５７として働き、ＣＯ２  ２４９が生成される。本発明の他の例証的な実施形態において、ＮａＯＨが塩基２５７として働き、ＮａＯＨが塩２５６（ＮａＣｌ）の水分解電気透析によって再生される。塩基性水溶液（リサイクルされた一部の塩２５６（２５６ｒとして表示されている）で希釈された塩基２５７）と抽出物１５６との接触は、塩化アミンを再生アミン２５８および塩化物塩（例えばＮａＣｌ；２５６）に転換する。Ｎａ２ＣＯ３が塩基として働くならば、ＣＯ２  ２４９も生成される。アミン（例えばＴＬＡ）は水と不混和性であるので、再生アミン２５８は、逆抽出２５５における水性相から分離し、アミン抽出の別の回のためのアニオン交換２５１に簡単に戻ることができる。過剰の塩２５６は、生成物ストリーム２５６ｐとして除去される。
【０３８２】
いくつかの実施形態において、塩２５６は、１０％重量／重量、１２％重量／重量、１４％重量／重量、１６％重量／重量、１８％重量／重量もしくは２０％重量／重量または中間以上の百分率のＮａＣｌ溶液として逆抽出２５５から回収する。いくつかの実施形態において、逆抽出２５５は、抽出物１５６を、塩基２５７（例えばＮａ２ＣＯ３）が添加されているリサイクルされた２０％のＮａＣｌ溶液（破線矢印によって表示されている通りの２５６から）と接触させる。逆抽出２５５は、再生アミン２５８および塩２５６を生成する。いくつかの実施形態において、塩２５６の一部分は、逆抽出２５５にリサイクルされる。残っている塩２５６は、任意選択で、生成物ストリームとして除去される。いくつかの実施形態において、２５５での有機相：水性相の比率は、７：１〜１：１の間；６：１〜２：１の間；５：１〜３：１の間または４．５：１〜３．５：１の間である。いくつかの実施形態において、逆抽出２５５は単一ステップで行われる。
【０３８３】
いくつかの実施形態において、再生アミン２５８を含めた有機相には、現状ベースで＜０．３％重量／重量；＜０．２５％重量／重量；＜０．２％重量／重量；＜０．１５％重量／重量；＜０．１％重量／重量または＜０．０５％重量／重量のＨＣｌが含まれる。
【０３８４】
いくつかの実施形態において、塩基２５７（例えばＮａ２ＣＯ３）の量は、１５６におけるＨＣｌに対して、化学量論的であるか、または化学量論より１０％重量／重量、１５％重量／重量、２０％重量／重量、２５％重量／重量もしくは３０％重量／重量高いか、または化学量論より中間以下の百分率高い。例えば、ストリーム１５６に抽出カルボン酸も含まれるならば、使用される塩基は、塩化物イオンおよびカルボン酸の両方をそれらの塩形態に移行させるのに十分な量であるべきである。いくつかの実施形態において、これはアミンの再生をもたらす。いくつかの実施形態において、逆抽出２５５は、６０℃〜１００℃；６５℃〜９５℃；７０℃〜９０℃または７５℃〜８５℃で行われる。
【０３８５】
いくつかの実施形態において、再生アミン２５８を含めた有機相は、２５１（描写されていない）に戻るより前に、残留している塩（例えば、ＮａＣｌ、および／または有機酸塩）を除去するために水溶液で洗浄される。
例証的な希釈剤の検討
【０３８６】
いくつかの実施形態において、アミン抽出２５１に入る（アミンによって抽出されるため）ストリーム１３１ｃは、抽出２１０ａおよび／または２１０ｂからの残留ヘキサノール１５５を含有する。例えば、残留ヘキサノールの量は、本発明の様々な例証的な実施形態において０．０５％；０．１％；０．２％；０．３％；０．４％もしくは０．５％または中間量である。上に記載されている通り、２５１でのアミン抽出は、アミンおよび希釈剤を含めた抽出剤を用いる。いくつかの実施形態において、抽出剤の希釈剤構成成分としては、ヘキサノールが挙げられる。いくつかの実施形態において、ヘキサノール濃度（２５１での抽出剤の希釈剤の一部として）は、２５１での全抽出剤に対して、３５％、４０％，４５％、５０％５５％もしくは６０％または中間以下の百分率である。これらの実施形態によると、アミン抽出２５１および抽出物１５６からの両方のラフィネート１３２ａ（および塩生成物２５６）は、少量のヘキサノールを含有する。例えば、ラフィネート１３２ａは、本発明の様々な例証的な実施形態において０．３％、０．４％、０．５％または０．６％のヘキサノールを含有する。
【０３８７】
いくつかの実施形態において、塩２５６は、本発明の様々な例証的な実施形態において０．１０％、０．１４％、０．１８％、０．２２％、０．２６％、０．３８％を含有する。例証的な実施形態において、ラフィネート１３２ａおよび塩２５６の両方は濃縮され、ラフィネート１３２ａ中におけるヘキサノール１３３は剥離器２５２で留去される。
【０３８８】
いくつかの実施形態において、抽出剤におけるヘキサノール濃度は、２５１での次のアミン抽出サイクルより前に、「補給」ヘキサノールを提供することによって所望レベル（例えば４４％）で維持される。補給ヘキサノールの量は、例えば、抽出剤中におけるヘキサノールの所望レベルに対して約１．５％である。いくつかの実施形態において、補給ヘキサノールは、ラフィネート１３２ａからのヘキサノール１３３の蒸留およびアミン抽出２５１へのヘキサノール１３３の送達によって提供される。いくつかの実施形態において、再生アミン２５８を含めた有機相は、残留している塩の洗浄およびヘキサノール再導入を組み合わせるため、縮合ヘキサノール１３３を含めた水溶液で洗浄される。
【０３８９】
本発明の他の例証的な実施形態において、アミン抽出剤（例えばＴＬＡ）の希釈剤には、主な構成成分として、灯油および／または１０を超える、例えばＣ１２、Ｃ１４もしくはＣ１６の鎖長のアルコールが含まれる。これらの実施形態によると、ストリーム１３１ｃからのヘキサノールは、アミン抽出剤に蓄積する。いくつかの実施形態において、アミン抽出剤における蓄積ヘキサノールは、蒸留によって除去される。
例証的なカルボン酸の検討
【０３９０】
いくつかの実施形態において、糖ストリーム１３１ｃは、加水分解１１０（図２５）から結果として得られたカルボン酸のアニオンを含有する。例えば、これらのカルボン酸としては、本発明の各種実施形態において、酢酸および／またはギ酸が挙げられる。
【０３９１】
いくつかの実施形態において、糖溶液１３１ｃ中におけるプロトンの当量数は、アニオンの当量数より小さい（塩化物を含める）。いくつかの実施形態において、溶液１３１ｃは、アミン抽出２５１より前に、酸形態におけるカチオン交換体２５３’上で処理される。いくつかの実施形態において、カチオン交換体２５３’は、溶液１３１ｃ中におけるアニオンを、それらの酸形態に変換する。いくつかの実施形態において、カチオン交換体２５３’は、有機不純物を除去し、ならびに／またはアミン抽出２５１における相接触および／もしくは相分離の改善に寄与する。
【０３９２】
いくつかの実施形態において、アミン抽出２５１は、ストリーム１３１ｃにおける糖からＨＣｌおよび／または有機酸を除去する。いくつかの実施形態において、こうした除去は、下流に設置されている精白構成成分に対する負荷の減少に寄与する。いくつかの実施形態において、６０％重量／重量、６５％重量／重量、７０％重量／重量、７５％重量／重量、８０％重量／重量、８５％重量／重量、９０％重量／重量もしくは９５％重量／重量または中間以上の百分率の有機酸は、アミン抽出２５１によって除去される。
【０３９３】
いくつかの実施形態において、塩基（例えばＮａ２ＣＯ３）を用いる逆抽出２５５は、２つの段階に分割される。第１の段階において、Ｎａ２ＣＯ３の量はカルボン酸の量と等価であり、カルボン酸だけが逆抽出されて、それらの（例えばナトリウム）（１つまたは複数の）塩の溶液を生成する。第２の段階において、ＨＣｌは逆抽出される。その場合において、第１の段階は、塩基を用いるがリサイクルＮａＣｌ溶液を用いないで行われる。第２の段階は、上文に記載されている通り、リサイクルＮａＣｌを使用する。
【０３９４】
これらのカルボン酸の検討は、弱塩基性アニオン交換樹脂が２５１で用いられる場合、ＨＣｌ除去にも当てはまる。こうした弱塩基性アニオン交換樹脂は、その上、カチオン交換体処理２５３’後にカルボン酸を吸着する。
第１の例証的な方法
【０３９５】
図２７は、一般に３００として描写されている本発明の例証的な実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。方法３００には、Ｓ１溶媒を含めた抽出剤を用いて超共沸性ＨＣｌ水溶液中の糖混合物３１０を抽出すること３２０が含まれる。いくつかの実施形態において、超共沸性ＨＣｌ溶液には、２２％重量／重量、２３％重量／重量、２４％重量／重量、２５％重量／重量、２６％重量／重量、２７％重量／重量、２８％重量／重量、２９％重量／重量、３０％重量／重量または中間以上の百分率の％ＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］の水溶液が含まれる。いくつかの実施形態において、超共沸性ＨＣｌ溶液には、４０％重量／重量、３８％重量／重量、３６％重量／重量、３４％重量／重量もしくは３２％重量／重量または中間以下の百分率の％ＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］が含まれる。
【０３９６】
いくつかの実施形態において、方法３００には、糖混合物から、２０％重量／重量超、２２％重量／重量、２４％重量／重量、２６％重量／重量、２８％重量／重量、３０％重量／重量、３２％重量／重量、３４％重量／重量、３６％重量／重量、３８％重量／重量もしくは４０％重量／重量のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］および／または５０％重量／重量未満、４８％重量／重量、４６％重量／重量、４４％重量／重量もしくは４２％重量／重量のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］を含有するＳ１／ＨＣｌ液相３２４を分離すること３２２が含まれる。任意選択で、方法３００には、例えば蒸留および／または逆抽出によってＨＣｌからＳ１を分離することが含まれる。いくつかの実施形態において、この分離は、上記セクションＸＩに、および同時係属の出願ＷＯ／２０１１／１５１８２３（全ての目的で参照により本明細書に組み込む）に記載されている通り、リグニンストリーム１２０（図２５）の洗浄と同時に行われる。
【０３９７】
いくつかの実施形態において、糖混合物３１０には、加水分解物１３０（図２５または２６ａ）および／または抽出物からのＳ１抽出剤の洗浄から受けた酸ストリームが含まれる。任意選択で、抽出物からのＳ１抽出剤の洗浄には、逆抽出が含まれる。
【０３９８】
いくつかの実施形態において、該方法には、結果として生ずる水性相をアニオン交換体と接触させること３３０、および糖混合物からＨＣｌ負荷アニオン交換体３３４を分離すること３３２が含まれる。
【０３９９】
描写されている例証的な方法３００には、（混合物からの糖の）オリゴ糖に対する単糖の比率を増大すること３４０で、少なくとも７０％重量／重量、７５％重量／重量、８０％重量／重量、８５％重量／重量、９０％重量／重量、９５％重量／重量、９６％重量／重量、９７．５％重量／重量もしくはなお９９％重量／重量または中間以上の百分率の、重量による単糖（全糖に対する）を含有する単糖富化混合物３４２を生成することが含まれる。いくつかの実施形態において、この増大は、二次加水分解（図２６ａにおける２４０を参照されたい）および／またはクロマトグラフィー分離（図２６ａにおける２７０を参照されたい）によって達成することができる。いくつかの実施形態において、これらの技法の組合せが用いられる。したがって、増大すること３４０は、描写されている通り、分離３２２の後および／または分離３３２の後に起こり得る。
【０４００】
いくつかの実施形態において、増大すること３４０には、クロマトグラフィー分離を行うことが含まれる（図２６ａにおける２７０を参照されたい）。いくつかの実施形態において、クロマトグラフィー分離２７０への供給には、ＨＣｌ／（ＨＣｌおよび水）ベースで１．０％重量／重量未満、０．９％重量／重量、０．７％重量／重量、０．５％重量／重量、０．３％重量／重量もしくは０．１％重量／重量または中間以下の百分率のＨＣｌが含まれる。いくつかの実施形態において、クロマトグラフィー分離２７０には、分離のためにカチオン交換樹脂を用いることが含まれる。いくつかの実施形態において、カチオン交換樹脂は、アルカリ金属（例えばナトリウムまたはカリウム）および／またはアンモニウムのカチオンが少なくとも部分的に負荷されている。いくつかの実施形態において、クロマトグラフィー分離２７０には、樹脂を、糖混合物と、および溶出ストリームと接触させることが含まれる。いくつかの実施形態において、溶出ストリームは、水または水溶液である。いくつかの実施形態において、水溶液はプロセスの別の段階で形成される。いくつかの実施形態において、水性ストリームには、ヘミセルロース糖が含まれる。任意選択で、ヘミセルロース糖を含有するストリームは、熱水で基質１１２（図２５）を予備処理することから結果として得られる。基質１１２の例証的な熱水処理は、同時係属の出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６４５４１（全ての目的で参照により本明細書に組み込む）に開示されている。カチオン交換樹脂を用いるような実施形態において、溶出には、一部の場合においてヘミセルロース糖を含めた水溶液と接触させることが含まれる。
【０４０１】
増大すること３４０にクロマトグラフィー分離（図２６ａにおける２７０を参照されたい）が含まれるような本発明の実施形態において、オリゴ糖に対する単糖の比率は、８０％重量／重量、８２％重量／重量、８４％重量／重量、８４％重量／重量、８６％重量／重量、８８％重量／重量、９０％重量／重量、９２％重量／重量、９４％重量／重量、９６％重量／重量もしくは９８％重量／重量または中間以上の百分率に増大される。
【０４０２】
いくつかの実施形態において、加水分解させることは、抽出すること３２０と、接触させること３３０（図２６ａにおける２４０を参照されたい）との間で起こる。いくつかの実施形態において、加水分解させること２４０による増大すること３４０は、オリゴ糖に対する単糖の比率を７２％重量／重量、７４％重量／重量、７６％重量／重量、７８％重量／重量、８０％重量／重量、８２％重量／重量、８８％重量／重量もしくは９０％重量／重量または中間以上の百分率に増大する。
【０４０３】
いくつかの実施形態において、クロマトグラフィー分離（図２６ａにおける２７０を参照されたい）は、重量ベースで、糖混合物３１０に対してオリゴ糖が富化されているオリゴマー留分（２８０；図２６ａ）、および糖混合物３１０に対して単糖が富化されているモノマー留分（２３０；図２６ａ）を生成する。アニオン交換体との接触３３０が含まれないような本発明の実施形態において、単糖富化混合物には、残留ＨＣｌが含まれ得る。
【０４０４】
増大すること３４０に二次加水分解２４０およびクロマトグラフィー分離２７０の両方が含まれるような本発明の例証的な実施形態において、単糖富化混合物３４２（例えば、図２６ａにおけるモノマー留分２３０）中におけるオリゴ糖に対する単糖の比率は、７２％重量／重量、７４％重量／重量、７６％重量／重量、７８％重量／重量、８０％重量／重量、８２％重量／重量、８４％重量／重量、８６％重量／重量、８８％重量／重量、９０％重量／重量、９２％重量／重量、９４％重量／重量、９６％重量／重量もしくは９８％重量／重量または中間以上の百分率である。
【０４０５】
いくつかの実施形態において、糖混合物３１０を抽出すること３２０は、図２７に描写されている通り、混合物中におけるオリゴ糖に対する単糖の比率を増大すること３４０の開始より前に完了する。本発明の多くの実施形態において、抽出すること３２０は１００％未満であるので、抽出すること３２０が完了された後に、混合物はまだＨＣｌを含有する。本発明の他の例証的な実施形態において、増大すること３４０には、糖混合物３１０（図２７に描写されていない）を抽出すること３２０の開始より前に、オリゴ糖から単糖へ加水分解させること（例えば、図２６ａにおける２４０）が含まれる。ストリーム１３０が２４０に直接進むならば、この選択肢は図２６ａに描写されている。
【０４０６】
いくつかの実施形態において、加水分解させることは、分離すること３２２と、接触させること３３０との間で起こる（図２６ａにおける２４０を参照されたい）。いくつかの実施形態において、クロマトグラフィー分離（図２６ａにおける２７０を参照されたい）は、重量ベースで、糖混合物３１０に対してオリゴ糖が富化されているオリゴマー留分（２８０；図２６ａ）、および糖混合物３１０に対して単糖が富化されているモノマー留分（２３０；図２６ａ）を生成する。
【０４０７】
描写されている例証的な方法３００には、混合物３１０からＳ１／ＨＣｌ液相３２４を分離すること３２２（例えば、抽出３２０による）が含まれる。いくつかの実施形態において、Ｓ１／ＨＣｌ液相３２４には、２０％超、２５％、３０％、３５％またはなお４０％超のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］が含まれる。いくつかの実施形態において、Ｓ１／ＨＣｌ液相３２４には、５０％重量／重量未満、４８％重量／重量、４６％重量／重量、４４％重量／重量または４２％重量／重量のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］が含まれる。
【０４０８】
いくつかの実施形態において、Ｓ１溶媒としては、ｎ−ヘキサノールまたは２−エチル−ヘキサノールが挙げられる。任意選択で、これらの２つの溶媒の１つは、別のＳ１溶媒と組み合わされる。いくつかの実施形態において、Ｓ１溶媒は、ｎ−ヘキサノールから本質的になる。いくつかの実施形態において、Ｓ１溶媒は、２−エチル−ヘキサノールから本質的になる。任意選択で、Ｓ１溶媒としては、少なくとも５個の炭素原子を有する別のアルコールおよび／または１種もしくは複数のケトンおよび／または１種もしくは複数のアルデヒドが挙げられる。いくつかの実施形態において、Ｓ１溶媒は、１ａｔｍで１００℃〜２００℃の間の沸点を有し、水との不均一共沸混合物を形成し、この共沸混合物は１ａｔｍで１００℃未満の沸点を有する。
【０４０９】
いくつかの実施形態において、抽出すること３２０としては、向流抽出が挙げられる。いくつかの実施形態において、抽出３２０は、ＨＣｌ濃度を１０％重量／重量未満、５％重量／重量、２．５％重量／重量もしくは１％重量／重量または中間以下の百分率に低減する働きをする。いくつかの実施形態において、単糖富化混合物３４２は、少なくとも２０％重量／重量、２２％重量／重量、２４％重量／重量、２６％重量／重量、２８％重量／重量、３０％重量／重量、３２％重量／重量、３４％重量／重量、３６％重量／重量、３８％重量／重量、４０％重量／重量、４２％重量／重量、４４％重量／重量、４６％重量／重量、４８％重量／重量もしくは５０％重量／重量または中間以上の百分率の全糖を含有する。いくつかの実施形態において、この濃度は、混合物３１０における濃度より高い。
【０４１０】
いくつかの実施形態において、単糖富化混合物３４２には、全糖のうち２５重量／重未満％、２０重量／重量％、１５重量／重量％または１０重量／重量％または５重量／重量％、３重量／重量％以下のオリゴ糖（即ち二量体以上のオリゴマー）が含まれる。いくつかの実施形態において、接触させること３３０でのアニオン交換体は、弱塩基性樹脂（ＷＢＡ）である。任意選択で、ＷＢＡの再生３３５は、塩基との接触による。いくつかの実施形態において、塩基としては、１種または複数のアルカリ金属および／またはアンモニアの水酸化物および／または重炭酸塩および／または炭酸塩が挙げられる。いくつかの実施形態において、再生３３５は、（１つまたは複数の）アルカリ金属および／またはアンモニアの塩化物塩を形成し、該塩は、ＨＣｌおよび塩基を再形成するために処理される。いくつかの実施形態において、塩基はアンモニウム塩基であり、塩化アンモニウムが該塩として形成される。任意選択で、塩化アンモニウムの形成は、該プロセスに価値を付加し、なぜならば、塩化アンモニウムは促進剤として有用であるからである。
【０４１１】
いくつかの実施形態において、接触させること３３０は、描写されている通り、前記抽出すること３２０の後に起こる。いくつかの実施形態において、接触させること３３０は、糖混合物１３０（１３１ａ）上で行われる二次加水分解２４０（図２６ａ）の後に起こる。いくつかの実施形態において、接触させること３３０は、クロマトグラフィー分離２７０（図２６ａ）の前に起こる。いくつかの実施形態において、接触させること３３０は、二次加水分解２４０の濃度と同様の酸濃度を有するストリームを用いる。いくつかの実施形態において、接触させること３３０は、ＨＣｌ濃度を、ＨＣｌ／（ＨＣｌおよび水）ベースで１％重量／重量未満、０．９％重量／重量、０．７％重量／重量、０．５％重量／重量、０．３％重量／重量もしくは０．１％重量／重量または中間以下のＨＣｌ濃度に低下させる。いくつかの実施形態において、接触させること３３０の後の混合物は、クロマトグラフィー分離より前に濃縮される（図２６ａにおける２６０および２７０を参照されたい）。任意選択で、この段階での酸の非存在は、非有意なレベルまでの糖の再オリゴマー化および／または分解における低減に寄与する。
【０４１２】
いくつかの実施形態において、接触させること３３０でのアニオン交換体は、少なくとも２０個の炭素原子を含むアミンである。いくつかの実施形態において、アミンは、第３級アミン、例えばトリ−オクチルアミン、トリ−カプリリルアミン、トリ−デシルアミンまたはトリ−ラウリルアミンである。
【０４１３】
いくつかの実施形態において、方法３００には、抽出させること３２０より前に糖混合物３１０を調製するために、超共沸性ＨＣｌ水溶液中のＨＣｌ濃度を減少することが含まれる。いくつかの実施形態において、この減少は、２％重量／重量、４％重量／重量、６％重量／重量、８％重量／重量、１０％重量／重量、１２％重量／重量、１４％重量／重量もしくは１６％重量／重量または中間以上の相対百分率の相対的減少である。任意選択で、２９０での蒸発（図２７ｃ）は、この減少に寄与する。
【０４１４】
いくつかの実施形態において、方法３００には、抽出すること３２０より前に、糖混合物３１０における糖濃度を増大させることが含まれる。いくつかの実施形態において、この増大は、２％重量／重量、４％重量／重量、６％重量／重量、８％重量／重量、１０％重量／重量、１２％重量／重量、１４％重量／重量もしくは１６％重量／重量または中間以上の相対百分率の相対的増大である。任意選択で、２９０での蒸発（図２６ｃ）は、この増大に寄与する。
プロセスによる例証的な生成物
【０４１５】
いくつかの実施形態は、方法３００によって生成される組成物に関する。いくつかの実施形態において、該組成物には、現状ベースで重量により少なくとも５０％の糖、全糖に対して少なくとも９０％の単糖、および現状ベースで０．３％未満のＨＣｌが含まれる。いくつかの実施形態において、該組成物における相対的なモノマー濃度は、全糖に対して９２％重量／重量、９４％重量／重量、９６％重量／重量、９７％重量／重量もしくは９８％重量／重量または中間以上の百分率である。いくつかの実施形態において、該組成物には、少なくとも５５％重量／重量、６０％重量／重量、６５％重量／重量、７０％重量／重量または７５％重量／重量の重量による全糖が含まれる。いくつかの実施形態において、該組成物には、現状ベースで０．２未満、０．１または０．０５のＨＣｌが含まれる。
第２の例証的な方法
【０４１６】
図２８は、一般に４００として描写されている、本発明の別の例証的な実施形態による糖精製の方法の単純化されたフローダイアグラムである。方法４００には、セルロース性単糖およびオリゴ糖を含めた酸の濃度が低い糖水性混合物に、クロマトグラフィー方式における樹脂を供給すること４１０が含まれる。いくつかの実施形態において、該方法には、二次加水分解（例えば、図２６ａにおける２４０）からの糖を酸の濃度が低い糖水性混合物に組み込むことが含まれる。本明細書において使用される場合の、および対応する請求項における「酸の濃度が低い」という用語は、現状ベースで０．５％重量／重量未満、０．４％重量／重量、０．３％重量／重量、０．２％重量／重量または０．１％重量／重量のＨＣｌを示す。いくつかの実施形態において、糖混合物は水溶液として提供される。任意選択で、該混合物には残留Ｓ１溶媒が含まれる。適当な樹脂は、このセクションの「例証的なクロマトグラフィー樹脂」に記載されている。任意選択で、強酸性カチオン樹脂が用いられる。
【０４１７】
いくつかの実施形態において、糖混合物には、少なくとも４０％重量／重量、４５％重量／重量、５０％重量／重量、５１％重量／重量、５２％重量／重量、５３％重量／重量、５４％重量／重量、５５％重量／重量、５６％重量／重量もしくは５８％重量／重量または中間以上の濃度の全糖が含まれる。任意選択で、糖混合物には、４０％重量／重量〜７５％重量／重量の重量による全糖、いくつかの実施形態において約４５％重量／重量〜６０％重量／重量、いくつかの実施形態において約４８％重量／重量〜６８％重量／重量が含まれる。
【０４１８】
描写されている例証的な方法４００には、樹脂に水溶液（任意選択で水）を供給すること４２０で、４１０で供給される混合物に対して（全糖と比較して）オリゴ糖が富化されているオリゴマー留分４２２、および４１０で供給される混合物に対して（全糖に対して）単糖が富化されているモノマー留分４２４を生成することが含まれる。いくつかの実施形態において、モノマー留分４２４は、（重量により）糖全体のうちの少なくとも８０％、８２％、８４％、８６％、８８％、９０％、９２％、９４％、９６％もしくは９８％または中間以上の百分率の単糖である。
【０４１９】
いくつかの実施形態において、４２０で供給される水溶液には、前の蒸発ステップ（例えば、図２６ａにおける１４２）からの水が含まれる。いくつかの実施形態において、４２０で供給される水溶液には、同時係属の出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６４５４１（全ての目的で参照により本明細書に組み込む）に記載されている通り、圧力洗浄からのヘミセルロース糖のストリームが含まれる。
【０４２０】
任意選択で、オリゴマー留分４２２には、４１０で供給される樹脂から回収される全糖の少なくとも５％重量／重量、少なくとも１０％重量／重量、任意選択で２０％重量／重量、任意選択で３０％重量／重量、任意選択で４０％重量／重量、任意選択で５０％重量／重量または中間以上の百分率が含まれる。
【０４２１】
いくつかの実施形態において、オリゴマー留分４２２は調整に供される。いくつかの実施形態において、調整には、オリゴマー留分４２２中のオリゴ糖を加水分解させること４３０が含まれる。他の調整戦略（描写されていない）には、濃縮および／または水蒸発が含まれる。いくつかの実施形態において、調整は、オリゴマーに対するモノマーの比率を増大させる。いくつかの実施形態において、加水分解させること４３０は、現状ベースで多くて１．５％重量／重量；１．０％重量／重量；０．８％重量／重量、０．７％重量／重量、０．６％重量／重量もしくは０．５％重量／重量または中間以下の百分率の濃度でＨＣｌによって触媒される。
【０４２２】
調整に加水分解４３０が含まれるような本発明の例証的な実施形態において、単糖で富化されている（全糖に対して）二次加水分解物４３２は、オリゴマー留分４２２におけるオリゴ糖の少なくとも一部分の加水分解によって生成される。任意選択で、加水分解４３０は、１３１ａ（図２６ａ）およびオリゴマー留分４２２の混合物上での加水分解２４０（図２６ａ）と一緒に行われる。任意選択で、オリゴマー留分４２２は１３１ａにおける糖を希釈し、この希釈は加水分解速度を改善する。
【０４２３】
いくつかの実施形態において、二次加水分解物４３２からの糖は、上向き矢印によって表示されている通り、４１０で供給される糖混合物の一部として使用される。
【０４２４】
いくつかの実施形態において、加水分解させること４３０は、重量ベースで多くて１．５％重量／重量、１．２％重量／重量、１％重量／重量、０．９％重量／重量、０．８％重量／重量；０．７％重量／重量；０．６％重量／重量もしくは０．５％重量／重量または中間以下の値の濃度でＨＣｌによって触媒される。いくつかの実施形態において、加水分解させること４３０は、０．３％重量／重量〜１．５％重量／重量；０．４％重量／重量〜１．２％重量／重量または０．４５％重量／重量〜０．９％重量／重量の濃度でＨＣｌによって触媒される。いくつかの実施形態において、加水分解させること４３０は、６０℃〜１５０℃の間；７０℃〜１４０℃の間、または８０℃〜１３０℃の間の温度で行われる。
【０４２５】
いくつかの実施形態において、二次加水分解物４３２は、糖全体の含量に対して、少なくとも７０％重量／重量；少なくとも７２％重量／重量；７４％重量／重量；７６％重量／重量；７８％重量／重量；８０％重量／重量；８２％重量／重量；８４％重量／重量；８６％重量／重量；８８％重量／重量または９０％重量／重量；（または中間以上の百分率）の単糖を含有する。いくつかの実施形態において、二次加水分解物４３２の糖全体の含量は、４１０で供給される混合物の糖含量の少なくとも８６％重量／重量、８８％重量／重量、９０％重量／重量、９２％重量／重量、９４％重量／重量、９６％重量／重量、９８％重量／重量、９９％重量／重量もしくはなお９９．５％重量／重量または重量による中間以上の百分率である。
【０４２６】
いくつかの実施形態において、方法４００には、アニオン交換体を用いるセルロース性単糖およびオリゴ糖を含めた糖混合物を処理すること４０９が含まれる。これらの実施形態によると、４０９からの処理混合物は、描写されている通り、４１０に進む。いくつかの実施形態において、アニオン交換体には、弱塩基性樹脂アニオン交換体（ＷＢＡ）および／または少なくとも２０個の炭素原子を有するアミンのアニオンが含まれる。
第３の例証的な方法
【０４２７】
図２９は、一般に５００として描写されている本発明の別の例証的な実施形態による糖精製方法の単純化されたフローダイアグラムである。方法５００には、オリゴ糖および単糖の混合物５１０を加水分解させること５３０が含まれる。詳細には、方法５００には、少なくとも１．５％のＨＣｌおよび／または３８％重量／重量未満のＨＣｌの水溶液中、少なくとも２０％重量／重量、２２％重量／重量、２４％重量／重量、２６％重量／重量、２８％重量／重量、３０％重量／重量、３２％重量／重量、３４％重量／重量、３６％重量／重量、３８％重量／重量もしくは４０％重量／重量または中間以上の百分率の全濃度で、オリゴ糖および単糖の混合物を提供すること５１０が含まれる。
【０４２８】
いくつかの実施形態において、５１０で提供される混合物は、２０％重量／重量〜３８％重量／重量、２２％重量／重量〜３６％重量／重量、２４％重量／重量〜３０％重量／重量または２６％重量／重量〜３２％重量／重量のＨＣｌを有する。本発明の他の例証的な実施形態において、５１０で提供される混合物は、現状ベースで、１．７％重量／重量〜６％重量／重量、１．９％重量／重量〜５．５％重量／重量、２．１％重量／重量〜５％重量／重量、２．３％〜４．５％重量／重量のＨＣｌを有する。いくつかの実施形態において、５１０で提供される混合物は、３０％の全糖および／または２７％のＨＣｌ（例えば、予備蒸発２９０は存在するが抽出２１０ａは存在しないならば）を有する。本発明の他の例証的な実施形態において、５１０で提供される混合物は、２５％の全糖および／または３３％のＨＣｌ（例えば、予備蒸発２９０および抽出２１０ａの両方が存在しないならば）を有する。いくつかの実施形態において、５１０で提供される混合物には、少なくとも４％のＨＣｌ；少なくとも６％のＨＣｌまたは少なくとも８％のＨＣｌ（重量により）が含まれる。いくつかの実施形態において、５１０で提供される混合物には、１０％未満のＨＣｌ；８％未満のＨＣｌ；６％未満のＨＣｌまたは４％未満のＨＣｌ（重量により）が含まれる。いくつかの実施形態において、方法５００には、２５％より下；２２％より下；２０％より下；１８％より下または１６％より下（重量により）の混合物における糖濃度を低減すること５２０が含まれる。いくつかの実施形態において、ＨＣｌ濃度は、低減すること５２０の後で４、６、８または１０を超えたままである。
【０４２９】
描写されている例証的な方法５００には、加水分解させること５３０が含まれる。加水分解５３０は、単糖で富化されている二次加水分解物５３２（全糖に対して）を生成する。
【０４３０】
いくつかの実施形態において、方法５００には、二次加水分解物５３２をアニオン交換体と接触させること５４０が含まれる。いくつかの実施形態において、接触させること５４０は、反応の触媒（例えばＨＣｌ）からの加水分解物５３２における糖の分離５５０を容易にする。
【０４３１】
いくつかの実施形態において、分離５５０には、ＨＣｌ負荷アニオン交換体５５４からの水性の脱酸された加水分解物５５２の回収が含まれる。いくつかの実施形態において、ＨＣｌ  １４０は、アニオン交換体を再生するために負荷アニオン交換体５５４から洗浄される。いくつかの実施形態において、この再生は、塩を形成する塩基で洗浄することを介するので、１４０には塩化物塩が含まれ、ＨＣｌそれ自体は含まれない。
【０４３２】
いくつかの実施形態において、５４０でのアニオン交換体には、弱塩基性樹脂アニオン交換体（ＷＢＡ）および／または少なくとも２０個の炭素原子を有するアミンが含まれる。
【０４３３】
いくつかの実施形態において、加水分解５３０は、触媒としてＨＣｌなどの鉱酸を用いる。任意選択で、富化は、混合物中におけるオリゴ糖の少なくとも一部分の加水分解から結果として得られる。任意選択で、加水分解物５３２は、その中の糖の全量に対して、少なくとも７２％重量／重量、少なくとも７８％重量／重量、少なくとも８２％重量／重量、少なくとも８８％重量／重量、少なくとも９０％重量／重量もしくは少なくとも９３％重量／重量の単糖または中間以上の百分率を含有する。
【０４３４】
いくつかの実施形態において、５１０での混合物におけるＨＣｌ濃度は、２重量％〜３重量％の範囲、例えば２．５重量％または２．６重量％であってよい。いくつかの実施形態において、加水分解５３０は、現状ベースで０．５重量％；０．６重量％；０．７重量％；０．８重量％；０．９重量％；１．０重量％；１．１重量％；１．２重量％；１．３重量％；１．４重量％または１．５重量％のＨＣｌ、０．３重量％〜１．５重量％；０．４重量％〜１．２重量％または０．４５重量％〜０．９重量％によって触媒される。いくつかの実施形態において、加水分解させること５３０は、多くて１．２％の濃度でＨＣｌによって触媒される。
【０４３５】
いくつかの実施形態において、ＨＣｌ百分率は、加水分解５３０より前に混合物を希釈することによって低減される。いくつかの実施形態において、希釈は、オリゴマー留分２８０を用いる（図２６ａを参照されたい）。いくつかの実施形態において、加水分解させること５３０は、６０℃〜１５０℃の間の範囲；７０℃〜１４０℃の間または８０℃〜１３０℃の間における温度で行われる。任意選択で、糖の１％未満の非加水分解性の分解は、加水分解５３０中に起こる。いくつかの実施形態において、（二次）加水分解物５３２の糖全体の含量は、５１０で提供される混合物の糖含量の、少なくとも９０重量％；９５重量％；９７．５重量％または９９重量％（または中間以上の百分率）である。いくつかの実施形態において、単糖で富化されている加水分解物５３２は、糖全体のうちの、少なくとも７０重量％、少なくとも７５重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％または少なくとも９０重量％（または中間以上の百分率）の単糖を含有する。
【０４３６】
いくつかの実施形態において、方法５００には、加水分解物５３２から水２６０を蒸発させること（図２６ａを参照されたい）が含まれる。任意選択で、この蒸発の少なくとも一部は、７０℃未満または８０℃未満の温度で起こる。任意選択で、全糖の少なくとも６３％、任意選択で少なくとも７０％は、蒸発２６０の後のモノマーである。いくつかの実施形態において、加水分解物５３２における単糖の１０％未満、５％、２．５％もしくはなお１％未満または中間以下の百分率は、蒸発２６０中にオリゴマー化する（図２６ａを参照されたい）。
【０４３７】
いくつかの実施形態において、接触させること５４０は、蒸発させることより前であり（図２６ａにおける２５１および２６０を参照されたい）、水性の脱酸された加水分解物１３２（図２６ａ）が形成される。
【０４３８】
いくつかの実施形態において、方法５００には、カチオン交換体を用いる水性の脱酸された加水分解物５５２（任意選択で、蒸発の前）から二価のカチオンを除去すること５５８が含まれる。任意選択で、除去５５８は糖濃度を低下させるが、というのは、カチオン交換体から糖を洗浄するために、いくらかの水が添加されるからである。
【０４３９】
描写されている例証的な方法５００には、加水分解物５５２（任意選択で、除去５５８の後）に、クロマトグラフィー方式（図２６ａにおける２７０を参照されたい）における樹脂を供給すること５６０、および樹脂に水溶液を供給すること５７０で、加水分解物５５２に対してオリゴ糖が富化されているオリゴマー留分５７２（全糖に対する割合で）、および加水分解物５５２に対して単糖が富化されているモノマー留分５７４（全糖に対する割合で）を生成することが含まれる。任意選択で、水溶液を供給すること５７０は、樹脂から糖を放出する働きをする。いくつかの実施形態において、該樹脂はイオン交換樹脂である。
【０４４０】
再び図２６ａに言及すると、クロマトグラフィー分離２７０への供給１３１ｅは、二次加水分解２４０への供給１３１ａに対して単糖が富化されており、一方、クロマトグラフィー処理２７０からのモノマー留分２３０は、供給ストリーム１３１ｅと比較して単糖が富化されている。
【０４４１】
任意選択で、オリゴマー留分５７２はリサイクルされるので（上向き矢印）、５１０で提供される混合物には、前のオリゴマー留分５７２からの糖が含まれる。
【０４４２】
いくつかの実施形態において、方法５００には、水性の脱酸された（即ち、酸の濃度が低い）加水分解物５５２を形成するために、加水分解物５３２からＨＣｌ負荷アニオン交換体５５４を分離すること５５０が含まれる。任意選択で、接触させること５４０は、蒸発手順（図２６ａにおける２６０を参照されたい）より前であり、水性の脱酸された加水分解物５５２が形成される。
第４の例証的な方法
【０４４３】
図３２は、一般に方法１０００として表示されている流入糖ストリームにおける糖全体に対する単糖の比率を増大させるための方法の単純化されたフローダイアグラムである。いくつかの実施形態において、方法１０００には、流入糖ストリーム１００８におけるオリゴ糖を加水分解させること１０１０で、単糖を含めた流出ストリーム１０１２を生成することが含まれる。いくつかの実施形態において、流入ストリーム１００８は、単糖およびオリゴ糖の混合物である。いくつかの実施形態において、ストリーム１００８には、全糖に対して、３０重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、７０重量％または８０重量％のオリゴ糖（または中間以上の百分率）が含まれる。いくつかの実施形態において、ストリーム１００８は、２０％、２５％、３０％、３５％もしくは４０％または中間以上の濃度の全糖濃度を有する。いくつかの実施形態において、ストリーム１００８は、２０重量％、２５重量％、３０重量％もしくは３５重量％または中間以上の濃度のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］濃度を有する。
【０４４４】
いくつかの実施形態において、方法１０００には、流出ストリーム１０１２からの単糖をクロマトグラフ的に富化すること１０２０で、モノマー留分１０３０を生成することが含まれる。いくつかの実施形態において、モノマー留分１０３０には、全糖の百分率として８０重量％、８５重量％、９０重量％、９５重量％、９７．５重量％または９９重量％以上のモノマーが含まれる。
【０４４５】
いくつかの実施形態において、方法１０００には、以下の任意選択の作用の少なくとも２つが含まれる：
（ｉ）流入糖ストリーム１００８からＨＣｌ（および／または水）１００７を蒸発すること１００９；
（ｉｉ）流入糖ストリーム１００８および／または流出ストリーム１０１２を、Ｓ１溶媒を含めた抽出剤（１０１３および／または１０１６）と接触させること（１０１１および／または１０１４）；ならびに
（ｉｉｉ）流出ストリーム１０１２を、ストリームから酸を除去するように適応されたアニオン交換体１０１９と接触させること１０１７。
【０４４６】
いくつかの実施形態には、作用（ｉ）および（ｉｉ）だけが含まれる。本発明の他の例証的な実施形態には、作用（ｉ）および（ｉｉｉ）だけが含まれる。本発明のさらに他の例証的な実施形態には、作用（ｉｉ）および（ｉｉｉ）だけが含まれる。本発明のさらに他の例証的な実施形態には、作用（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の３つ全てが含まれる。作用（ｉ）が含まれるような本発明の実施形態の中で、液体１００７には、任意選択でＨＣｌおよび／または水が含まれる。任意選択で、蒸発１００９は、ストリーム１００８においてＨＣｌ濃度を低減するおよび／または全糖濃度を増大させる働きをする。作用（ｉｉ）が含まれるような実施形態の中で、いくつかの実施形態には、流入糖ストリーム１００８を、Ｓ１溶媒を含めた抽出剤１０１３と接触させること１０１１だけが含まれ；他の実施形態には、流出ストリーム１０１２を、Ｓ１溶媒を含めた抽出剤１０１６と接触させること１０１４だけが含まれ；さらに他の実施形態には、流入糖ストリーム１００８を接触させること１０１１、および流出ストリーム１０１２を、Ｓ１溶媒を含有する抽出剤１０１６と接触させること１０１４の両方が含まれる。図２６ａに描写されている通り、いくつかの実施形態において、抽出剤１０１６は、抽出剤１０１３として再使用される（図２６ａの２１０ａおよび２１０ｂ、ならびに付随の説明を参照されたい）。
【０４４７】
いくつかの実施形態において、方法１０００には、抽出剤１０１３を接触させること１０１１、ならびに蒸発１００９およびアニオン交換体１０１９と接触させること１０１４の少なくとも１つが含まれる。
第５の例証的な方法
【０４４８】
図３３は、一般に１１００として描写されている本発明の別の例証的な実施形態による糖精製方法の単純化されたフローダイアグラムである。方法１１００には、超共沸性ＨＣｌ水溶液中の糖混合物１１０８を脱酸すること１１０９が含まれる。いくつかの実施形態において、超共沸性ＨＣｌ水溶液は、上文に記載されている通りのＨＣｌ濃度を有する。脱酸すること１１０９には、Ｓ１溶媒を含めた抽出剤を用いて抽出すること１１１０、ならびに次いでアニオン交換体と接触させること１１１２、および重量ベースで糖混合物１１０８に対してオリゴ糖が富化されているオリゴマー留分１１２２および糖混合物１１０８に対して単糖が富化されているモノマー留分１１２４をクロマトグラフ的に分離すること１１２０が含まれる。いくつかの実施形態において、１１１２でのアニオン交換体には、弱塩基性樹脂（ＷＢＡ）および／または少なくとも２０個の炭素原子を含むアミンが含まれる。
【０４４９】
いくつかの実施形態において、方法１１００には、オリゴマー留分１１２２からの糖を加水分解させること１１３０で、単糖１１３２を形成することが含まれる。
【０４５０】
再び図２６ａに言及すると、方法１１００は、ストリーム１３１ａをアニオン交換体２５１へ回送し、ストリーム１３２をクロマトグラフィー構成成分２７０へ回送する（任意選択で、描写されている通り、カチオン交換体２５３および／または蒸発器２６０を介して）。
例証的なハイブリッド方法
【０４５１】
再び図２６ａに言及すると、いくつかの実施形態において、ストリーム１３１ａの一部分は、２４０での二次加水分解を用いずアニオン交換体２５１へ回送され、一方、ストリーム１３１ａの第２の一部分は、二次加水分解２４０を介してアニオン交換体２５１に進む。両方の一部分は、最終的に、クロマトグラフィー構成成分２７０に達し（同じものまたは異なるもののいずれか）、結果として生ずる（１つまたは複数の）オリゴマー留分２８０は、２４０での二次加水分解に戻される。
例証的な溶媒選択の検討
【０４５２】
いくつかの実施形態において、Ｓ１含有抽出剤を用いる糖混合物の抽出３２０（図２７）は、抽出剤への糖混合物からのＨＣｌの選択的移行または選択的抽出をもたらすことで、Ｓ１／ＨＣｌ液相（３２４）およびＨＣｌ枯渇糖混合物（例えば、図２６ａにおける１３１ａ）を形成する。
【０４５３】
水上でのＨＣｌの抽出の選択性（ＳＡ／Ｗ）は、抽出剤を用いて加水分解物を平衡化すること、ならびに平衡化相における酸および水の濃度を分析することによって決定することができる。その場合において、選択性は：
ＳＡ／Ｗ＝（ＣＡ／ＣＷ）ｏｒｇ／（ＣＡ／ＣＷ）ａｑ
である。
【０４５４】
式中、（ＣＡ／ＣＷ）ａｑは、水性相における酸濃度と水濃度との間の比率であり、（ＣＡ／ＣＷ）ｏｒｇは、有機相における酸濃度と水濃度との間の比率である。
【０４５５】
ＳＡ／Ｗは、様々なパラメータ、例えば温度など、および水性相における他の溶質、例えば炭水化物の存在に依存し得る。水上での酸の選択的抽出は、ＳＡ／Ｗ＞１になる。
【０４５６】
いくつかの実施形態において、糖混合物３１０からのＨＣｌの抽出３２０は、少なくとも一部の条件下で、少なくとも約１．１、任意選択で少なくとも約１．３および任意選択で少なくとも約１．５のＳＡ／Ｗを提供する。
【０４５７】
同様に、炭水化物上での酸の選択性（ＳＡ／Ｃ）は、前記抽出剤を用いて加水分解物を平衡化すること、および平衡化相における酸および炭水化物のモル濃度を分析することによって決定することができる。その場合において、選択性は：
ＳＡ／Ｃ＝（ＣＡ／ＣＣ）ｏｒｇ／（ＣＡ／ＣＣ）ａｑ
である。
【０４５８】
式中、（ＣＡ／ＣＣ）ａｑは、酸濃度と水性相における炭水化物（単数または複数）の濃度との間の比率であり、（ＣＡ／ＣＣ）ｏｒｇは、酸濃度と有機相における炭水化物（単数または複数）の濃度の比率である。
【０４５９】
ＳＡ／Ｃは、様々なパラメータ、例えば温度など、および水性相における他の溶質、例えばＨＣｌの存在に依存し得る。炭水化物上での酸の選択的抽出は、ＳＡ／Ｃ＞１になる。
【０４６０】
いくつかの実施形態において、抽出剤による糖混合物３１０からのＨＣｌの抽出３２０は、少なくとも一部の条件下で、少なくとも約２、任意選択で少なくとも約５および任意選択で少なくとも約１０のＳＡ／Ｃを有する。
【０４６１】
Ｎ−ヘキサノールは、相対的に高いＳＡ／Ｗおよび相対的に低いＳＡ／Ｃを有する。２−エチル−１−ヘキサノールは、相対的に低いＳＡ／Ｗおよび相対的に高いＳＡ／Ｃを有する。
【０４６２】
２種のヘキサノールのこれらの特徴は、それらの２つを組み合わせること、または補助溶媒との組合せにおいてそれらの１つを使用することに焦点を合わせるため、ＨＣｌから糖を分離させるという文脈においてそれらを使用するための以前の努力の原因となった（例えば、ＦｏｒｓｔｅｒらへのＵＳ４，２３７，１１０を参照されたい）。
【０４６３】
いくつかの実施形態において、ｎ−ヘキサノールまたは２−エチル−１−ヘキサノールは、抽出３２０における唯一のＳ１溶媒として用いられる。
例証的な一次加水分解の効率
【０４６４】
いくつかの実施形態において、リグノセルロース基質１１２におけるポリサッカライドの少なくとも７０％ｗｔ（任意選択で、８０重量％超、９０重量％、９５重量％）は、加水分解反応器１１０内で可溶性炭水化物に加水分解する。いくつかの実施形態において、加水分解媒体における可溶性炭水化物の濃度は、加水分解反応の進行とともに増大する。
例証的な抽出剤の検討
【０４６５】
任意選択で、抽出剤としては、アルコールおよび対応する塩化アルキルの混合物が挙げられる。任意選択で、抽出剤としては、ヘキサノールおよび塩化ヘキシルが挙げられる。いくつかの実施形態において、抽出剤としては、２−エチル−１−ヘキサノールおよび２−エチル−１−ヘキシルクロリドが挙げられる。任意選択で、抽出剤としては、ヘキサノール、２−エチル−１−ヘキサノール、塩化ヘキシルおよび２−エチル−１−ヘキシルクロリドが挙げられる。任意選択で、アルコール／塩化アルキルのｗ／ｗ比率は、約１０超、任意選択で約１５超、任意選択で約２０超、および任意選択で約３０超である。いくつかの実施形態において、抽出剤としては、水も挙げられる。いくつかの実施形態において、非炭水化物不純物は、選択的に、抽出剤に抽出され、抽出物１３１ａ（図２６ａ）における炭水化物の精製を引き起こす。任意選択で、選択的抽出度は、３０％、任意選択で４０％、任意選択で５０％、任意選択で６０％、任意選択で７０％；任意選択で８０％；任意選択で９０％または中間以上の百分率が達成されるように変動する。
例証的な選択的移行パラメータ
【０４６６】
任意選択で、抽出３２０は、糖混合物３１０からＨＣｌを抽出剤に選択的に移行させることで、抽出物１３１ａおよびＳ１／ＨＣｌ液相３２４を形成する。いくつかの実施形態において、糖混合物からＨＣｌの少なくとも８５％、少なくとも８８％、少なくとも９２％または少なくとも９５％（重量により）は、抽出剤に移行される。いくつかの実施形態において、抽出物１３１ａは、残留ＨＣｌを含有する。任意選択で、残留ＨＣｌは、糖混合物３１０におけるＨＣｌの約０．１重量％〜約１０重量％、任意選択で約０．５重量％〜約８重量％、および任意選択で約２重量％〜約７重量％と等価である。
例証的な重量比率
【０４６７】
いくつかの実施形態において、オリゴマー留分２８０または４２２における全可溶性炭水化物濃度は、１重量％〜３０重量％の間、任意選択で２重量％〜２０重量％の間、および任意選択で３重量％〜１０重量％の間の範囲である。いくつかの実施形態において、オリゴマー留分４２２におけるＨＣｌ濃度は、０．２重量％未満、０．１重量％未満または０．０５重量％未満である。
例証的な二次加水分解条件
【０４６８】
いくつかの実施形態において、オリゴマー留分４２２（図２８）におけるオリゴマーの加水分解４３０（図２８）および／または３４０（図２７）は、６０℃超、任意選択で７０℃〜１３０℃の間、任意選択で８０℃〜１２０℃の間、および任意選択で９０℃〜１１０℃の間の温度で行われる。いくつかの実施形態において、加水分解４３０および／または３４０は、少なくとも１０分、任意選択で２０分〜６時間の間、任意選択で３０分〜４時間の間、および任意選択で４５分〜３時間の間進む。
【０４６９】
いくつかの実施形態において、これらの条件下での二次加水分解は、糖の分解がほとんどないまたは全くない単糖の収率を増大させる。いくつかの実施形態において、全糖の画分としてのモノマーは、加水分解３４０および／または４３０の後で、７０重量％超、任意選択で８０重量％超、任意選択で８５重量％超および任意選択で９０重量％超である。いくつかの実施形態において、加水分解中の単糖の分解は、１重量％未満、任意選択で０．２重量％未満、任意選択で０．１重量％未満および任意選択で０．０５重量％未満である。
例証的なクロマトグラフィー樹脂
【０４７０】
いくつかの実施形態は、イオン交換（ＩＥ）樹脂を用いる（例えば、４１０および／または２７０で）。
【０４７１】
それらの官能性基が異なるイオン交換樹脂の４つの主要型：強酸性（例えば、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムまたはポリＡＭＰＳなど、スルホン酸基を使用する）、強塩基性（例えば、第４級アミノ基、例えばトリメチルアンモニウム基、例えばポリＡＰＴＡＣを使用する）、弱酸性（例えば、カルボン酸基を使用する）および弱塩基性（例えば、ポリエチレンアミンなど、第１級、第２級および／または第３級アミノ基を使用する）がある。
【０４７２】
これらの４つの主要型の各々に属する樹脂は市販されている。いくつかの実施形態において、これらの４つの型の１つまたは複数の樹脂が用いられる。
【０４７３】
いくつかの実施形態において、４１０（図２８）および／または２７０（図２６ｂ）で用いられる樹脂は、ナトリウム、カリウムまたはアンモニウムが樹脂上の水素イオンと少なくとも部分的に取って代わる強酸性カチオン交換樹脂である。
【０４７４】
強酸性カチオン樹脂としては、ＰＵＲＯＬＩＴＥ  Ｒｅｓｉｎ  ＰＣＲ  ６４２Ｈ＋および／または６４２ＫなどのＰｕｒｏｌｉｔｅ（登録商標）樹脂（Ｔｈｅ  Ｐｕｒｏｌｉｔｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｂａｌａ  Ｃｙｎｗｏｏｄ、ＰＡ、ＵＳＡ）が挙げられる。
【０４７５】
いくつかの実施形態において、精製媒体２７４（図２６ｂ）には樹脂が含まれる。任意選択で、この樹脂は、強カチオン樹脂および強塩基性アニオン樹脂の組合せを使用する混床系である。この文脈における使用に適当な混床樹脂も、Ｔｈｅ  Ｐｕｒｏｌｉｔｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｂａｌａ  Ｃｙｎｗｏｏｄ、ＰＡ、ＵＳＡ）から利用可能である。
例証的なアニオン交換体
【０４７６】
多種多様な弱塩基性樹脂（ＷＢＡ）が市販されている。これらの多くは、本発明の各種実施形態の文脈における（例えば、図２６ａにおける２５１で）使用に適当である。適当な樹脂としては、ＤＯＷＥＸ  ６６（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．；ＵＳＡ）ならびにＡ１００および／またはＡ１０３Ｓおよび／またはＡ１０５および／またはＡ１０９および／またはＡ１１１および／またはＡ１２０Ｓおよび／または１３３Ｓおよび／またはＡ８３０および／またはＡ８４７（Ｔｈｅ  Ｐｕｒｏｌｉｔｅ  Ｃｏ．；ＵＳＡ）が挙げられる。
【０４７７】
いくつかの実施形態において、２０個未満の炭素原子を有する多種多様なアミン抽出剤が利用可能である。本発明の実施形態における使用に適当な例証的なアミン抽出剤としては、第３級アミン、例えばトリ−オクチルアミン、トリ−カプリリルアミン、トリ−デシルアミンまたはトリ−ラウリルアミンが挙げられる。
例証的なＩＸ
【０４７８】
多種多様なイオン交換体（ＩＸ）が市販されている。これらの多くは、本発明の各種実施形態の文脈における（例えば、図２６ａにおける２５３で）使用に適当である。適当な樹脂としては、ＤＯＷＥＸ  ８８（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．；ＵＳＡ）またはＣ１００および／もしくはＣ１００Ｅおよび／もしくはＣ１２０Ｅおよび／もしくはＣ１００Ｘ１０および／もしくはＳＧＣ６５０および／もしくはＣ１５０および／もしくはＣ１６０（Ｔｈｅ  Ｐｕｒｏｌｉｔｅ  Ｃｏ．；ＵＳＡ）などの強酸性カチオン交換樹脂が挙げられる。
例証的な平衡の検討
【０４７９】
ＨＣｌは、オリゴ糖の加水分解および単糖のオリゴマー化の両方を触媒する。適当な時間期間をかけて、平衡が確立される。反応方向は、糖濃度およびモノマー：オリゴマーの比率によって影響される。反応速度は、温度および／またはＨＣｌ濃度によって影響され得る。
【０４８０】
再び図２６ａおよび二次加水分解ユニット２４０に言及すると：いくつかの実施形態において、流入糖濃度は、平衡条件に対して過剰なオリゴマーを有する。クロマトグラフィーユニット２７０から戻るオリゴマー留分を用いる希釈は、平衡条件からなおさらに遠くへモノマー：オリゴマーバランスをシフトする。これらの条件下で、ＨＣｌは反応を加水分解の方向に推進される。
【０４８１】
加水分解ユニット２４０から離れる糖組成物は、平衡条件にさらにずっと近くなり、というのは、オリゴマーが加水分解されたからである。しかしながら、蒸発２６０は、該バランスをモノマー過剰にシフトし得る。これが起こる場合、ＨＣｌは、モノマーの再オリゴマー化を触媒する傾向がある。クロマトグラフィー分離２７０は、二次加水分解２４０の糖濃度より有意に高い糖濃度での実施形態によって作動される。糖の濃縮中の再オリゴマー化を回避するために、酸１５６は、本発明のいくつかの実施形態においてアニオン交換体２５１と接触させることによって除去される。
【０４８２】
二次加水分解反応の平衡において、単糖とオリゴ糖との間の比率は全糖濃度の関数である。反応の速度は、温度によっておよびＨＣｌ濃度によって設定される。資本コストおよび運用コストを考慮すると、温度およびＨＣｌ濃度の選択は最適化の問題である。任意の場合において、平衡は達せられ得る。別法として、該反応は、平衡に達するより前に停止することができる。それは、単糖の分解ならびに運用コストおよび資本コストなどのいくつかの因子の最適化の問題である。いくつかの実施形態において、二次加水分解は、それが少なくとも７０重量％、７５重量％、８０重量％、８５重量％もしくは９０重量％の平衡比率または中間以上の百分率に達すると停止される。
例証的な流れ制御の検討
【０４８３】
いくつかの実施形態において、変動する粘度程度を有する液体は、１つのモジュールまたは構成成分から別のモジュールまたは構成成分に輸送されなければならない。いくつかの実施形態において、糖濃度および／または溶媒濃度および／またはＨＣｌ濃度は、溶液の粘度に寄与する。いくつかの実施形態において、この輸送は、少なくとも部分的に重力に頼る。いくつかの実施形態において、液体を輸送するためにポンプが用いられ得る。いくつかの実施形態において、液体は、異なる方向におよび／または異なる速度で移動する。任意選択で、一部の液体は、後の使用のためにリザーバー内に保持される。いくつかの実施形態において、制御器は、１つまたは複数の液体の流れを調節する働きをする。
【０４８４】
図３０は、一般に８００として表示されている図２６ａの糖精製モジュールの流れ制御構成成分と同様の糖精製モジュールの流れ制御構成成分を表示する略図である。システム１００の文脈において、モジュール８００は、モジュール２００に類似する。数字「１」で始まる数は、上文において記載されている溶液またはストリームを指す。数字「８」で始まる数の多くは、図２６ａにおける数字「２」で始まる同様の数を指し、本明細書における流れ制御構成成分とのそれらの関係の点からのみ記載されている。
【０４８５】
いくつかの実施形態において、ポンプ８１１ａは、酸抽出器８１０ａおよび８１０ｂを通るＳ１ベースの抽出剤１５５の流れを提供する。該流れは、それに沿ってＨＣｌ  １４０を運ぶ。抽出器は連続して配置され、流れは８１０ｂから８１０ａを介してポンピングされる。いくつかの実施形態において、単一の抽出器８１０が使用される。
【０４８６】
ポンプ８１２ａは、糖混合物１３０の流れを（１つまたは複数の）酸抽出器８１０ａに提供する。いくつかの実施形態において、制御器８９０は、抽出剤による酸の効率的抽出を確実にするため、ポンプ８１２ａおよび８１１ａの流量を調節する。任意選択で、正確な相対的流量は、この効率に寄与する。いくつかの実施形態において、ポンプ８１２ａおよび８１１ａは、上文に記載されている通りのＢａｔｅｍａｎパルスカラムの一部として提供される。いくつかの実施形態において、ポンプ８１２ａおよび／または８１１ａにおける流量が変動されることで、所望の抽出効率度を提供するように酸抽出器８１０ａを適応させる。
【０４８７】
いくつかの実施形態において、酸低減ストリーム１３１ａは、抽出器８１０ａから出現し、ポンプ８４２によって二次加水分解モジュール８４０を介して引き出される。再び、制御器８９０は、所望の加水分解度が達成されるのを確実にするためにモジュール８４０を通る流量を調節する。任意選択で、追加的なポンプ８３２は、描写されている通り、ストリーム１３１ａを二次加水分解モジュール８４０に移動する。結果として生ずる二次加水分解物１３１ｂは、濾過ユニット８５０にポンピングされる。任意選択で、濾過ポンプ８５２は、ユニット内のフィルターを介して加水分解物１３１ｂを引き出し、および／または濾過された二次加水分解物１３１ｃをアニオン交換体８５１にポンピングする。いくつかの実施形態において、別個のポンプ８４８は、フィルターからの蓄積残骸を洗浄するため、濯ぎ流れ（右方を指している矢印）を濾過ユニット８５０に周期的に提供する。いくつかの実施形態において、制御器８９０は、フィルターユニット８５０の適切な動作を確保するため、ポンプ８４８と８４２および／または８５２との動作を連携させる。
【０４８８】
いくつかの実施形態において、濾過されたストリーム１３１ｃは、脱酸された加水分解物１３２を生成するため、ポンプ８５４によってアニオン交換体８５１を介してポンピングされる。いくつかの実施形態において、別個のポンプ８４９は、ＨＣｌ  １５６の希釈ストリームを生成するため、洗浄ストリームをアニオン交換体８５１に送達する。いくつかの実施形態において、制御器８９０は、アニオン交換体８５１の適切な動作を確保するため、ポンプ８５４と８４９および／または８５６との動作を連携させる。
【０４８９】
いくつかの実施形態において、ポンプ８５６は、カチオン交換体モジュール８５３を介して脱酸された加水分解物１３２を引き出す。流出ストリーム１３１ｄは、カチオン含量が低減されている。いくつかの実施形態において、別個のポンプ８５２は、溶出されたカチオン１５７のストリームを生成するため、洗浄ストリームをモジュール８５３に送達する。いくつかの実施形態において、制御器８９０は、モジュール８５３の適切な動作を確保するため、ポンプ８５２と８５６および／または８６２との動作を連携させる。
【０４９０】
いくつかの実施形態において、出口ストリーム１３１ｄは、水を蒸発させることによって糖濃度を増大させる蒸発ユニット８６０に、ポンプ８６２によって引き込まれる。結果として生ずる濃縮され濾過された二次加水分解物１３１ｅは、ポンプ８７２によってクロマトグラフィー構成成分８７０にポンピングされる。
【０４９１】
いくつかの実施形態において、蒸発器８６０によって生成される水１４２は、溶出流体としての使用のためクロマトグラフィーユニット８７０に、捕集機構８６４によってポンピングされる。クロマトグラフィーユニット８７０は、いくつかの実施形態において試料供給と溶出との間を循環的に交互するので、捕集機構８６４には、任意選択で、水リザーバーならびにポンプが含まれる。
【０４９２】
いくつかの実施形態において、制御器８９０は、試料ストリームおよび溶出ストリームを用いてクロマトグラフィーユニット８７０内に樹脂を循環的に供給するため、捕集機構８６４およびポンプ８７２の作用を連携させる。この循環的な供給および溶出は、ポンプ８７２によって加水分解ユニット８４０にリサイクルされるオリゴマー留分２８０、およびモジュール２０４にポンプ８７２によって任意選択でポンピングされるモノマー留分２３０を生成する（図２６ｂ）。
【０４９３】
任意選択で、制御器８９０は、様々なモジュールならびに／またはユニットの入口および／もしくは出口に位置されているセンサー（描写されていない）からのフィードバックに応答する。いくつかの実施形態において、これらのセンサーとしては流れセンサーが挙げられ、制御器８９０は相対的流量を調節する。いくつかの実施形態において、オリゴマー留分とモノマー留分との間の分割は、試料供給後の溶出物の床体積の点から、クロマトグラフィーユニット８７０における樹脂の歴史的性能データに基づいてなされる。
【０４９４】
いくつかの実施形態において、センサーには、パラメータ検出器が含まれる。任意選択で、パラメータ検出器は、糖濃度および／または酸濃度をモニタリングする。いくつかの実施形態において、糖濃度は、屈折率および／または粘度をアッセイすることによって測定される。任意選択で、酸濃度は、ｐＨ測定によってモニタリングされる。いくつかの実施形態において、オリゴマー留分とモノマー留分との間の分割は、屈折率によってアッセイされた通りの特定の糖の濃度および／またはｐＨから概算された通りの酸濃度の点から、クロマトグラフィーユニット８７０における樹脂の実際の性能データに基づいてなされる。
例証的なモノマー濃度
【０４９５】
再び図２６ａに言及すると、本発明の様々な例証的な実施形態において、二次加水分解２４０によって生成される単糖富化混合物１３１ｂには、全糖に対して７２重量％、７４重量％、７６重量％、７８重量％、８０重量％、８２重量％、８４重量％、８６重量％、８８重量％もしくは９０重量％または中間以上の百分率の重量による単糖が含まれる。いくつかの実施形態において、本発明の様々な例証的な実施形態において、クロマトグラフィー２７０からのモノマー留分２３０には、全糖に対して８０重量％、８２重量％、８４重量％、８６重量％、８８重量％、９０重量％、９２重量％、９４重量％、９６重量％、９８重量％、９９重量％もしくは９９．５重量％または中間以上の百分率の重量による単糖が含まれる。
動作の例証的な順序
【０４９６】
再び図２６ａに言及すると、本発明の多くの例証的な実施形態には、二次加水分解ユニット２４０およびクロマトグラフィー構成成分２７０、ならびに他の構成成分および／またはユニットの様々な組合せが含まれる。
【０４９７】
いくつかの実施形態において、ストリーム１３０からの糖は、二次加水分解ユニット２４０に直接進み、二次加水分解物１３１ｂは、（任意選択で、濾過ユニット２５０を介して）酸抽出器２１０ｂに、アニオン交換体２５１に、および次いで（任意選択で、カチオン交換体モジュール２５３を介して）蒸発ユニット２６０に、および次いでクロマトグラフィーユニット２７０に進む。
【０４９８】
いくつかの実施形態において、ストリーム１３０からの糖は、二次加水分解ユニット２４０に直接進み、二次加水分解物１３１ｂは、（任意選択で、濾過ユニット２５０を介して）酸抽出器２１０ｂに、および次いで蒸発ユニット２６０に、および次いでクロマトグラフィーユニット２７０に進む。
【０４９９】
いくつかの実施形態において、ストリーム１３０は２９０で予備蒸発され（図２６ｃ）、次いでストリーム１３０からの糖は二次加水分解ユニット２４０に進み、二次加水分解物１３１ｂは、（任意選択で、濾過ユニット２５０を介して）酸抽出器２１０ｂに、アニオン交換体２５１に、および次いで（任意選択で、カチオン交換体モジュール２５３を介して）蒸発ユニット２６０に、および次いでクロマトグラフィーユニット２７０に進む。
【０５００】
いくつかの実施形態において、ストリーム１３０は２９０で予備蒸発され（図２６ｃ）、次いでストリーム１３０からの糖は二次加水分解ユニット２４０に進み、二次加水分解物１３１ｂは、（任意選択で、濾過ユニット２５０を介して）酸抽出器２１０ｂに、および次いで蒸発ユニット２６０に、および次いでクロマトグラフィーユニット２７０に進む。
【０５０１】
いくつかの実施形態において、ストリーム１３０は酸抽出器２１０ａで抽出され、次いでストリーム１３０からの糖は二次加水分解ユニット２４０に進み、二次加水分解物１３１ｂは、（任意選択で、濾過ユニット２５０を介して）酸抽出器２１０ｂに、アニオン交換体２５１に、および次いで（任意選択で、カチオン交換体モジュール２５３を介して）蒸発ユニット２６０に、および次いでクロマトグラフィーユニット２７０に進む。
【０５０２】
いくつかの実施形態において、ストリーム１３０は、２９０で予備蒸発され（図２６ｃ）、酸抽出器２１０ａで抽出され、次いでストリーム１３０からの糖は二次加水分解ユニット２４０に進み、二次加水分解物１３１ｂは、（任意選択で、濾過ユニット２５０を介して）酸抽出器２１０ｂに、アニオン交換体２５１に、および次いで（任意選択で、カチオン交換体モジュール２５３を介して）蒸発ユニット２６０に、および次いでクロマトグラフィーユニット２７０に進む。
【０５０３】
いくつかの実施形態において、ストリーム１３０は２９０で予備蒸発され（図２６ｃ）、酸抽出器２１０ａで抽出され、次いでストリーム１３０からの糖は二次加水分解ユニット２４０に進み、二次加水分解物１３１ｂは、（任意選択で、濾過ユニット２５０を介して）酸抽出器２１０ｂに、蒸発ユニット２６０に、および次いでクロマトグラフィーユニット２７０に進む。
【０５０４】
いくつかの実施形態において、ストリーム１３０は２９０で予備蒸発され（図２６ｃ）、酸抽出器２１０ａで抽出され、次いでストリーム１３０からの糖は二次加水分解ユニット２４０に進み、二次加水分解物１３１ｂは、（任意選択で、濾過ユニット２５０を介して）蒸発ユニット２６０に、および次いでクロマトグラフィーユニット２７０に進む。
【０５０５】
いくつかの実施形態において、ストリーム１３０は酸抽出器２１０ａで抽出され、次いでストリーム１３０からの糖は二次加水分解ユニット２４０に進み、二次加水分解物１３１ｂは、（任意選択で、濾過ユニット２５０を介して）蒸発ユニット２６０に、および次いでクロマトグラフィーユニット２７０に進む。
追加的な例証的方法および関連生成物
【０５０６】
図３１ａは、一般に９００として描写されている本発明の別の例証的な実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。方法９００には、発酵槽を提供すること９１０、および単糖を含めた媒体を発酵すること９２０で、変換産物９３０を生成することが含まれる。一部の例において、図２５ならびに２６ａおよび／または２６ｂおよび／または２６ｃに描写されているプロセスは、単一の植物または系において、発酵すること９２０と一緒に行われる。
【０５０７】
図３１ｂは、一般に９０１として描写されている本発明の別の例証的な実施形態による方法の単純化されたフローダイアグラムである。方法９０１には、単糖含有溶液の提供すること９１１、および化学的プロセス９２１を使用して溶液中の糖を変換産物９３１に変換することが含まれる。
【０５０８】
いくつかの実施形態において、単糖、または単糖含有溶液は、単糖富化混合物（例えば３４２または１０３２）として、および／またはモノマー留分（例えば２３０または５７４）として、および／または単糖を含有する加水分解物（例えば５１０、５３２または５５２）として提供され得る。
【０５０９】
いくつかの実施形態において、発酵９２０および／または化学的プロセス９２１は、ＵＳ７，６２９，０１０；ＵＳ６，８３３，１４９；ＵＳ６，６１０，８６７；ＵＳ６，４５２，０５１；ＵＳ６，２２９，０４６；ＵＳ６，２０７，２０９；ＵＳ５，９５９，１２８；ＵＳ５，８５９，２７０；ＵＳ５，８４７，２３８；ＵＳ５，６０２，２８６；およびＵＳ５，３５７，０３５に記載されている通りであり、これらの内容を参照により組み込む。各種実施形態において、上記の米国特許に記載されているプロセスは、本明細書に記載されている通りの１つまたは複数の方法と、例えば、本明細書に記載されている通りの二次加水分解および／またはクロマトグラフィーと組み合わされる。
【０５１０】
いくつかの実施形態において、発酵９２０は、遺伝子修飾生物体（ＧＭＯ）を用いることができる。広範囲のＧＭＯは、本明細書に記載されている方法によって生成される糖と潜在的に適合性がある。ＧＭＯとしては、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ、Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ、Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ、Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ、Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ、Ｐｉｃｈｉａ、Ｃａｎｄｉｄａ、ＨａｎｓｅｎｕｌａおよびＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓの属の一員が挙げられる。特に重要であり得る宿主としては、Ｏｌｉｇｏｔｒｏｐｈａ  ｃａｒｂｏｘｉｄｏｖｏｒａｎｓ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ、Ｐａｅｎｉｂａｃｉｌｌｕｓ  ｍａｃｅｒａｎｓ、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｒｙｔｈｒｏｐｏｌｉｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ、Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ  ｐｌａｎｔａｒｕｍ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｆａｅｃｉｕｍ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｇａｌｌｉｎａｒｉｕｍ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ  ｆａｅｃａｌｉｓ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓおよびＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ
ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅが挙げられる。その上、これらの種の公知菌株のいずれも、出発微生物として利用することができる。様々な例証的な実施形態において、微生物は、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｃｏｅｌｉｃｏｌｏｒ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｌｉｖｉｄａｎｓ、Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ  ｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃｕｓ、またはＳａｃｃｈａｒｏｐｏｌｙｓｐｏｒａ  ｅｒｙｔｒａｅａから選択される放線菌である。様々な例証的な実施形態において、微生物は、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｐｕｔｉｄａ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓまたはＢａｃｉｌｌｕｓ  ｃｅｒｅｕｓから選択される真正細菌である。
【０５１１】
いくつかの例証的な実施形態において、ＧＭＯはグラム陰性細菌である。いくつかの例証的な実施形態において、組換え微生物は、Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ、ＡｌｃａｌｉｇｅｎｅｓおよびＫｌｅｂｓｉｅｌｌａの属から選択される。いくつかの例証的な実施形態において、組換え微生物は、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ、Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓ  ｎｅｃａｔｏｒおよびＯｌｉｇｏｔｒｏｐｈａ  ｃａｒｂｏｘｉｄｏｖｏｒａｎｓの種から選択される。いくつかの例証的な実施形態において、組換え微生物はＥ．ｃｏｌｉ菌株である。
【０５１２】
いくつかの実施形態において、発酵９２０は、乳酸を変換産物９３０として生成する。化学商品として、例えば様々な工業ポリマーの生成における使用のための乳酸の潜在性は公知である。これは、例えば、米国特許第５，１４２，０２３号；同５，２４７，０５８号；同５，２５８，４８８号；同５，３５７，０３５号；同５，３３８，８２２号；同５，４４６，１２３号；同５，５３９，０８１号；同５，５２５，７０６号；同５，４７５，０８０号；同５，３５９，０２６号；同５，４８４，８８１号；同５，５８５，１９１号；同５，５３６，８０７号；同５，２４７，０５９号；同５，２７４，０７３号；同５，５１０，５２６号；および同５，５９４，０９５号に記載されている。（Ｃａｒｇｉｌｌ、Ｉｎｃ．  ｏｆ  Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ、Ｍｉｎｎ．によって所有されているこれらの１７の特許の完全開示を、参照により本明細書に組み込む。）乳酸の生成および単離のための改善された技法を開発することに一般の関心がある。その上、それらの潜在的商業価値により、他の貴重な関連のラクテート生成物、例えばラクチド、ラクテートエステルおよびアミドなど、ならびにオリゴマーの単離に大きな関心があり；例えば同１７の特許を参照されたい。
【０５１３】
一般に、大量の乳酸は、特に、本明細書に記載されている通りの例証的な方法によって生成される糖、例えば、適当なミネラルおよびアミノ酸ベースの栄養素と一緒に媒体中のデキストロースなどを使用して、大規模な工業的な微生物発酵プロセスの実行によって容易に生成することができる。典型的に、こうした生成は、少なくとも４５℃、通常およそ４８℃の培養液温度で起こる。
【０５１４】
乳酸生成に関する懸念の論点としては、とりわけ、微生物作用のための適正な環境、発酵プロセスからの乳酸および乳酸塩いずれかまたは両方の分離および単離、ならびに単離された乳酸または乳酸由来の生成物に関与する下流の単離および生成を保証するための、発酵系内のｐＨの適切な制御が挙げられる。
【０５１５】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されている例証的な方法によって生成される糖は、以下の米国特許に記載されている通りに発酵生成物に組み込まれ、これら特許の各々の内容を本明細書によって参照により組み込む：ＵＳ７，６７８，７６８；ＵＳ７，５３４，５９７；ＵＳ７，１８６，８５６；ＵＳ７，１４４，９７７；ＵＳ７，０１９，１７０；ＵＳ６，６９３，１８８；ＵＳ６，５３４，６７９；ＵＳ６，４５２，０５１；ＵＳ６，３６１，９９０；ＵＳ６，３２０，０７７；ＵＳ６，２２９，０４６；ＵＳ６，１８７，９５１；ＵＳ６，１６０，１７３；ＵＳ６，０８７，５３２；ＵＳ５，８９２，１０９；ＵＳ５，７８０，６７８；およびＵＳ５，５１０，５２６。
【０５１６】
いくつかの実施形態において、変換産物（９３０または９３１）は、例えば、アルコール、カルボン酸、アミノ酸、ポリマー産業のためのモノマー、またはタンパク質であり得る。いくつかの実施形態において、変換産物（９３０または９３１）は、洗浄剤、ポリエチレンベースの製品、ポリプロピレンベースの製品、ポリオレフィンベースの製品、ポリ乳酸（ポリラクチド）ベースの製品、ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品およびポリアクリルベースの製品からなる群から選択される消費者製品を製造するためにプロセッシングされる。任意選択で、洗浄剤には、糖ベースの界面活性剤、脂肪酸ベースの界面活性剤、脂肪アルコールベースの界面活性剤または細胞培養由来の酵素が含まれる。任意選択で、ポリアクリルベースの製品は、プラスチック、床磨き剤、カーペット、塗料、コーティング、接着剤、分散剤、凝集剤、エラストマー、アクリルガラス、吸収性物品、尿漏れ防止パッド、生理用ナプキン、婦人用衛生製品およびおむつである。任意選択で、ポリオレフィンベースの製品は、ミルク用入れ物、洗浄剤瓶、マーガリンチューブ、ゴミ入れ容器、配水管、吸収性物品、おむつ、不織布、ＨＤＰＥ玩具またはＨＤＰＥ洗浄剤パッケージである。任意選択で、ポリプロピレンベースの製品は、吸収性物品、おむつまたは不織布である。任意選択で、ポリ乳酸ベースの製品は、農業製品もしくは乳製品のパッケージ、プラスチック瓶、生分解性製品または消耗品である。任意選択で、ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品は、農業製品のパッケージ、プラスチック瓶、塗工紙、成型もしくは押出物品、婦人用衛生製品、タンポンアプリケーター、吸収性物品、使い捨ての不織布もしくは拭き取り用品、医療手術用衣類、接着剤、エラストマー、フィルム、コーティング、水性分散剤、繊維、医薬品の中間体、または結合剤である。任意選択で、変換産物９３０または９３１は、エタノール、ブタノール、イソブタノール、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪アルコールまたはバイオディーゼルである。
【０５１７】
いくつかの実施形態において、方法９００または９０１には、変換産物９３０または９３１のプロセッシングで、少なくとも１種の製品、例えば、イソブテン縮合生成物、ジェット燃料、ガソリン、ガソホール、ディーゼル燃料、ドロップイン燃料、ディーゼル燃料添加剤またはそれらの前駆体などを製造することが含まれる。
【０５１８】
任意選択で、ガソホールは、エタノール富化ガソリンおよび／またはブタノール富化ガソリンである。
【０５１９】
いくつかの実施形態において、変換産物９３０または９３１によって製造される製品は、ディーゼル燃料、ガソリン、ジェット燃料またはドロップイン燃料である。
【０５２０】
本発明の様々な例証的な実施形態としては、変換産物９３０または９３１から製造される、消費者製品、消費者製品の前駆体、および消費者製品の成分が挙げられる。
【０５２１】
任意選択で、消費者製品、消費者製品の前駆体、または消費者製品の成分としては、少なくとも１種の変換産物９３０または９３１、例えば、カルボン酸または脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸、ヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価、または多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、バイオポリマー、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン、抗生物質および医薬品などが挙げられる。
【０５２２】
例えば、製品は、エタノール富化ガソリン、ジェット燃料、またはバイオディーゼルであり得る。
【０５２３】
任意選択で、消費者製品は、炭素−１２に対して約２．０×１０−１３以上の比率の炭素−１４を有する。任意選択で、消費者製品には、上に記載されている通りの消費者製品の成分、およびリグノセルロース材料以外の原料から生成される追加的な成分が含まれる。いくつかの実施形態において、該成分、およびリグノセルロース材料以外の原料から生成される追加的な成分は、本質的に同じ化学組成である。任意選択で、消費者製品には、少なくとも１００ｐｐｂの濃度でマーカー分子が含まれる。
【０５２４】
いくつかの実施形態において、マーカー分子は、例えば、フルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、フルフラールもしくはヒドロキシメチルフルフラールの縮合生成物、糖カラメル化に由来する有色化合物、レブリン酸、酢酸、メタノール、ガラクツロン酸またはグリセロールであり得る。
ＸＩＩＩ．代替的なリグニンプロセッシング実施形態
【０５２５】
図２５は、一般に１００として表示されている流入ストリームとして働くリグニンストリームを生成する例証的な加水分解システムの略図である。システム１００には、リグノセルロースの基質１１２を取り入れるとともに２つの出口ストリームを生成する加水分解容器１１０が含まれる。第１の出口ストリームは、溶解された糖とともにＨＣｌの水溶液を含有する酸性加水分解物１３０である。第２の出口ストリーム１２０は、リグニンストリームである。ＨＣｌおよび水を除去するためのリグニンストリーム１２０のプロセッシングは、この出願の１つの焦点である。除去されたＨＣｌをリサイクルすることは、この出願の追加的な焦点である。ＨＣｌを希釈することなくこのリサイクルを達成するための仕方は、本明細書に記載されているいくつかの例証的な実施形態の重要な特色である。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム１２０は、乾物ベースでリグニンに対して５％重量／重量未満、３．５％重量／重量未満、２％重量／重量未満または１％重量／重量未満のセルロースを含有する。
【０５２６】
いくつかの実施形態において、加水分解容器１１０は、同時係属の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０５７５５２（全ての目的で参照により本明細書に組み込む）に記載されている型である。いくつかの実施形態において、加水分解容器には、１つまたは複数の他の型の加水分解反応器が含まれ得る。いくつかの実施形態において、基質１１２はマツ材を含有する。加水分解物ストリーム１３０のプロセッシングは、糖精製モジュール２０１において起こり、残留ＨＣｌが実質的にない精製糖２３０を生成する。システム１００の概要の目的で、モジュール２０１が、加水分解容器１１０に回送される濃ＨＣｌのリサイクルストリーム１４０を生成することは、注目するのに十分である。いくつかの実施形態において、ＨＣｌ  １４０は、溶媒ベースの抽出剤１５５で抽出することによって加水分解物１３０から回収される。任意選択で、この抽出は、精製モジュール２０１において起こる。いくつかの実施形態において、抽出剤１５５は、溶媒回収モジュール１５０においてＨＣｌ  １４０から分離される。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム１２０には、有意な量のＨＣｌおよび溶解した糖が含まれる。
例証的な方法
【０５２７】
図３４は、一般に２００として表示されているリグニンストリームをプロセッシングするための方法の単純化されたフローダイアグラムである。供給ストリーム２０８は、図２５のリグニンストリーム１２０に対応する。
【０５２８】
方法２００には、供給ストリーム２０８を洗浄すること（２１０ａおよび／または２１０ｂ）が含まれる。供給ストリーム２０８には、超共沸性ＨＣｌ水溶液中に溶解された１種または複数の糖および固体リグニンが含まれる。多くの場合、ストリーム２０８における固体リグニンは、該溶液で湿潤または含浸されている。いくつかの実施形態において、洗浄すること（２１０ａおよび／または２１０ｂ）は、リグニンから糖を除去する働きをする。いくつかの実施形態において、洗浄すること（２１０ａおよび／または２１０ｂ）は、少なくとも５％ｗｔのＨＣｌを含めた洗浄用ＨＣｌ溶液（２０７ａおよび／または２０７ｂ）で行われることで、洗浄糖溶液（２１２ａおよび／または２１２ｂ）および洗浄リグニンストリーム２１４を形成する。いくつかの実施形態において、洗浄リグニンストリーム２１４には、固体リグニン、水およびＨＣｌが含まれる。
【０５２９】
方法２００には、洗浄リグニンストリーム２１４をリサイクル炭化水素２１８と接触させること２２０で、脱酸リグニン２２２ストリームならびにＨＣｌおよび水を含有する蒸気相２２４を形成することも含まれる。いくつかの実施形態において、リサイクル炭化水素２１８を洗浄リグニンストリーム２２２と接触させること２２０は、６５℃、７０℃、７５℃、８０℃、８５℃もしくは９０℃または中間以上の温度で起こる。任意選択で、接触させること２２０は、炭化水素２１８が沸騰する温度で行われる。いくつかの実施形態において、蒸気相２２４は、炭化水素２１８（描写されていない）も含有する。いくつかの実施形態において、脱酸リグニンストリーム２２２には、固体リグニンおよび重量により２％未満のＨＣｌが含まれる。
【０５３０】
いくつかの実施形態において、方法２００には、蒸気相２２４を縮合すること２３０で、縮合ＨＣｌ水溶液２３２を形成することが含まれる。いくつかの実施形態において、方法２００には、洗浄すること２１０ａおよび／または２１０ｂにおいて縮合ＨＣｌ水溶液２３２を使用すること２３４が含まれる。いくつかの実施形態において、方法２００には、リグノセルロース材料１１２の加水分解１１０において縮合ＨＣｌ水溶液２３２を使用すること２３６が含まれる（図２５を参照されたい）。いくつかの実施形態において、縮合すること２３０は、追加的な回収炭化水素２３１を生成する（描写されていない）。いくつかの実施形態において、回収炭化水素２３１は、脱酸リグニン２２２〜２１８からリサイクルされる２３３。いくつかの実施形態において、リサイクルすること２３３には、遠心分離、蒸気縮合、蒸発および蒸留の１つまたは複数が含まれる。
例証的な洗浄の検討
【０５３１】
いくつかの実施形態において、２０８での供給ストリームにおけるリグニンの濃度は、現状ベースで５％重量／重量〜５０％重量／重量、１５％重量／重量〜４５％重量／重量、２０％重量／重量〜４０％重量／重量、または２５％重量／重量〜３５％重量／重量の間である。いくつかの実施形態において、供給ストリームにおけるＨＣｌの濃度は、３５％重量／重量〜４５％重量／重量、３７％重量／重量〜４４％重量／重量、３８％重量／重量〜４３％重量／重量、または３９％重量／重量〜４２．５％重量／重量の間のＨＣｌ／［ＨＣｌおよび水］である。いくつかの実施形態において、ストリーム２０８における糖の濃度は、現状ベースで、５％重量／重量〜３５％重量／重量、１０％重量／重量〜３０％重量／重量、１２％重量／重量〜２７％重量／重量、１５％重量／重量か〜２５％重量／重量の間である。
【０５３２】
いくつかの実施形態において、グルコースは、供給ストリーム２０８における全糖の少なくとも５０％重量／重量、少なくとも６０％重量／重量、少なくとも７０％重量／重量、少なくとも８０％重量／重量または少なくとも９０％重量／重量を含有する。いくつかの実施形態において、グルコースは、供給ストリーム２０８における全糖の５０％重量／重量〜８０％重量／重量、５０％重量／重量〜８５％重量／重量、５０％重量／重量〜９０％重量／重量、５０％重量／重量〜９５％重量／重量、５０％重量／重量〜９９％重量／重量、６０％重量／重量〜８０％重量／重量、６０％重量／重量〜８５％重量／重量、６０％重量／重量〜９０％重量／重量、６０％重量／重量〜９５％重量／重量または６０％重量／重量〜９９％重量／重量を含有する。いくつかの実施形態において、ストリーム２０８は、１種または複数のＣ５糖を含有し、Ｃ５糖は、ストリーム２０８における全糖の５０％未満、４０％未満、３０％未満、２０％未満、１０％未満または５％未満である。
【０５３３】
いくつかの実施形態において、供給ストリーム２０８を洗浄すること２１０ａおよび／または２１０ｂには、少なくとも１つの向流接触させることが含まれる。いくつかの実施形態において、溶液２０７ａおよび／または２０７ｂにおけるＨＣｌ濃度は、少なくとも２０ｗｔ％、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３０ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％または少なくとも４０ｗｔ％である。
【０５３４】
いくつかの実施形態において、洗浄用供給ストリーム２０８には、少なくとも５％ｗｔのＨＣｌを含有する第１の溶液２０７ａを用いる第１の向流接触させること２１０ａで、第１の洗浄糖溶液２１２ａを形成すること、および少なくとも５％ｗｔのＨＣｌを含有する第２の溶液２０７ｂを用いて第２の向流接触させること２１０ｂで、第２の洗浄糖溶液２１２ｂを形成することが含まれる。いくつかの実施形態において、第１の溶液２０７ａ中のＨＣｌ濃度は、少なくとも３５％ｗｔ、少なくとも３７％ｗｔ、少なくとも３９％ｗｔ、少なくとも４１％ｗｔまたは少なくとも４２％ｗｔである。いくつかの実施形態において、第２の溶液２０７ｂ中のＨＣｌ濃度は、少なくとも２０％ｗｔ、少なくとも２５％ｗｔ、少なくとも２８％ｗｔ、少なくとも３０％ｗｔまたは少なくとも３２％ｗｔである。いくつかの実施形態において、洗浄リグニンストリーム２１４における糖濃度は、現状ベースで、５％未満、４％、３％、２％または１％である。
【０５３５】
いくつかの実施形態において、洗浄段階の数は変動する。図３４において、２つの洗浄段階が描写されている（２１０ａおよび２１０ｂ）。本発明の他の例証的な実施形態において、より多数の洗浄段階が実行される。例えば、３から１０の洗浄段階が、本発明のいくつかの実施形態において実行される。いくつかの実施形態において、洗浄の温度は、段階間で変化する。例えば、いくつかの実施形態において最終段階（単数または複数）は、初期段階と比較してわずかな昇温、例えば、１０℃〜２０℃と比較して２５℃〜４０℃で行われる。いくつかの実施形態において、各洗浄段階は、ハイドロサイクロンにおいて実施される。任意選択で、ハイドロサイクロンにおける圧力は、４０ｐｓｉｇ〜９０ｐｓｉｇである。いくつかの実施形態において、２つの洗浄ストリーム（２０７ａおよび２０７ｂ）は、２つ超のハイドロサイクロンに役立つ。いくつかの実施形態において、洗浄ストリーム２０７ａは４０％〜４３％のＨＣｌ濃度を有し、洗浄ストリーム２０７ｂは３２％〜３６％のＨＣｌ濃度を有する。いくつかの実施形態において、ストリーム２０７ａは第１のハイドロサイクロン（供給ストリーム２０８の視点から）に入り、ストリーム２０７ｂは最後のハイドロサイクロン（供給ストリーム２０８の視点から）に入る。任意選択で、洗浄温度は、ＨＣｌ濃度が洗浄において減少すると増大する。
例証的な任意選択の粉砕
【０５３６】
いくつかの実施形態において、洗浄すること２１０（２１０ａおよび／または２１０ｂ）より前に供給ストリーム２０８を湿潤粉砕することが行われる。任意選択で、湿潤粉砕することは、洗浄の効率における増大に寄与する。いくつかの実施形態において、接触させること２２０より前にストリーム２１４を湿潤粉砕することが行われる。任意選択で、湿潤粉砕することは、脱酸の効率における増大に寄与する。この増大した効率は、接触させること２２０のための低減された時間、ならびに／または供給ストリーム２０８に対する洗浄ストリーム２１０ａおよび／もしくは２１０ｂの比率における低減の点からである。
例証的な接触の検討
【０５３７】
いくつかの実施形態において、接触させること２２０に用いられる炭化水素は、大気圧で１００℃〜２５０℃、１２０℃〜２３０℃、または１４０℃〜２１０℃の間の沸点を有する。適当な炭化水素としては、イソパラフィン流体（例えばＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ、ＵＳＡからのＩＳＯＰＡＲ  Ｇ、Ｈ、Ｊ、Ｋ、ＬまたはＭ）が挙げられる。いくつかの実施形態において、選択されたイソパラフィン流体は、水に実質的に不溶性である。いくつかの実施形態において、ドデカンが、接触させること２２０での炭化水素２１８として用いられる。
【０５３８】
いくつかの実施形態において、炭化水素２１８として９部のＩｓｏｐａｒ  Ｋが、１部の洗浄リグニンストリーム２１４（例えば、現状ベースで約２０％固体リグニン）と接触させられる２２０。これらの実施形態によると、２２０において接触させられるＩｓｏｐａｒ  Ｋに対する乾燥リグニンの比率は、約７／１ｗ／ｗ；９／１ｗ／ｗ；１１／１ｗ／ｗ；１５／１ｗ／ｗ；３０／１ｗ／ｗ；４０／１ｗ／ｗまたは４５／１ｗ／ｗ（または中間以上の比率）である。
【０５３９】
いくつかの実施形態において、洗浄すること２１０ａおよび／または２１０ｂは、４０ｐｓｉｇ〜９０ｐｓｉｇの間の圧力である。いくつかの実施形態において、接触させること２２０は大気圧で行われる。いくつかの実施形態において、脱酸リグニンストリーム２２２には、現状ベースで２％未満、１．５％未満、１．０％未満、０．５未満％、０．３未満％、０．２％未満または０．１％未満のＨＣｌ重量／重量が含まれる。いくつかの実施形態において、脱酸リグニンストリーム２２２は、現状ベースで少なくとも６０％重量／重量、少なくとも７０％重量／重量、少なくとも８０％重量／重量、少なくとも９０％重量／重量、少なくとも９５％重量／重量、少なくとも９６％重量／重量、少なくとも９７％重量／重量、少なくとも９８％重量／重量または少なくとも９９％重量／重量の固体リグニンを含有する。
例証的な縮合の検討
【０５４０】
いくつかの実施形態において、縮合ＨＣｌ水溶液２３２におけるＨＣｌ濃度は、ＨＣｌ／（ＨＣｌおよび水）として２０％重量／重量超、２２％重量／重量超、２４％重量／重量超、２６％重量／重量超または２８％重量／重量超である。
追加的な例証的なリサイクルループ
【０５４１】
いくつかの実施形態において、方法２００には、リグノセルロース材料を加水分解させる際に洗浄糖溶液２１２ａまたは２１２ｂを使用することが含まれる（例えば、図２５における１１０で）。いくつかの実施形態において、方法２００には、リグノセルロース材料の加水分解において第１の洗浄糖溶液２１２ａを使用することが含まれる。いくつかの実施形態において、方法２００には、リグノセルロース材料の加水分解において第２の洗浄糖溶液２１２ｂを使用することが含まれる。
例証的な加水分解の検討
【０５４２】
いくつかの実施形態において、リグノセルロース材料１１２（図２５）としては、針葉樹（例えばマツ）が挙げられる。いくつかの実施形態において、リグノセルロース材料１１２としては、広葉樹（例えばユーカリまたはカシ）が挙げられる。いくつかの実施形態において、１１０（図２５）で加水分解する温度は、２５℃未満、２３℃未満、２１℃未満、１９℃未満、１７℃未満または１５℃未満である。
第２の例証的な方法
【０５４３】
図３５は、いくつかの実施形態による、一般に３００として表示されているリグニンストリームをプロセッシングするための方法の単純化されたフローダイアグラムである。いくつかの実施形態において、供給ストリーム３０８は、図２５のリグニンストリーム１２０に対応する。
【０５４４】
方法３００には、固体リグニン、超共沸性ＨＣｌ水溶液および少なくとも１種の糖を含有する供給ストリーム３０８を脱酸すること３１０で、脱酸リグニンストリーム３１２を形成することが含まれる。いくつかの実施形態において、ストリーム３１２には、固体リグニンおよび現状ベースで２％未満、１．５％未満、１．０％未満、０．５％未満、０．３％未満、０．２未満または０．１％未満のＨＣｌ重量／重量が含まれる。いくつかの実施形態において、ストリーム３１２には、少なくとも７０％重量／重量、少なくとも７５％重量／重量、少なくとも８０％重量／重量、少なくとも８５％重量／重量、少なくとも９０％重量／重量または少なくとも９５％重量／重量の固体（または中間以上の百分率）であるリグニンが含まれる。
【０５４５】
描写されている方法には、アルカリ溶液３１８中の３１２の固体リグニンを蒸解すること３２０で、溶解リグニンを含めたアルカリ溶液３２２を形成することも含まれる。いくつかの実施形態において、アルカリ溶液３２２において溶解されたリグニンの収率は、ストリーム３１２におけるリグニンの量の少なくとも８５％重量／重量、９０％重量／重量、９２．５％重量／重量、９５％重量／重量、９７．５％重量／重量、９９％重量／重量、９９．５％重量／重量または実質的に１００％重量／重量である。いくつかの実施形態において、３２２での溶解リグニンの濃度は、少なくとも５％重量／重量、７％重量／重量、８％重量／重量、１０％重量／重量、１５％重量／重量、２０％重量／重量もしくは２５％重量／重量または中間以上の百分率（溶解固体として表現される）である。いくつかの実施形態において、蒸解すること３２０は、１００℃超、１１０℃超、１２０℃超または１３０℃超の温度で行われる。いくつかの実施形態において、蒸解すること３２０は、２００℃より低い、１９０℃より低い、１８０℃より低い、１７０℃より低い、１６０℃より低いまたは１５０℃より低い温度で行われる。いくつかの実施形態において、蒸解すること３２０は、１６０℃〜２２０℃、１７０℃〜２１０℃、１８０℃〜２００℃、または１８２℃〜１９０℃の間の温度で行われる。いくつかの実施形態において、蒸解すること３２０は、少なくとも１０分、少なくとも２０分、少なくとも３０分、少なくとも４０分、少なくとも５０分、少なくとも６０分、少なくとも７０分、少なくとも８０分、少なくとも９０分または少なくとも１２０分の持続期間を有する。いくつかの実施形態において、蒸解すること３２０は、１０時間未満、９時間未満、８時間未満、７時間未満、６時間未満、５．５時間未満、５時間未満、４．５時間未満、４時間未満または３．５時間未満の持続期間を有する。いくつかの実施形態において、蒸解時間は約６時間である（例えば、１８２℃で）。いくつかの実施形態において、蒸解時間におけるおよび／または蒸解温度における増大は、リグニンの破砕および／または分解における増大に寄与する。いくつかの実施形態において、蒸解すること３２０は、２０％未満、１５％未満、１０％未満、５％未満または２％未満の溶媒を含有するアルカリ溶液において蒸解することである。任意選択で、蒸解すること３２０は、実質的に溶媒がないアルカリ溶液において蒸解することである。蒸解すること３２０は、実際にセルロースがない組成物上で行われることで、それは木材パルプ化と非常に異なる。
【０５４６】
いくつかの実施形態において、アルカリ溶液３１８のアルカリ濃度は、重量ベースで１００Ｘ塩基／（塩基および水）として表現される場合、３２０でのアルカリ濃度が少なくとも５％重量／重量、６％重量／重量；７％重量／重量、８％重量／重量、９％重量／重量、１０％重量／重量、１１％重量／重量、１２％重量／重量、１３％重量／重量、１４％重量／重量、１５％重量／重量または中間以上の百分率であるように調整される。下記の表は、実験室規模の実験からの、蒸解すること３２０での構成成分の例証的な量および関係を例示する。
【０５４７】
実験室規模の実験からの例証的な条件
【化１】
2018158955.tif 000002
【０５４８】
表１の３ラインからの実験室規模の条件は、以下の通りに最大準工業手順まで拡大した：
５０％の水分／揮発物で３０ｌｂｓのリグニン（１５ｌｂｓの乾燥リグニン固体）
５０％の苛性溶液で提供される１０．５ｌｂｓのＮａＯＨ乾燥固体
１５０ｌｂｓの水（５０％の苛性溶液中に１０．５ｌｂｓの水が含まれる）
１５ｌｂｓのＩｓｏＰａｒ  Ｋ（湿潤リグニン中；図３４における２２２で残留している溶媒）
【０５４９】
拡大した準工業手順において、リグニン／ＮａＯＨの比率は１．４２であり、アルカリ濃度は６．５％であった（上記の表における３ラインと比較されたい）。
【０５５０】
いくつかの実施形態において、リグニンストリーム３１２は、脱酸３１０からの残留炭化水素（例えばドデカン）を含有する。蒸解すること３２０の際に、ストリーム３１２におけるリグニンがアルカリ水性相に溶解することで、残留炭化水素は、デカントおよびリサイクルされる別々の有機相に簡単に分離する。いくつかの実施形態において、アルカリ溶液３１８には、アンモニアおよび／または水酸化ナトリウムおよび／または炭酸ナトリウムが含まれる。
【０５５１】
方法３００には、溶解リグニンを精製すること３３０で、精製リグニン沈殿物３３３を形成することが含まれる。いくつかの実施形態において、精製すること３３０には、溶解リグニンを含有するアルカリ溶液３３２を水溶性溶媒３３４と接触させること３３１で、固体リグニン沈殿物３３３および水溶性溶媒を含めたアルカリ溶液３３６を形成することが含まれる。いくつかの実施形態において、水溶性溶媒３３４には、メタノールおよび／またはエタノールおよび／またはアセトンが含まれる。
【０５５２】
いくつかの実施形態において、沈殿物３３３は塩基性リグニンを含有する。いくつかの実施形態において、分離３３７は、水溶性溶媒３３４をリサイクルすること３３８および／またはアルカリ溶液３１８をリサイクルすること３３９を容易にする。分離３３７には、任意選択で、蒸発（例えば蒸留）および／または冷却すること、および／またはｐＨ調整が含まれる。
例証的なリグニン状態
【０５５３】
いくつかの実施形態において、リグニンは、プロトン化形態−ＲＯＨ−におけるおよび／または解離形態−ＲＯ（−）における（１つまたは複数の）酸性フェノール官能基を運ぶ。いくつかの実施形態において、リグニンは、プロトン化形態−ＲＣＯＯＨ−および／または解離形態−ＲＣＯＯ（−）における（１つまたは複数の）カルボン酸官能基を運ぶ。本明細書において称される「酸官能基」は、プロトン化形態または解離形態のいずれかであるフェノールおよびカルボン酸官能基の組合せである。いくつかの実施形態において、酸性リグニンは、酸官能基の半分超がプロトン化形態であるリグニンであり、塩基性リグニンは、酸官能基の半分超が解離形態であるリグニンである。
第３の例証的な方法
【０５５４】
図３６は、一般に４００として表示されているリグニンストリームをプロセッシングするための方法の単純化されたフローダイアグラムである。いくつかの実施形態において、供給ストリーム３０８は、図２５のリグニンストリーム１２０に対応する。方法４００は、大部分の点で図３５における方法３００と同様である。方法４００と方法３００との間の主要な差異は、精製すること３３０が行われる仕方にある。精製すること３３０におけるこの差異は、リグニンの異なる形態をもたらす（即ち、４３２に対する３３３）。
【０５５５】
方法４００のいくつかの実施形態において、３１２での固体リグニンは酸性である。いくつかの実施形態において、アルカリ溶液３１８における蒸解すること３２０は、溶解された塩基性リグニンを含有するアルカリ溶液３２２を生成する。描写されている方法４００のいくつかの実施形態において、溶液３２２から塩基性リグニンを精製すること３３０には、アルカリ溶液３２２を酸味料４２８と接触させること４３１で、精製された酸性リグニン４３２を生成することが含まれる。いくつかの実施形態において、ＨＣｌの溶液は酸味料４２８として働く。いくつかの実施形態において、酸味料４２８は、ｐＨが３．７に、３．６に、３．５に、または３．４に減少するまで添加される。
【０５５６】
いくつかの実施形態において、精製された酸性リグニン４３２中、酸官能基の少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％または少なくとも９５％はプロトン化形態である。いくつかの実施形態において、塩基性リグニン中、酸官能基の少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％または少なくとも９５％は解離形態である。いくつかの実施形態において、精製された酸性リグニン４３２は、溶媒３３４中に溶解される。いくつかの実施形態において、脱酸リグニンストリーム３１２は、現状ベースで２％未満、１．５％未満、１．０％未満、０．５％未満、０．３％未満、０．２未満または０．１％未満のＨＣｌ重量／重量を含有する。
追加的な例証的な精製選択肢
【０５５７】
ここで図３５および図３６の両方に言及すると：
【０５５８】
いくつかの実施形態において、精製すること３３０には、アルカリ溶液３２２を水溶性溶媒３３４と接触させること３３１で、塩基性固体リグニン沈殿物３３３、および沈殿物３３３を分離させる前記水溶性溶媒を含有するアルカリ溶液３３６を形成すること、ならびに分離された塩基性固体リグニン沈殿物３３３（図３５）を酸味料４２８と接触させること４３１（図３６）が含まれる。いくつかの実施形態において、精製すること３３０には、アルカリ溶液３２２を酸味料４２８と接触させること４３１で、酸性固体リグニン沈殿物４３２を形成することが含まれる。一部の場合において、アルカリ溶液３２２の添加は、リグニンを可溶化するだけに十分である量である（即ち化学量論）。いくつかの実施形態において、精製すること３３０には、アルカリ溶液３２２を、酸味料４２８と、および可溶性が制限された溶媒（例えばＭＥＫ；描写されていない）と接触させること４３１で、そこに溶解されている酸性リグニン４３２を含有する溶媒溶液を形成することが含まれる。任意選択で、溶媒は、分離される（例えば、蒸発によって）ことで、固体の精製された酸性リグニンおよびリサイクルされるべき溶媒ストリーム（描写されていない）を形成する。いくつかの実施形態において、脱酸３１０からの残留炭化水素（例えばＩＳＯＰＡＲＫ）は、アルカリ溶液３２２の上部に別個の相を形成し、可溶性が制限された溶媒との接触より前に除去される。例えば、いくつかの実施形態において、リグニンは、可溶性が制限された溶媒が添加される前に、蒸解すること（３２０）容器の底部からデカントされる。いくつかの実施形態において、精製すること３３０には、前記分離された塩基性（固体）リグニン沈殿物３３３を、酸味料４２８と、および可溶性が制限された溶媒（描写されていない）と接触させることで、溶解された酸性リグニン４３２を含有する溶媒溶液を形成することが含まれる。任意選択で、可溶性が制限された溶媒は、分離される（例えば、蒸発によって）ことで、固体精製された酸性リグニンおよびリサイクルされるべき溶媒ストリーム（描写されていない）を形成する。
例証的な脱酸選択肢
【０５５９】
方法３００（図３５）および方法４００（図３６）のいくつかの実施形態において、脱酸すること３１０には、供給ストリーム３０８におけるリグニンを炭化水素（任意選択で、リサイクルされた炭化水素）と接触させることで、固体の、任意選択で酸性のリグニンを含有する脱酸リグニンストリーム３１２を形成することが含まれる。いくつかの実施形態において、ストリーム３１２には、固体リグニン、ならびに現状ベースで２％重量／重量未満、１．５％重量／重量未満、１％重量／重量未満、０．５％重量／重量未満、０．３％重量／重量未満、０．２％重量／重量未満または０．１％重量／重量未満のＨＣｌ、ならびにＨＣｌおよび水を含有する蒸気相２２４、ならびに任意選択で炭化水素が含まれる。この選択肢は、上文で図３４の文脈において記載されている。
例証的な洗浄選択肢
【０５６０】
方法３００および方法４００のいくつかの実施形態において、ストリーム３０８におけるリグニンは、現状ベースで少なくとも５％ｗｔのＨＣｌを含めた洗浄用ＨＣｌ溶液で洗浄されることで、洗浄糖溶液、ならびに固体リグニン（任意選択で、酸性）、水およびＨＣｌを含有する洗浄リグニンストリームを形成する。この選択肢は、図３４の文脈に記載されている。任意選択で、洗浄することは、脱酸することより前に行われる。
例証的な精製変動
【０５６１】
いくつかの実施形態において、分離された塩基性固体リグニン沈殿物を酸味料４２８と接触させること４３１には、酸味料４２８の溶液で洗浄することが含まれる。任意選択で、この洗浄することは、２つの以上の段階の接触させること／４３１で、および／または向流方式で行われる。いくつかの実施形態において、塩基性リグニン沈殿物を酸味料４２８と接触させること４３１は、塩基性リグニン沈殿物を酸性固体リグニン４３２に変換する。いくつかの実施形態において、アルカリ溶液３２２を酸味料４２８と接触させること４３１には、超大気圧下でＣＯ２と接触させることが含まれる。いくつかの実施形態において、超大気圧は、２バール、４バール、６バール、８バールもしくは１０バールまたは中間以上の圧力である。
【０５６２】
実施形態の一部において、アルカリ溶液３２２を接触させること４３１には、酸味料４２８と、および可溶性が制限された溶媒と同時に接触させることが含まれる。他の実施形態において、アルカリ溶液３２２を酸味料４２８と接触させることは、可溶性が制限された溶媒と接触させることより前に行われる。本発明の他の例証的な実施形態において、アルカリ溶液３２２を酸味料４２８と接触させることは、可溶性が制限された溶媒と接触させることの後に行われる。いくつかの実施形態において、可溶性が制限された溶媒は、大気圧で１５０℃未満、１４０℃未満、１３０℃未満、１２０℃未満または１１０℃未満の沸点を有する。
【０５６３】
例証的なカチオン除去
【０５６４】
再び図３６に言及すると、方法４００には、精製された酸性リグニン４３２（可溶性が制限された溶媒中に溶解されている）からのカチオンの除去が含まれる。いくつかの実施形態において、イオン交換４４０は、可溶性が制限された溶媒（例えばＭＥＫ）中の精製された酸性リグニン４３２からカチオン４４３を除去することで、低カチオンリグニン４４２を生成する。いくつかの実施形態において、イオン交換４４０は、強酸性カチオン交換（ＳＡＣ）樹脂（例えば、Ｈ＋形態のＰＵＲＯＬＩＴＥ  Ｃ１５０；Ｐｕｒｏｌｉｔｅ、Ｂａｌａ  Ｃｙｎｗｙｄ、ＰＡ、ＵＳＡ）を用いる。アニオン交換は、調製すること７１０（図３９）の一部として見なすことができる。
【０５６５】
下記の表は、ＰＵＲＯＬＩＴＥ  Ｃ１５０を用いるイオン交換４４０にかけられたリグニン４３２の２つのバッチからの低カチオンリグニン４４２上に残っているカチオン濃度を要約している。より低い全カチオン濃度を有するバッチＩＩは、リグニン量当たりより多くの樹脂、およびより遅い供給速度を用いた。
【０５６６】
ＳＡＣ処理後のリグニンに伴うカチオン
【化２】
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例証的な糖濃度
【０５６７】
いくつかの実施形態において、脱酸リグニンストリーム３１２における糖濃度は、現状ベースで５％重量／重量未満、４％重量／重量未満、３％重量／重量未満、２％重量／重量未満または１％重量／重量未満である。いくつかの実施形態において、アルカリ溶液３２２における糖濃度は、現状ベースで３％重量／重量未満、２％重量／重量未満、１％重量／重量未満、０．５％重量／重量未満または０．３％重量／重量未満である。
例証的な溶媒
【０５６８】
いくつかの実施形態は、可溶性が制限された溶媒を用いる。任意選択で、可溶性が制限された溶媒には、４個〜８個の炭素原子を有するエステル、エーテルおよびケトンの１種または複数が含まれる。いくつかの実施形態において、可溶性が制限された溶媒には酢酸エチルが含まれる。任意選択で、可溶性が制限された溶媒は、酢酸エチルから本質的になるか、または酢酸エチルからなる。いくつかの実施形態は水溶性溶媒を用いる。任意選択で、水溶性溶媒には、メタノール、エタノールおよびアセトンの１種または複数が含まれる。
例証的な酸味料
【０５６９】
いくつかの実施形態において、酸味料４２８には、１種または複数の鉱酸および／または１種または複数の有機酸が含まれる。いくつかの実施形態において、酸味料４２８には、酢酸および／またはギ酸および／またはＳＯ２および／またはＣＯ２が含まれる。
追加的な例証的な方法
【０５７０】
図３９は、いくつかの実施形態による、一般に７００として表示されている固体リグニンを調製するための方法の単純化されたフローダイアグラムである。方法７００には、可溶性が制限された溶媒（例えばＭＥＫ）中へ酸性リグニン７２２を溶解すること７２０および脱溶解すること７３０で、固体リグニン７３２を生成することが含まれる。いくつかの実施形態において、酸性リグニン７２２は、酸を用いるリグノセルロース基質７０８におけるセルロース（図２５における１１２に対応する）を加水分解させること７１０によって形成される。いくつかの実施形態において、酸性リグニン７２２はリグニンストリーム１２０（図２５）から誘導され、基質１１２におけるセルロースの実質的に全てが１１０で加水分解された後に残るリグニンが含まれる。
【０５７１】
いくつかの実施形態において、調製すること７１０には、アルカリ溶液から酸性リグニン（例えば、図３６の４３２）を沈殿させること、および可溶性が制限された溶媒（例えばメチルエチルケトン；ＭＥＫ）中に酸性リグニンを溶解させることが含まれる。いくつかの実施形態において、調製すること７１０には、アルカリ溶液から塩基性リグニンを沈殿させること（例えば、３３１を水溶性溶媒３３４と接触させることによって、ｐｐｔ．３３３を形成する；図２７）；および塩基性リグニン３３３を酸性化することで酸性リグニン４３２を形成すること、および可溶性が制限された溶媒中に酸性リグニン４３２を溶解させることが含まれる。いくつかの実施形態において、調製すること７１０には、溶解された塩基性リグニン（例えば、図３５の３２２）を含めたアルカリ溶液を、酸味料（例えば、図３６の４２８）と、および可溶性が制限された溶媒と接触させることで、溶解された酸性リグニンを含有する溶媒溶液を形成することが含まれる。いくつかの実施形態において、可溶性が制限された溶媒のアルカリ溶液３２２に対する比率は、１：３〜１０：１の間である。いくつかの実施形態において、可溶性が制限された溶媒のアルカリ溶液３２２に対する比率は約３：１である。これらの条件下で、接触させることは、２つの相を生成する。
【０５７２】
いくつかの実施形態において、酸味料４２８（例えばＨＣｌ）が添加されることで、３．７、３．６まで、３．５まで、３．４まで、３．３までもしくは３．２までのｐＨまたは中間のｐＨを得る。いくつかの実施形態において、十分な量の酸味料４２８を用いて接触させること４３１の際に、有機相は水性相およびリグニン沈殿物から分離し、可溶性が制限された溶媒（例えばＭＥＫ）中に部分的に溶解する。いくつかの実施形態において、無機異物（例えば灰分および／または塩）が水性相中に溶解する。
【０５７３】
いくつかの実施形態において、脱溶解すること７２０には、７１０で調製された可溶性が制限された溶媒中に溶解された酸性リグニンを逆溶媒（例えば、水および／または（１つまたは複数の）炭化水素）と接触させることが含まれる。いくつかの実施形態において、方法７００には、可溶性が制限された溶媒の蒸発が含まれる。（例えば、逆溶媒は水であり、および蒸発としてはＭＥＫの共沸蒸留が挙げられる。）
【０５７４】
いくつかの実施形態において、脱溶解すること７２０には、可溶性が制限された溶媒を蒸発させることが含まれる。いくつかの実施形態において、可溶性が制限された溶媒を蒸発することには、スプレー乾燥すること、および／または熱い液体と接触させること、および／または熱い固体表面と接触させることが含まれる。いくつかの実施形態において、熱い固体表面と接触させることは、熱い固体表面上で固体リグニンのコーティングを生成する。
【０５７５】
いくつかの実施形態において、熱い液体は、可溶性が制限された溶媒の沸点を少なくとも１０℃超える沸点を有する。こうした液体の例としては、水、炭化水素および芳香族化合物が挙げられる。
【０５７６】
いくつかの実施形態において、方法７００には、脱溶解すること７２０中にリグニンを湿潤スピニングすることが含まれる。いくつかの実施形態において、方法７００には、リグニンを修飾試薬と接触させることが含まれる。いくつかの実施形態において、修飾試薬は、可溶性が制限された溶媒に添加される。いくつかの実施形態において、修飾試薬は、脱溶解するために使用される逆溶媒に添加される。いずれかの場合においても、リグニンは、可溶性が制限された溶媒が逆溶媒と接触する時に、修飾試薬と接触する。いくつかの実施形態において、修飾試薬を添加することは、脱溶解の前または最中に起こる。
【０５７７】
例えば、可塑剤（即ち、修飾試薬）は、本発明のいくつかの実施形態において、可溶性が制限された溶媒に添加される。いくつかの実施形態において、修飾試薬には、界面活性剤が含まれる。いくつかの実施形態において、修飾試薬は、リグニンとの物理的および／または化学的相互作用を有する。
【０５７８】
いくつかの実施形態において、方法７００には、固体表面を固体リグニン７２２でコーティングすることが含まれる（例えば、脱溶解すること７２０中で）。脱溶解すること７２０のためにスプレー乾燥することを用いる方法７００のいくつかの実施形態において、該方法には、線形配置を有する第２のポリマーをリグニンに同時スプレーすることが含まれる。いくつかの実施形態において、この同時スプレーすることは、結果として生ずる固体リグニン７２２のロッド様アセンブリの形成に寄与する。
例証的な組成物
【０５７９】
いくつかの実施形態は、上文に記載されている通りの方法によって調製されるリグニン組成物に関する。こうした組成物は、乾物ベースで少なくとも９７％重量／重量のリグニン（即ち、３％重量／重量未満の非リグニン材料）を有する。いくつかの実施形態において、こうした組成物は、０．１％重量／重量未満の灰分含量、および／または０．０５％重量／重量未満の全炭水化物含量、および／または２００℃で５％重量／重量未満の揮発物含量を有する。いくつかの実施形態において、該組成物は、０．０５％重量／重量未満の非溶融性粒子含量（＞１ミクロンの直径；１５０℃で）を有する。いくつかの実施形態において、該組成物には、乾物ベースで９７％重量／重量〜９９％重量／重量、９７％重量／重量〜９９．５％重量／重量、９７％重量／重量〜９９．９％重量／重量、または９８％重量／重量〜９９％重量／重量の濃度でリグニンが含まれる。いくつかの実施形態において、リグニン濃度は、約９７．５％重量／重量、約９８％重量／重量、約９８．５％重量／重量、約９９％重量／重量、または約９９．５％重量／重量である。いくつかの実施形態において、灰分含量は、０．００１％重量／重量〜０．１％重量／重量、０．０１％重量／重量〜０．１％重量／重量、０．０５％重量／重量〜０．１％重量／重量または０．００１％重量／重量〜０．０５％重量／重量である。いくつかの実施形態において、灰分含量は、約０．１％重量／重量、約０．０５％重量／重量、約０．０２％重量／重量、約０．０１％重量／重量、または約０．００５％重量／重量である。いくつかの実施形態において、揮発物含量は、０．０１％重量／重量〜５％重量／重量、０．０５％重量／重量〜５％重量／重量、０．３％重量／重量〜５％重量／重量、０．４％重量／重量〜５％重量／重量、０．５％重量／重量〜５％重量／重量、１％重量／重量〜５％重量／重量、０．１％重量／重量〜１％重量／重量、０．１％重量／重量〜２％重量／重量、または０．１％重量／重量〜１％重量／重量である。いくつかの実施形態において、揮発物含量は、約０．０１％重量／重量、約０．０２％重量／重量、約０．０３％重量／重量、約０．０４％重量／重量、約０．０５％重量／重量、約０．０６％重量／重量、約０．０７％重量／重量、約０．０８％重量／重量、約０．０９％重量／重量、約０．１％重量／重量、約０．１２％重量／重量、約０．１５％重量／重量、約０．２％重量／重量、約０．３％重量／重量、約０．４％重量／重量、約０．５％重量／重量、約０．６％重量／重量、約０．７％重量／重量、約０．８％重量／重量、約０．９％重量／重量、約１．０％重量／重量、約１．５％重量／重量、約２．０％重量／重量、約２．５％重量／重量、約３．０％重量／重量、約４．０％重量／重量、または約５．０％重量／重量である。いくつかの実施形態において、リグニン組成物は、５００ｐｐｍ未満、２００ｐｐｍ未満、１００ｐｐｍ未満、５０ｐｐｍ未満、２０ｐｐｍ未満、１０ｐｐｍ未満、または５ｐｐｍ未満の塩化物含量を有する。いくつかの実施形態において、塩化物含量は、約２００ｐｐｍ、約１００ｐｐｍ、約５０ｐｐｍ、約２０ｐｐｍ、約１０ｐｐｍ、約５ｐｐｍ、または約１ｐｐｍである。いくつかの実施形態において、塩化物含量は、０．１ｐｐｍ〜１０ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍ、または１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍである。
【０５８０】
本発明は、０．１％重量／重量未満の灰分含量；０．０５％重量／重量未満の全炭水化物含量；２００℃で５％未満の揮発物含量；および１４０℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃または１８０℃を超える沸点の炭化水素を少なくとも１ｐｐｍ含むリグニン組成物：（即ち、３％未満の非リグニン材料）を提供する。いくつかの実施形態において、炭化水素濃度は、１ｐｐｍ〜１０ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜３０ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜４０ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜１，０００ｐｐｍ、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、２０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍである。いくつかの実施形態において、炭化水素濃度は、約１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、３５ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、または５０ｐｐｍである。任意選択で、該組成物は、０．０５％未満の非溶融性粒子含量（＞１ミクロンの直径；１５０℃で）を有する。いくつかの実施形態において、非溶融性粒子含量は、０．０００１％重量／重量〜０．０５％重量／重量、０．００１％重量／重量〜０．０５％重量／重量、または０．０１％重量／重量〜０．０５％重量／重量である。いくつかの実施形態において、非溶融性粒子含量の濃度は、約０．００１％重量／重量、約０．００５％重量／重量、約０．０１％重量／重量、約０．０２％重量／重量、約０．０３％重量／重量、約０．０４％重量／重量、約０．０５％重量／重量である。
例証的な熱重量プロファイル
【０５８１】
図３７および３８は、市販されているＫｒａｆｔ  Ｌｉｇｎｉｎ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ；Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ；Ｍｏ；ＵＳＡ）についての熱重量プロファイルと相対的な、本発明の例証的な実施形態によるリグニンについての熱重量プロファイルを提示している。図３７は、Ｎ２においてインキュベートされた本発明の例証的な実施形態によるリグニンおよび従来のＫｒａｆｔリグニンの試料に関する温度の関数として重量パーセントを表示する熱重量測定分析データ（ＴＧＡ）のプロットである。ＴＧＡデータの導関数の分析は、本発明の試験された例証的な実施形態によるリグニンは約４２０℃まで安定であるが、一方Ｋｒａｆｔリグニンは、３１０℃で有意に分解されることを表示した。
【０５８２】
図３８は、空気中でインキュベートされた図３７における通りのリグニンの試料に関する温度の関数として重量パーセントを表示する熱重量測定分析データ（ＴＧＡ）のプロットである。ＴＧＡデータの導関数の分析は、本発明の試験された例証的な実施形態によるリグニンは、約４２０℃で完全に酸化されるが、一方Ｋｒａｆｔリグニンは、この温度で炭になることを表示した。
ＸＩＶ．代替的リグニン可溶化実施形態
【０５８３】
図４０は、一般に方法１００として表示されているリグノセルロースプロセッシング方法を描写する単純化されたフロースキームである。描写されている方法１００には、リグノセルロース基質１１０から、灰分、１種または複数の親油性材料、および１種または複数のヘミセルロース糖を抽出すること１３０で、少なくとも１つの抽出物ストリーム１３２ならびにセルロースおよびリグニンを含有する抽出基質１３５を形成することが含まれる。灰分、１種または複数の親油性材料、リグニン、および１種または複数のヘミセルロース糖を抽出すること１３０は、任意の順序で起こり得る。例えば、抽出は順次または同時に起こり得る。いくつかの実施形態において、１種または複数の抽出溶質は、１種または複数の他の抽出溶質とは別々に基質から分離される。任意選択で、これには２種以上の抽出物が含まれる。描写されている例証的な方法によると、抽出物ストリーム１３２は、抽出基質１３５から分離される。
【０５８４】
方法１００には、抽出基質１３５中におけるリグニンを可溶化すること１４０で、乾燥ベースで少なくとも６０％のセルロースを含有する固体セルロース組成物１５０およびリグニンストリーム１４２を生成することも含まれる。いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０には、７０％、８０％、９０％、またはなお９５％以上のセルロースが含まれる。いくつかの実施形態において、可溶化すること１４０には、アルカリ溶液（例えば、ｐＨ≧９．０）および／または有機溶媒および／または塩基および／または超臨界溶媒および／またはスルホン化剤および／または酸化剤と接触させることが含まれる。
【０５８５】
方法１００には、酸を用いる固体セルロース組成物１５０を加水分解させること１６０で、可溶性糖および酸を含めた加水分解物１６２を形成すること、ならびに加水分解物１６２を脱酸すること１７０で、脱酸された糖溶液１７２を形成することも含まれる。いくつかの実施形態において、加水分解させること１６０は容器内で行われ、固体セルロース組成物１５０における利用可能な糖の少なくとも９０％は≦１６時間の容器内滞留時間を有する。
【０５８６】
いくつかの実施形態において、基質における１種または複数の溶質の抽出性を増大させる化学反応は、抽出より前または同時に行われる。例えば、リグニンは、スルホン化剤または酸化剤と反応されることで、それを可溶化し、それをより抽出可能にすることができる。いくつかの実施形態において、抽出条件は、基質における１種または複数の潜在的溶質の可溶性を増大させるように調整することができる。潜在的溶質の可溶性を増大させるために変えることができる抽出条件としては、温度、酸化度およびｐＨが挙げられる。いくつかの実施形態において、基質が（例えば、粉砕することまたは微粉砕によって）機械的に処理されることで、適用溶媒（抽出液体）への、１種または複数の潜在的溶質の移行速度を増大させる。いくつかの実施形態において、基質は化学的に修飾されることで、１種または複数の基質構成成分を抽出条件下でより可溶性にする。
【０５８７】
いくつかの実施形態において、抽出には、溶質としてのポリマーから放出されるモノマーまたはオリゴマーのサブユニットの除去が含まれる。例えば、ヘミセルロースは、１００℃で水中１％以下の可溶性を有する水不溶性ポリマー糖から主になる。しかしながら、適切な条件下で、脱重合は、１００℃で水中１％超の可溶性を有する糖（例えば、キシロース、マンノース、またはアラビノースなどのモノマー；これらのモノマーの１種または複数を含有するオリゴマー）を放出する。親油性（Ｌｉｐｏｈｉｌｉｃ）材料としては、脂肪性の水不溶性化合物、例えばトール油、ピッチおよび樹脂、テルペン、ならびに他の揮発性有機化合物が挙げられる。
【０５８８】
いくつかの実施形態において、抽出１３０は、１種または複数のタンパク質性材料を抽出する。いくつかの実施形態において、抽出１３０は、基質からペクチンまたはガラクツロン（ｇａｌａｃｔａｕｒｏｎｉｃ）酸のオリゴマーを除去する。いくつかの実施形態において、抽出することには、単一抽出物ストリーム１３２を生成する単一抽出１３０が含まれる。他の実施形態において、抽出することには、２つの以上の抽出物ストリーム１３２を生成する２つ以上の抽出１３０が含まれる。いくつかの実施形態において、単一抽出は、複数段階で行われる。いくつかの実施形態において、加水分解１６０は、触媒としてＨＣｌを用いる。任意選択で、加水分解させること１６０には、固体セルロース組成物１５０をＨＣｌ溶液と接触させることが含まれ、ここで、ＨＣｌ／（ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ）は、少なくとも２５重量／重量、３０％重量／重量、３５％重量／重量、３７％重量／重量、３９％重量／重量または少なくとも４１％重量／重量である。いくつかの実施形態において、加水分解物１６２のリグニン含量は、最大５％重量／重量、４％重量／重量、３％重量／重量、２％重量／重量または１％重量／重量の量である。任意選択で、加水分解物１６２は、リグニンが本質的にない。いくつかの実施形態において、加水分解物１６２の固体含量は、最大５％、４％、３％、２％または１％の量である。任意選択で、加水分解物１６２は、固体が本質的にない。いくつかの実施形態において、脱酸すること１７０には、Ｓ１溶媒と接触させることが含まれる。任意選択で、Ｓ１溶媒には、ヘキサノールおよび／または２−エチルヘキサノールが含まれる。
【０５８９】
いくつかの実施形態において、方法１００には、所定の圧力−温度−時間プロファイル（ＰＰＴＴＰ）１０８をリグノセルロース基質１１０に適用することが含まれる。いくつかの実施形態において、ＰＰＴＴＰ  １０８は、少なくとも３、３．２、３．４、３．６、３．８、または４．０のシビアリティファクターを特徴とする。いくつかの実施形態において、ＰＰＴＴＰ  １０８は、５未満、４．８、４．６、４．４または４．２のシビアリティファクターを特徴とする。任意選択で、ＰＰＴＴＰ  １０８は、３．４〜４．２、任意選択で３．６〜４．０、任意選択で３．８〜２４のシビアリティファクターを特徴とする。
例証的な抽出条件
【０５９０】
いくつかの実施形態において、抽出すること１３０には、基質１１０におけるポリサッカライドを加水分解させること（加水分解１６０と混同されるべきでない）、および形成された水溶性ポリサッカライドを除去することが含まれる。任意選択で、除去することには、洗浄することおよび／または加圧することが含まれる。いくつかの実施形態において、基質１１０の水分含量は、この加水分解中および除去中の両方において、少なくとも４０％、少なくとも５０％または少なくとも６０％である。
【０５９１】
いくつかの実施形態において、この加水分解中および除去中の両方において、基質の温度は、少なくとも５０℃、少なくとも６０℃、少なくとも７０℃、少なくとも８０℃または少なくとも９０℃である。
【０５９２】
いくつかの実施形態において、この加水分解させることは１００℃超の温度で行われ、除去することは１００℃より低い温度で行われる。いくつかの実施形態において、この加水分解させることは超大気圧で行われ、除去することは大気圧で行われる。任意選択で、除去することには、酸の溶液で洗浄することが含まれる。いくつかの実施形態において、該酸には、硫酸および／または亜硫酸が含まれる。硫酸を用いるような実施形態において、濃度は任意選択で５％以下である。
【０５９３】
いくつかの実施形態において、抽出すること１３０には、水溶性有機溶媒を含有する抽出剤と接触させることが含まれる。適当な水溶性有機溶媒の例としては、アルコールおよびケトンが挙げられる。いくつかの実施形態において、溶媒には、アセトンが含まれる。任意選択で、溶媒には、亜硫酸、酢酸または亜リン酸などの弱酸が含まれる。いくつかの実施形態において、抽出すること１３０には、アルカリ溶液（ｐＨ≧９．０）および／または有機溶媒および／または塩基および／または超臨界溶媒および／またはスルホン化剤および／または酸化剤と接触させることが含まれる。いくつかの実施形態において、抽出すること１３０は、昇温で基質１１０と溶媒を接触させることを伴う。いくつかの実施形態において、抽出すること１３０は、昇温でアルカリまたはアルカリ溶液と接触させることを伴う。いくつかの実施形態において、抽出すること１３０は、酸化することおよび／またはスルホン化することおよび／または反応性流体と接触させることを伴う。抽出すること１３０のための様々な方法は、Ｃａｒｖａｌｈｅｉｒｏら（２００８年；  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＆  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ６７巻：８４９〜８６４頁）；Ｅ．  Ｍｕｕｒｉｎｅｎ  （Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ  ｅｎｔｉｔｌｅｄ：  「Ｏｒｇａｎｏｓｏｌｖ  ｐｕｌｐｉｎｇ：  Ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ａｎｄ  ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ  ｓｔｕｄｙ  ｒｅｌａｔｅｄ  ｔｏ  ｐｅｒｏｘｙａｃｉｄ  ｐｕｌｐｉｎｇ」  （２０００年）  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｏｕｌｕ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ、Ｆｉｎｌａｎｄ）およびＢｉｚｚａｒｉら（ＣＥＨ  Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ  ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｒｅｐｏｒｔ：  Ｌｉｇｎｏｓｕｌｆｏｎａｔｅｓ  （２００９年）１４〜１６頁）に記載されている。
例証的な抽出基質の特徴
【０５９４】
いくつかの実施形態において、抽出基質１３５中のリグニンに対するセルロースの比率は、０．６超、０．７超またはなお０．８超である。いくつかの実施形態において、抽出基質１３５には、≦０．５％の灰分が含まれる。いくつかの実施形態において、抽出基質１３５には、≦７０ＰＰＭの硫黄が含まれる。いくつかの実施形態において、抽出基質１３５には、≦５％の可溶性炭水化物が含まれる。いくつかの実施形態において、抽出基質１３５には、≦０．５％のトール油が含まれる。
例証的な固体セルロース組成物の特徴
【０５９５】
いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０には、乾物ベースで少なくとも８０％、８５％、９０％、９５％、または９８％のセルロースが含まれる。いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０中におけるセルロースは、少なくとも４０％、５０％、６０％、７０％または８０％が結晶性である。いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０中におけるセルロースの５０％未満、４０％、３０％または２０％は結晶性セルロースである。
【０５９６】
いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０には、リグノセルロース基質１１０中において少なくとも８５％、９０％、９５％または９８％のセルロースが含まれる。いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０には、リグノセルロース基質１１０中において５０％未満、６０％未満、７０％未満または８０％未満の灰分が含まれる。いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０には、リグノセルロース基質１１０中において５０％未満、６０％未満、７０％未満または８０％未満のカルシウムイオンが含まれる。いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０には、リグノセルロース基質１１０中において３０％重量／重量未満、２０％重量／重量、１０％重量／重量またはなお５％重量／重量未満の親油性材料が含まれる。いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０には、リグノセルロース基質１１０中においてリグニンが最大３０％重量／重量、２０％重量／重量、１０％重量／重量または５％重量／重量の量で含まれる。いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０には、１０％ｗｔ未満、８％ｗｔ、６％ｗｔ、４％ｗｔ、２％ｗｔ、または１％ｗｔの濃度で水溶性炭水化物が含まれる。いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０には、１１０中において≦５０％重量／重量、≦４０％重量／重量、≦３０％重量／重量またはなお≦２０％重量／重量のアセテート官能基の量で酢酸が含まれる。
【０５９７】
いくつかの実施形態において、リグノセルロース基質１１０には、ペクチンが含まれる。任意選択で、固体セルロース組成物１５０には、基質１１０中において５０％重量／重量未満、４０％重量／重量、３０％重量／重量、または２０％重量／重量のペクチンが含まれる。いくつかの実施形態において、リグノセルロース基質１１０には、二価のカチオンが含まれる。任意選択で、固体セルロース組成物１５０には、基質１１０中に存在する５０％重量／重量未満、４０％重量／重量、３０％重量／重量、または２０％重量／重量の二価のカチオンが含まれる。
例証的な酸加水分解パラメータ
【０５９８】
いくつかの実施形態において、酸加水分解１６０は容器内で行われ、固体セルロース組成物１５０の≦９９％は加水分解物１６２として容器から除去され、一方、固体セルロース組成物１５０の≧１％は残留固体として除去される。これらの実施形態における使用に適当な例証的容器立体配置は、同時係属のＰＣＴ出願ＵＳ２０１１／５７５５２（参照により本明細書において全ての目的で組み込む）に記載されている。いくつかの実施形態において、該容器は細流床を用いる。任意選択で、容器の底部からの固体除去は本質的にない。いくつかの実施形態において、該容器はドレインを有していない。
【０５９９】
いくつかの実施形態において、固体セルロース組成物１５０中における利用可能な糖の少なくとも９０％は、≦１６時間；≦１４時間；≦１２時間；≦１０時間；≦１５時間またはなお≦２時間の容器内滞留時間を有する。
例証的なヘミセルロースストリームの特徴
【０６００】
いくつかの実施形態において、抽出すること１３０は、乾物ベースで少なくとも９０％重量／重量、少なくとも９２％重量／重量、少なくとも９４％重量／重量、少なくとも９６％重量／重量または少なくとも９７％重量／重量の純度を特徴とするヘミセルロース糖ストリーム（抽出物ストリーム１３２として描写されている）を生成する。
【０６０１】
いくつかの実施形態において、ヘミセルロース糖ストリームは、１０超：１、１５超：１または２０超：１の糖のヒドロキシメチルフルフラールに対するｗ／ｗ比率を有する。いくつかの実施形態において、ヘミセルロース糖ストリームは、１００ＰＰＭ未満、７５ＰＰＭ、５０ＰＰＭＨまたはなお２５ＰＰＭ未満のヒドロキシメチルフルフラール含量を有する。
【０６０２】
任意選択で、ヘミセルロース糖ストリームには、可溶性繊維が含まれる。
【０６０３】
いくつかの実施形態において、ヘミセルロース糖ストリームには、基質１１０中のアセテート官能基の少なくとも５０％重量／重量、少なくとも６０％重量／重量、少なくとも７０％重量／重量またはなお少なくとも８０％重量／重量と等価の量で酢酸が含まれる。
【０６０４】
いくつかの実施形態において、基質１１０にはペクチンが含まれ、ヘミセルロース糖ストリームには、ペクチン中のメタノールの少なくとも５０％重量／重量、少なくとも６０％重量／重量、少なくとも７０％重量／重量または少なくとも８０％重量／重量と等価の量でメタノールが含まれる。
【０６０５】
いくつかの実施形態において、ヘミセルロース糖ストリームには、二価のカチオンが、１１０中のそれらの含量の少なくとも５０％重量／重量、少なくとも６０％重量／重量、少なくとも７０％重量／重量、少なくともまたはなお少なくとも８０％重量／重量と等価の量で含まれる。
例証的な糖変換
【０６０６】
いくつかの実施形態において、方法１００（図４０）には、脱酸された糖溶液１７２を発酵すること１８０で、変換産物１８２を生成することが含まれる。他の実施形態において、方法１００（図４０）には、脱酸された糖溶液１７２を非生物学的プロセス１８１にかけることで、変換産物１８２を生成することが含まれる。例証的な非生物学的プロセスとしては、ＢｌｏｍｍｅｌおよびＣａｒｔｗｒｉｇｈｔによる「Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｆｕｅｌｓ  ｆｒｏｍ  Ｓｕｇａｒｓ」  （２００８年）という表題の白書に、ならびにＵＳ６，６９９，４５７；ＵＳ６，９５３，８７３；ＵＳ６，９６４，７５７；ＵＳ６，９６４，７５８；ＵＳ７，６１８，６１２およびＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４８０３０；（参照により本明細書において全ての目的で組み込む）に記載されている通り、熱分解、ガス化および「バイオフォーミング」または「水性相改質（ＡＰＲ）」が挙げられる。
【０６０７】
いくつかの実施形態において、方法１００には、変換産物１８２をプロセッシングすること１９０で、洗浄剤、ポリエチレンベースの製品、ポリプロピレンベースの製品、ポリオレフィンベースの製品、ポリ乳酸（ポリラクチド）ベースの製品、ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品およびポリアクリルベースの製品からなる群から選択される消費者製品１９２を製造することが含まれる。
【０６０８】
いくつかの実施形態において、洗浄剤は、糖ベースの界面活性剤、脂肪酸ベースの界面活性剤、脂肪アルコールベースの界面活性剤、または細胞培養由来の酵素を含有する。いくつかの実施形態において、ポリアクリルベースの製品は、プラスチック、床磨き剤、カーペット、塗料、コーティング、接着剤、分散剤、凝集剤、エラストマー、アクリルガラス、吸収性物品、尿漏れ防止パッド、生理用ナプキン、婦人用衛生製品、およびおむつから選択される。いくつかの実施形態において、ポリオレフィンベースの製品は、ミルク用入れ物、洗浄剤瓶、マーガリンチューブ、ゴミ入れ容器、配水管、吸収性物品、おむつ、不織布、ＨＤＰＥ玩具およびＨＤＰＥ洗浄剤パッケージから選択される。いくつかの実施形態において、ポリプロピレンベースの製品は、吸収性物品、おむつおよび不織布から選択される。いくつかの実施形態において、ポリ乳酸ベースの製品は、農業製品および乳製品のパッケージ、プラスチック瓶、生分解性製品ならびに消耗品から選択される。いくつかの実施形態において、ポリヒドロキシアルカノエートベースの製品は、農業製品のパッケージ、プラスチック瓶、塗工紙、成型または押出物品、婦人用衛生製品、タンポンアプリケーター、吸収性物品、使い捨ての不織布および拭き取り用品、医療手術用衣類、接着剤、エラストマー、フィルム、コーティング、水性分散剤、繊維、医薬品の中間体ならびに結合剤から選択される。本発明の他の例証的な実施形態において、変換産物１８２には、エタノール、ブタノール、イソブタノール、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪アルコールおよびバイオディーゼルからなる群の少なくとも一員が含まれる。
【０６０９】
これらの実施形態によると、方法１００には、変換産物１８２をプロセッシングすること１９０で、イソブテン縮合生成物、ジェット燃料、ガソリン、ガソホール、ディーゼル燃料、ドロップイン燃料、ディーゼル燃料添加剤、およびそれらの前駆体からなる群から選択される少なくとも１種の消費者製品１９２を製造することが含まれ得る。いくつかの実施形態において、ガソホールはエタノール富化ガソリンまたはブタノール富化ガソリンである。いくつかの実施形態において、消費者製品１９２は、ディーゼル燃料、ガソリン、ジェット燃料およびドロップイン燃料からなる群から選択される。
糖からの例証的な消費者製品
【０６１０】
本発明は、変換産物１８２から製造される消費者製品１９２、消費者製品１９２の前駆体、または消費者製品１９２の成分も提供する。こうした消費者製品１９２、消費者製品１９２の前駆体、および消費者製品１９２の成分の例としては、カルボン酸および脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸、ヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価、または多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、バイオポリマー、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン、抗生物質、および医薬品から選択される少なくとも１種の変換産物１８２が挙げられる。
【０６１１】
いくつかの実施形態において、消費者製品１９２は、エタノール富化ガソリン、ジェット燃料、またはバイオディーゼルである。任意選択で、消費者製品１９２、または消費者製品のその前駆体、またはその成分は、炭素−１２に対して約２．０×１０−１３以上の比率の炭素−１４を有する。いくつかの実施形態において、消費者製品１９２には、上に記載されている通りの成分、およびリグノセルロース材料以外の原料から生成される追加的な成分が含まれる。いくつかの実施形態において、該成分、およびリグノセルロース材料以外の原料から生成される追加的な成分は、本質的に、同じ化学組成である。いくつかの実施形態において、消費者製品１９２には、少なくとも１００ｐｐｂの濃度でマーカー分子が含まれる。いくつかの実施形態において、マーカー分子は、フルフラール、ヒドロキシメチルフルフラール、フルフラールまたはヒドロキシメチルフルフラールの縮合生成物、糖カラメル化に由来する有色化合物、レブリン酸、酢酸、メタノール、ガラクツロン酸、およびグリセロールからなる群から選択される。
【０６１２】
いくつかの実施形態において、可溶化すること１４０は、リグニンストリーム１４２を生成する。
例証的なリグニンストリームの特徴
【０６１３】
図４１は、一般に方法２００として表示されているリグニンストリームをプロセッシングするための方法の単純化されたフロースキームである。描写されている実施形態２００において、リグニンストリーム２０８は、図４０のリグニンストリーム１４２に対応する。
【０６１４】
いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８は、少なくとも９０％重量／重量、９２％重量／重量、９４％重量／重量、９６％重量／重量または９７％重量／重量以上の純度を特徴とする。リグニンストリーム２０８の純度は、溶媒フリーベースで測定される。いくつかの実施形態において、溶媒としては、水および／または有機溶媒が挙げられる。リグニンストリーム２０８における不純物の濃度は現状ベースである。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８には、最大０．５％重量／重量、０．４％重量／重量、０．３％重量／重量、０．２％重量／重量、０．１％重量／重量または０．０５％重量／重量の量における塩化物（Ｃｌ）含量が含まれる。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８には、最大０．５％重量／重量、０．４％重量／重量、０．３％重量／重量、０．２％重量／重量、または０．１％重量／重量の量における灰分含量が含まれる。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８には、１００ＰＰＭ未満、５０ＰＰＭ未満、２５ＰＰＭ未満、１０ＰＰＭ未満、１ＰＰＭ未満、０．１ＰＰＭ未満、または０．０１ＰＰＭ未満の濃度でリンが含まれる。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８には、最大５％重量／重量、３％重量／重量、２％重量／重量、または１％重量／重量の量における可溶性炭水化物含量が含まれる。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８には、少なくとも１０ＰＰＭ、少なくとも２５ＰＰＭ、少なくとも５０ＰＰＭ、またはなお少なくとも１００ＰＰＭの全濃度で１種または複数のフルフラールが含まれる。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８には、≦０．３％重量／重量、≦０．２％重量／重量または≦０．１％重量／重量の二価のカチオンが含まれる。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８には、≦０．０７％重量／重量、≦０．０５％重量／重量または≦０．０３％重量／重量の硫黄が含まれる。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８には、溶液中にリグニンおよび／または液体中に固体リグニンの懸濁物が含まれる。いくつかの実施形態において、液体としては、水および／または有機溶媒が挙げられる。別法として、リグニンストリーム２０８は、湿潤固体または乾燥固体として提供することができる。溶液中のリグニンを含めたような実施形態において、リグニン濃度は、１０％重量／重量超、２０％重量／重量、３０％重量／重量または４０％重量／重量超であり得る。
例証的なリグニン変換方法
【０６１５】
再び図４１に言及すると、いくつかの実施形態において、方法２００には、リグニンストリーム２０８におけるリグニンの少なくとも一部分を変換産物２１２に変換すること２１０が含まれる。いくつかの実施形態において、変換すること２１０は、脱重合、酸化、還元、沈殿（溶液の中和によって、および／または溶媒除去によって）、熱分解、水素化分解、ガス化、またはスルホン化を用いる。いくつかの実施形態において、変換２１０は、任意選択で、溶液中にある間または沈殿後にリグニンに対して行われる。いくつかの実施形態において、変換すること２１０には、水素でリグニンを処理することが含まれる。いくつかの実施形態において、変換すること２１０には、リグニンから水素を生成することが含まれる。
【０６１６】
いくつかの実施形態において、変換産物２１２としては、バイオオイル、カルボン酸および脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸およびヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価、または多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、フェノール、トルエン、ならびにキシレンからなる群から選択される少なくとも１種の品目が挙げられる。いくつかの実施形態において、変換産物としては、燃料または燃料成分が挙げられる。任意選択で、変換産物としては、パラキシレンが挙げられる。
【０６１７】
いくつかの実施形態において、変換すること２１０には、水性相改質が含まれる。いくつかの実施形態において、変換すること２１０には、少なくとも１つのバイオフォーミング反応が含まれる。例証的なバイオフォーミング反応型としては、触媒水素化処理および触媒縮合、ゼオライト（例えば、ＺＳＭ−５）酸縮合、塩基触媒縮合、水素化、脱水、アルケンオリゴマー化ならびにアルキル化（アルケン飽和）が挙げられる。いくつかの実施形態において、変換することは、変換産物２１２および２２２をそれぞれ生成する少なくとも２つの段階（例えば２１０および２２０）において起こる。任意選択で、第１の段階（２１０）には、水性相改質が含まれる。いくつかの実施形態において、第２の段階２２０には、触媒水素化処理および触媒縮合の少なくとも１つが含まれる。
【０６１８】
任意選択で、方法２００は、生成物２１２および／または２２２の１トン当たり０．０７トン未満の水素消費を特徴とする。
例証的なリグニン生成物
【０６１９】
本発明は、リグニンストリーム２０８から製造される消費者製品、消費者製品の前駆体または消費者製品の成分も提供する。いくつかの実施形態において、消費者製品は、０．５％ｗｔ未満の灰分含量、および／または０．５％ｗｔ未満の炭水化物含量、および／または０．１％ｗｔ未満の硫黄含量、および／または０．５％ｗｔ未満の抽出物含量を特徴とする。いくつかの実施形態において、リグニンストリーム２０８から製造される消費者製品としては、バイオオイル、カルボン酸および脂肪酸、ジカルボン酸、ヒドロキシルカルボン酸、ヒドロキシルジカルボン酸およびヒドロキシル脂肪酸、メチルグリオキサール、一価、二価、または多価アルコール、アルカン、アルケン、芳香族、アルデヒド、ケトン、エステル、バイオポリマー、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、ビタミン、抗生物質、および医薬品の１種または複数が挙げられる。いくつかの実施形態において、消費者製品としては、分散剤、乳化剤、錯化剤、凝集剤、塊状凝集剤、ペレット化添加剤、樹脂、炭素繊維、活性炭、抗酸化剤、液体燃料、芳香族化学物質、バニリン、接着剤、結合剤、吸収剤、毒素結合剤、発泡体、コーティング、フィルム、ゴムおよびエラストマー、捕捉剤、燃料、ならびに増量剤の１種または複数が挙げられる。いくつかの実施形態において、該製品は、食品、餌、材料、農業、輸送および建設からなる群から選択される分野において使用される。任意選択で、消費者製品は、炭素−１２に対して約２．０×１０−１３以上の比率の炭素−１４を有する。
【０６２０】
いくつかの実施形態は、上に記載されている通りの成分、およびリグノセルロース材料以外の原料から生成される成分を含有する消費者製品に関する。いくつかの実施形態において、該成分、およびリグノセルロース材料以外の原料から生成される成分は、本質的に同じ化学組成である。
【０６２１】
いくつかの実施形態において、消費者製品には、少なくとも１００ｐｐｂの濃度でマーカー分子が含まれる。いくつかの実施形態において、マーカー分子は、フルフラールおよびヒドロキシメチルフルフラール、それらの縮合生成物、有色化合物、酢酸、メタノール、ガラクツロン酸、グリセロール、脂肪酸ならびに樹脂酸からなる群から選択される。
【０６２２】
いくつかの実施形態において、該製品は、分散剤、乳化剤、錯化剤、凝集剤、塊状凝集剤、ペレット化添加剤、樹脂、炭素繊維、活性炭、抗酸化剤、液体燃料、芳香族化学物質、バニリン、接着剤、結合剤、吸収剤、毒素結合剤、発泡体、コーティング、フィルム、ゴムおよびエラストマー、捕捉剤、燃料、ならびに増量剤からなる群から選択される。
【実施例】
【０６２３】
本明細書に記載されている実施例および実施形態は例示的な目的だけのためであり、特許請求されている発明の範囲を限定すると意図されるものではないことが理解される。本明細書に記載されている実施例および実施形態に照らし合わせた様々な修飾または変化は、当業者に示唆され、この出願および添付の特許請求の範囲の趣旨および権限内に含まれるべきであることも理解される。本明細書において引用されている全ての公報、特許、および特許出願は、全ての目的でそれらの全体を本明細書によって参照により組み込む。
（実施例１）
小規模のヘミセルロース糖抽出
【０６２４】
表１は、様々なバイオマス型のヘミセルロース糖抽出から結果として得られた液の化学分析の要約を提供している。％単糖は、糖重量全体のうちの％重量として表現される。全ての他の結果は、乾燥バイオマスに対する％重量として表現される。
【０６２５】
全ての処理を、スターラーおよび加熱冷却システムが備えられている０．５Ｌの圧力反応器内で実施した。反応器にバイオマスおよび液体を、表に与えられている量で投入した。反応器を、表に表示されている温度に加熱し、反応器が指定温度より５℃下に達した時点で時間カウントを開始した。時間が経過した時点で反応器を冷ました。固体および液体を分離し、得られた液の含量を分析し、全てのデータを乾燥バイオマス重量に対して逆算した。ＨＰＬＣ法を適用して、液中の％全糖、％単糖および％酢酸を評価した。％分解生成物は、％フルフラール（ＧＣまたはＨＰＬＣ分析）、％ギ酸（ＨＰＬＣ）および％レブリン酸（ＨＰＬＣ）の合計である。酸可溶性リグニンをＮＲＥＬ  ＴＰ−５１０−４２６２７方法に従って分析した。
表１：結果として得られた液の処理条件および化学分析
【表１】
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１  ＨＰＬＣによって測定された、液中の％全糖（％ＴＳ）
２  ＤＢ−乾燥バイオマス
３  ＨＰＬＣによって測定された、液中の溶解した糖全体のうちの％モノマー
４  ＨＰＬＣによって測定された、液中の％酢酸
５  ％分解生成物＝％フルフラール＋％ギ酸＋％レブリン酸。ＧＣまたはＨＰＬＣによって測定された％フルフラール、ＨＰＬＣによって測定された％ギ酸および％レブリン酸
６  ０．５％Ｈ２ＳＯ４＋０．２％ＳＯ２
７  ０．７％Ｈ２ＳＯ４＋０．０３％酢酸
（実施例２）
ヘミセルロース糖抽出後のリグノセルロース物質の大規模な化学分析
【０６２６】
表２は、ヘミセルロース糖抽出後のバイオマスの様々な型の化学分析の要約を提供している。
【０６２７】
マツ（Ａ１２０２１０２−５参照）：新鮮なテーダ（Ｌｏｂｌｌｏｌｙ）マツチップ（１４５．９Ｌｂの乾燥木材）をＲａｐｉｄ  Ｃｙｃｌｅ  Ｄｉｇｅｓｔｅｒ（ＲＤＣ、Ａｎｄｒｉｔｚ、Ｓｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄ、Ｏｈｉｏ）内に供給した。別個の槽内で０．３％のＨ２ＳＯ４および０．２％のＳ０２を水に添加することによって、酸水溶液（５００Ｌｂ）を調製した。溶液を１３５Ｃに加熱し、次いでダイジェスターに添加することで、木材を覆った。温度を維持しながら、溶液を木材の中に４０分間循環させた。６０分後、結果として得られた液を液槽に排出し、スチームを使用して木材をサイクロンに吹き飛ばすことで、木材（１２８．３Ｌｂの乾燥木材）を捕集し、蒸気を排気した。抽出された木材を、糖含量、炭水化物組成、灰分、元素（ＩＣＰによって）、およびＤＣＭ抽出物について分析した。半枯渇リグノセルロース材料の分析は、４２．４％のアラビナン、１０．５％のガラクタン、９．６％のキシラン、１４．３％のマンナン（Ｍａｎａｎ）、および１１．８％のグルカンの抽出を示し、主にヘミセルロースが抽出されることを表示している。分析は、ＡＳＬ、抽出物および灰分を含めて、「その他」１１．６％も示している。残っている固体中における炭水化物の全体的画分は、「その他」のこの除去により、出発バイオマスの全体的画分に対する測定誤差内で異なっているのではない。しかしながら、抽出された木材チップが、より暗い色であり、新鮮なバイオマスより脆性であることは簡単に認められる。
【０６２８】
マツ（Ａ１２０４１３１−１４（Ｋ１）参照）：新鮮なテーダマツチップ（１４５．９Ｌｂの乾燥木材）をＲａｐｉｄ  Ｃｙｃｌｅ  Ｄｉｇｅｓｔｅｒ（ＲＤＣ、Ａｎｄｒｉｔｚ、Ｓｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄ、Ｏｈｉｏ）内に供給した。別個の槽内で０．３％のＨ２ＳＯ４および０．２％のＳ０２を水に添加することによって、酸水溶液（５００Ｌｂ）を調製した。溶液を１３５Ｃに加熱し、次いでダイジェスターに添加することで木材を覆った。温度を維持しながら、溶液を木材の中に１８０分間循環させた。１８０分後、結果として得られた液を液槽に排出し、スチームを使用して木材をサイクロンに吹き飛ばすことで、木材（１２１．６Ｌｂの乾燥木材）を捕集し、蒸気を排気した。材料を上に記載されている通りに分析した。半枯渇リグノセルロース材料の分析は、８３．９％のアラビナン、８４．３％のガラクタン、５０．１％のキシラン、５９．８％のマンナンの抽出を示し、グルカンの抽出を示さず、ヘミセルロースの有効な抽出を表示している。分析は、リグニン、抽出物および灰分を含めて、「その他」２１．８％の抽出も示している。
【０６２９】
ユーカリ（Ａ１２０７０２Ｋ６−９参照）：新鮮なＥｕｃａｌｙｐｔｕｓ  Ｇｌｏｂｕｌｕｓチップ（７９．１Ｋｇの乾燥木材）をＲａｐｉｄ  Ｃｙｃｌｅ  Ｄｉｇｅｓｔｅｒ（ＲＤＣ、Ａｎｄｒｉｔｚ、Ｓｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄ、Ｏｈｉｏ）内に供給した。別個の槽内で０．５％のＨ２ＳＯ４および０．２％のＳ０２を水に添加することによって、酸水溶液を調製した。溶液を１４５Ｃに加熱し、次いでダイジェスターに添加することで木材を覆った。温度を維持しながら、溶液を木材の中に６０分間循環させ、次いで循環を別の６０分間続けながら加熱を停止し、溶液を冷却させておいた。１２０分後、結果として得られた液を液槽に排出し、スチームを使用して木材をサイクロンに吹き飛ばすことで、木材（５８．８Ｋｇの乾燥木材）を捕集し、蒸気を排気した。材料を上に記載されている通りに分析した。分析は、炭水化物の２０．１％が、これらの糖の７０％、モノマーとして存在する液中糖の９１％を含有する木材（乾燥木材ベース）キシロースから抽出されたことを示した。これらの条件下で、液中の酢酸濃度は３．６％（乾燥木材ベース）であり、ヘミセルロース糖からのアセテート基の最大除去；酸可溶性リグニンの４．２％（乾燥木材ベース）を示した。これらの結果は、置換キシロサン（ｘｙｌｏｓａｎｓ）からのアセテート基の加水分解と一緒に、ヘミセルロースおよび特にキシロースの有効な抽出を表示している。同時に、有意な量の酸可溶性リグニン、抽出物および灰分も液中に抽出される。
表２：ヘミセルロース糖抽出後のリグノセルロース物質の化学分析
【表２】
2018158955.tif 000005
１  ヘミセルロース糖抽出：１３５℃６０分間、０．３％のＨ２Ｓ０４、０．２％のＳ０２。
２  ヘミセルロース糖抽出：１３５℃１８０分間、０．３％のＨ２Ｓ０４、０．２％のＳ０２。
３  ヘミセルロース糖抽出：１４５℃６０分間＋冷却６０分、０．３％のＨ２Ｓ０４、０．２％のＳ０２。
（実施例３）
広葉樹を用いるアミン抽出から結果として得られた水性および有機ストリーム。
【０６３０】
ユーカリチップ（実施例２に例証されている通り）のヘミセルロース糖抽出から結果として得られた酸性ヘミセルロース糖ストリームを、この小規模実験に使用した。抽出前の水性ストリームを、０．５％のＨ２ＳＯ４および０．２％のＳＯ２を含有する溶液中のユーカリを抽出すること、固体から液体を分離すること、および液体を強カチオン交換樹脂と接触させることによって調製した。提供された結果はバッチ実験で得られ、ここで、有機相（アミン抽出剤；トリ−ラウリルアミン：ヘキサノールの比率３：７）の水性相（ヘミセルロース糖ストリーム）に対する比率は４：１、６０℃で接触時間１５分であった。硫酸および酢酸の高効率的な抽出が、酸可溶性リグニン（７５％）の良好な抽出、および有機相への糖（２％）の最小損失と一緒に観察される。
【０６３１】
表３は、水溶液の％重量として表現される、アミン抽出前後の水性ストリームの化学分析を提供している。
表３：アミン抽出前後の水性ストリームの化学組成
【表３】
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（実施例４）
アミン抽出剤からの酸の逆抽出。
【０６３２】
実施例３のアミン抽出剤を、１：１の比率にて１５分間６０℃で１％炭酸ナトリウム溶液と接触させた。酢酸の８４％および硫酸の８９％がアミン抽出剤有機相から逆抽出されたことを観察した。有機酸は逆抽出から回収することができる。別法として、逆抽出は廃棄物処理に回すことができる。表４は、逆抽出前後におけるアミン抽出剤中の酸濃度を要約している。
【０６３３】
表４：逆抽出前後の有機ストリームにおける鉱酸および酢酸の濃度
【表４】
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（実施例５）
ユーカリ糖組成物
【０６３４】
ユーカリ糖組成物（ＤＨ２Ｃ００１）：０．５％のＨ２ＳＯ４および０．２％のＳＯ２を含有する水溶液を用いて、固体に対して２．６６液体比率で、かき混ぜた温度制御槽内にて、１３０〜１３５℃の平均温度で３時間の間、約１２００Ｌｂの木材（乾燥ベース）を処理することによって、Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ  Ｇｌｏｂｕｌｕｓチップを抽出した。捕集液を捕集し、チップを水で洗浄し、洗浄水を次いで使用して、必要に応じて酸を添加することによって次のバッチの酸溶液を調製した。ヘミセルロース枯渇チップを次いでほぼ１４００ミクロンに製粉し、ほぼ１５％の水分に乾燥させた。
【０６３５】
酸性ヘミセルロース糖ストリームは、ＳＡＣカラムの中を流れた。糖ストリームを次いで、３０：７０の比率でトリ−ラウリルアミン：ヘキサノールを有する抽出剤を用いて２回バッチ式で抽出した。抽出剤対糖ストリームの比率２：１。結果として得られた水性相をさらに、ＳＡＣカラム、ＷＢＡ樹脂および混床樹脂を使用することによって精製した。結果として得られたストリームのｐＨを０．５％のＨＣｌで４．５に調整し、糖溶液をほぼ７０％のＤＳ最終濃度に蒸発させた。
【０６３６】
結果として得られたヘミセルロース糖混合物を、７０〜８０％の全糖濃度に蒸発させることで、それを浸透圧的に安定にした。表５Ａは、結果として得られたヘミセルロース糖混合物の化学分析を提供している。
表５Ａ：ユーカリチップのヘミセルロース糖抽出および精製によって生成されたヘミセルロース糖混合物の化学分析
【表５Ａ】
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【０６３７】
バガス糖組成物（ＤＢ４Ｄ０１）：バガス（Ｂａｇｇａｓｅ）を木材シュレッダー内で刻んだ。温度制御槽内で、６０Ｌｂのバガス（乾燥ベース）を次いで、０．５％のＨ２ＳＯ４を含有する水溶液を用いて、固体に対する液体比率１４．２で処理した。温度制御槽の平均温度を１３０〜１３５℃で３時間の間維持した。溶液をポンピングによって循環させた。結果として得られた液を捕集し、固体を水で洗浄した。洗浄水を次いで使用して、必要に応じて酸を添加することによって次のバッチのための酸溶液を調製した。ヘミセルロース枯渇リグノセルロース物質を捕集し、乾燥させた。
【０６３８】
酸性ヘミセルロース糖ストリームは、ＳＡＣカラムの中を流れた。糖ストリームを次いで、一連のミキサーセトラー（２段階）内にて、３０：７０の比率でトリ−ラウリルアミン：ヘキサノールを有する抽出剤を用いて連続的に抽出した。抽出剤対糖ストリームの比率を、２：１〜１．５：１の範囲に保持した。結果として得られた水性相をさらに、ＳＡＣ樹脂、ＷＢＡ樹脂、粒状活性炭および混床樹脂を使用することによって精製した。結果として得られたストリームのｐＨを０．５％のＨＣｌで４．５に調整し、糖溶液をほぼ３０％のＤＳ濃度に蒸発させた。結果として得られた糖ストリームは、約７％のアラビノース、２．５％のガラクトース、６．５％のグルコース、６５％のキシロース、１．５％のマンノース、４％のフルクトースおよび１４％のオリゴサッカライド（全て％重量／全糖）を含有する。この糖溶液をさらに、ＳＳＭＢシステム上での分画化によってプロセッシングし、キシロースリッチな画分およびキシロース枯渇画分をもたらした。各画分を蒸発によって濃縮した。表５Ｂは、結果として得られたキシロースリッチな糖溶液の化学分析を提供している。
表５Ｂ：バガスのヘミセルロース糖抽出および精製によって生成されたヘミセルロース糖混合物の化学分析
【表５Ｂ】
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（実施例６）
ヘミセルロース糖混合物からのキシロースの分画化
【０６３９】
１７％重量／重量のグルコース、７１％重量／重量のキシロース、７％重量／重量のアラビノース、０．３％重量／重量のガラクトース、０．２％重量／重量のマンノース、および５％重量／重量の混合二量体サッカライドを含有するヘミセルロース糖混合物から、キシロースを分画した。この混合物の組成は、広葉樹チップ（例えば、ユーカリチップ）および一部の草（例えば、バガス）由来のヘミセルロース糖の組成の代表である。
【０６４０】
２５０ｍｌのＦｉｎｅｘ  ＡＳ  ５１０  ＧＣ、Ｉ型、ＳＢＡ、ゲル形態、スチレンジビニルベンゼンコポリマー、官能性基トリメチルアミン、比重１．１〜１．４ｇ／ｃｍ３、平均ビーズサイズ２８０ミリミクロンを利用して、パルス試験を行った。ゲルはサルフェート形態であった。それを６０ｍＭ  ＯＨ−の１．５床体積（ＢＶ）で予備条件づけし、樹脂を８〜１２％のＯＨに調整し、残部をサルフェート形態にしておいた。５ｍｌの試料を注入し、３ｍｌ／分で水溶出が続いた。混合物からのキシロースの有効な分画化が観察され、ミックス糖は０．６１および０．６５ＢＶでピークとなり、キシロースは０．７ＢＶでピークとなった。パルス試験の結果を図７に記載する。
【０６４１】
パルス試験において、カラムに試料を負荷し、溶出液で洗浄した。溶出画分を捕集し、分析した。異なる糖について、溶出は、異なる溶出プロファイルにつながるカラム材料との異なる相互作用をもたらした。溶出プロファイルに基づき、溶出条件が連続的な方法（例えば、ＳＳＭＢ）に適用されることで糖を分画することができるかどうかを決定することができる。例証的な溶出プロファイルを図７に提供する。
【０６４２】
パルス試験クロマトグラムは、キシロースが最後に溶出し、全ての他の単糖およびオリゴマーが最初に溶出することを実証している。実証された分離は、このクロマトグラフィー分画化を擬似移動床（ＳＭＢ）方式または逐次的擬似移動床（ＳＳＭＢ）連続システムに規模拡大するのを支えるのに十分である。
（実施例７）
向流連続加水分解システムにおけるヘミセルロース枯渇リグノセルロース材料の加水分解
【０６４３】
ユーカリ材チップを、実施例１および２に記載されている通りヘミセルロース糖抽出に供した。ヘミセルロース枯渇リグノセルロース残部材料を、この実施例で使用した。
【０６４４】
撹拌槽加水分解反応器システムを図８Ａに記載する。自動制御およびモニタリングされる４槽システムを使用した。製粉されたヘミセルロース枯渇リグノセルロース材料（例えば、平均サイズほぼ１４００ミクロンの粒子）を、およそ３３％のＨＣｌおよび８％の糖を含有する水溶液中に懸濁する。懸濁物は約５％の固体を有する。懸濁物を槽１に５ｇｐｈの速度で供給する。同時に、４２％のＨＣｌ溶液をおよそ２ｇｐｈで槽４に供給する。各槽での溶液をポンプによって５０ｇｐｍの速度で循環させることで、槽内の溶液を混合状態で適切に保持し、流れループの一部である分離膜の中の良好な横断面流れを可能にする。槽１の膜からの透過液を、脱酸および精製するための加水分解物捕集槽に回す。槽１の残余分を、さらに加水分解のための槽に戻し、槽１における一定レベルを維持するために流れの一部を槽２に移行させる。連続している全ての槽を、透過液流れおよびレベル制御の同じパラメータで設定する。典型的な酸および糖の濃度を図８Ｂに描写する。各槽の温度は、典型的に、槽１から４までについてそれぞれ６０Ｆ、５５Ｆ、５０Ｆ、５０Ｆで保持する。槽４の残余分を、同じレベル制御に基づくリグニン洗浄プロセスに移行させる。
【０６４５】
ヘミセルロース枯渇ユーカリの３０日連続加水分解の結果を図８Ｂに描写する。黒色の線は、反応器１から４までおよびそれを洗浄（脱酸する）に移行させる加水分解物捕集槽での％ＨＣｌについての標的値、および槽１から４までおよび捕集槽についての％糖（溶液中の溶解した糖全体に対応する）値を示し、一方灰色の線は、同じ点について３０日にわたって捕集された平均値を示す。該システムの向流性質を視覚化する：酸は反応器４で該システムに入り、３、２、および１に向かって進行する。糖を連続的に溶解したことで、糖レベルは同じ方向で増大した。固体塊は反応器１で入り、２，３および４の中を進行および減少する。
【０６４６】
ヘミセルロース枯渇リグノセルロース材料が反応器１に入る前に追加的な反応器（「反応器０」）が使用される場合、高オリゴマー可溶性糖の加水分解が加速され得る。反応器０において、ヘミセルロース枯渇リグノセルロース材料を、１５〜２０分間昇温（３５〜４５℃）で酸と接触させる。これらのオリゴマーが、より小さいユニットに加水分解し続けると、粘度は鋭く落ちる。反応器０を使用した場合、全ての段階の平均％糖が増大したことが観察された。典型的に、この加水分解システムは、オリゴ糖および単糖として加水分解物中に溶解するための、９７％超のセルロースポリマーおよびヘミセルロースポリマーの余物を生み出す。加水分解を離れる固体は、リグニンおよび５％未満、通常３％未満の結合セルロースを本質的に含む。
（実施例８）
ヘキサノール抽出、逆抽出、および酸回収
【０６４７】
加水分解システムにおいて生成される加水分解物は抽出システムに流れて、水性相から酸を除去し、さらなる使用のためにそれを回収する。抽出剤としてヘキサノールを利用する２つの抽出カラム（抽出Ａおよび抽出Ｂ）を含めた向流抽出システムにおいてＨＣｌを抽出する。全ての抽出および逆抽出のプロセスは５０℃で行う。図９Ａは、抽出システムに移動する加水分解物中のＨＣｌのレベル（上の線）、該レベルはほぼ３０％である；抽出Ｂに移動する抽出Ａ後の酸のレベル（暗色四角）、該レベルはほぼ８％である；抽出Ｂ後の残留している酸のレベル（灰色三角）、該レベルは５％未満、典型的に２〜３％である；の３０日かけて捕集したデータを示している。水を酸で共抽出し、その結果として水性相はより濃縮し、典型的な糖レベルは１６〜２０％である。
【０６４８】
水性相を次いで、さらなる処理に向ける。負荷された有機相を最初に洗浄することで、溶媒および糖を回収し、次いで、糖をリサイクルするための酸を回収するために逆抽出に向ける。溶媒洗浄は、２０〜２５％重量／重量でＨＣｌ溶液を用いる抽出のために使用されるカラムと同様のカラム内で行う。図９Ｂは、典型的に０．２〜０．４％である洗浄カラムに入る抽出Ｂ後の溶媒相における糖のレベル（上の線）、および典型的に０．０５％未満である洗浄された溶媒相における糖のレベル（下の線）を描写している。次に、別の向流抽出カラム内で、１％未満のＨＣｌを含有する水性相に逆らって流すことによって、溶媒を逆抽出する。図９Ｃは、３０日の実行にわたって蓄積されたデータを示し、ここで、逆抽出に入る溶媒におけるＨＣｌのレベルはほぼ８％であり（灰色三角）、逆抽出後の溶媒におけるＨＣｌのレベルは０．５％未満であり（最下部の線）、逆抽出を離れる水性相における酸のレベルはほぼ１８．５％である。
（実施例９）
二次加水分解
【０６４９】
抽出から出てくる糖溶液は、典型的に、約２．５％のＨＣｌおよび１６〜２０％の糖を含有するが、しかし典型的に、これらの糖の６０〜７０％しかモノマーとして存在しない。１３％未満の糖および約０．６％の残留している酸を有するために、糖溶液を希釈した。溶液を撹拌槽内で１２０℃に約４５分間加熱し、結果として得られた組成物は９０％超のモノマーを含んでいた。それを６０℃より低く冷却することで、モノマーの再縮合を予防した。３０日かけて捕集したデータを図１０に描写し、二次加水分解前（下の線）および二次加水分解後の％単糖（糖全体のうち）を示す。
（実施例１０）
アミン精製
【０６５０】
二次加水分解後の糖溶液をアミン抽出プロセスに送り、ここで溶液を、４５：５５の比率でトリ−ラウリルアミンおよびヘキサノールを含有する抽出剤と接触させた。１．８：１  ｗｔ：ｗｔの抽出剤対糖供給の比率（Ｏ／Ａ）を使用し、抽出を５０〜６０℃の温度で制御した。抽出をミキサーセトラー内で実施する。残留している酸を有機相に抽出し、残留している有機酸、フルフラールおよびフェノール性分子（リグニン関連）も、この相に抽出した。図１１Ａは、アミン精製に入る水性相において測定されたｐＨを示し、図１１Ｂは、有機相の滴定によって測定された通りのアミン／ヘキサノール相への酸抽出の算出効率を示す。負荷された抽出剤を別のミキサーセトラーに送り、ここで、溶媒を塩基（典型的に、Ｍｇ（ＯＨ）２またはＮａＯＨ）で逆抽出した。最終的に、溶媒を第３のミキサーセトラーに送り、ここで、溶媒を水で洗浄した。洗浄した時点で、溶媒をリサイクルさせて第１の抽出段階に戻した。
（実施例１１）
主要な溶媒抽出ステップからのヘキサノール精製
【０６５１】
主要抽出プロセスからの溶媒は、酸および水と一緒に、加水分解物中に存在する不純物の多くを抽出する。加えて、有機酸は、酸性条件下で反応することで、アルコール溶媒（例えば、酢酸ヘキシル、ギ酸ヘキシル）とのエステルを形成する。前の抽出プロセスからの逆抽出された溶媒の画分（例えば、ほぼ１０％）を分離し、石炭で（例えば、１０％の石炭スラリーを含有する水性相で）処理した。そうすることによって、これらの不純物を除去した。石炭の添加は、反応器に投入したヘキサノールおよそ１．５重量％で設定した。２相系を８０℃で３時間の間かき混ぜた。溶液を次いで＜５０℃に冷却し、該相をミキサーセトラー内で分離し、溶媒相を水で洗浄した後に、抽出溶媒供給に戻した。
【０６５２】
フルフラール、ギ酸ヘキシル、酢酸ヘキシル、塩化ヘキシルおよびヒドロキシメチルフルフラールを含めて、処理ヘキサノール中の不純物のレベルを、ガスクロマトグラフィーによって検出した。３０日の動作にわたって捕集したデータを図１２に描写する。集積していく不純物は酢酸ヘキシルだけであった。酢酸ヘキシルの加水分解の速度は、これらの不純物の中で最も遅く、これは処理条件または画分を増大することによって対処することができる。
（実施例１２）
酸回収：ＨＣｌ吸収体における４２％の酸の生成
【０６５３】
蒸発によってプロセスからリサイクルされたＨＣｌガスは、市販の流下膜吸収体（ＳＧＬ）の中を流れた。ＨＣｌガスの完全な吸収を保証するため、２つの吸収体を使用した。吸収体を５〜１０℃で保持した（例えば、チラーを使用する）。吸収体におけるＨＣｌ溶液によってＨＣｌガスを吸収することで、ＨＣｌ濃度を高濃度（例えば、４１％超）に増大させた。３０日動作期間中に捕集したデータを図１３に示すが、これは、標的濃度が一般に達成されることを示している。
（実施例１３）
リグニン洗浄
【０６５４】
例証的なリグニン洗浄システムを図１４Ａに示す。加水分解システムからのリグニンはリグニン洗浄システムに入り、ここで、それを向流システムにおいて５〜２０％のＨＣｌ溶液で洗浄した。７洗浄段階のシステムを使用した。各段階での酸および糖の濃度（３０日のデータ捕集にわたる平均結果）を図１４Ｂに示す。段階１において、リグニン懸濁物は、約４％の糖および約３４％のＨＣｌを有していた。糖および酸の濃度は７段階かけて減少した。段階７を離れる懸濁物は、典型的に、２．０％未満の糖および２７％強のＨＣｌを含む。
（実施例１４）
可溶性が制限された溶媒精製から得られた高純度リグニンの化学構造特徴付け
【０６５５】
実施例１３に従って、リグニン固体を洗浄した。洗浄リグニンをＩｓｏｐａｒ  Ｋ中で１００℃に加熱することで、リグニンを脱酸した。脱酸されたリグニンを次いで液相から分離した。固体脱酸されたリグニン（ほぼ２０Ｌｂ）を、ＮａＯＨ溶液（２８ｌｂのＮａＯＨおよび１９７ｌｂの水）を用いて、かき混ぜた反応器内で３６０ｏＦに６時間の間加熱した。溶解リグニン溶液を冷却させておいた。Ｉｓｏｐａｒ  Ｋの有機相および水性相を分離した。リグニン水溶液をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）とほぼ１：２体積／体積の比率で接触させた。水溶液のｐＨを３．３〜３．５にＨＣｌで調整した。ＭＥＫ相を捕集し、強酸性カチオン交換体と接触させた。精製リグニン溶液を熱水浴（ほぼ８５℃）中に滴下することによってフラッシュ蒸発させた。沈殿したリグニンを濾過し、フィルタープレス上にて水で洗浄した。
【０６５６】
高純度リグニンおよび市販のリグニンの元素分析を下記の表に提供する：
【化３】
2018158955.tif 000010
【０６５７】
高純度マツリグニンの誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）分析を下記に提供する：
【化４】
2018158955.tif 000011
【０６５８】
マツリグニンの熱的特性を下記の表に提供する。
【化５】
2018158955.tif 000012
【０６５９】
ＮＭＲの結果は、高純度リグニンが、下記の表および図１５に示される通り、低脂肪族性ヒドロキシル基および高フェノール性ヒドロキシル基を有することを表示した。天然リグニンについての値は、文献で報告されている値である。
高純度リグニンおよび天然リグニンにおけるヒドロキシル基含量
【化６】
2018158955.tif 000013
リグニンの１３Ｃ  ＮＭＲ特徴付け
【化７】
2018158955.tif 000014
＊「Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｔｗｏ−ｓｔａｇｅ  ｄｉｌｕｔｅ  ａｃｉｄ  ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｏｆ  ｌｉｇｎｉｎ  ａｎｄ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｉｎ  ｌｏｂｌｏｌｌｙ  ｐｉｎｅ」。Ｒａｇａｕｓｋａｓ  ＡＪ、Ｂｉｏｅｎｅｒｇ．Ｒｅｓ  ２００８年；１巻（３〜４号）：２０５〜２１４頁。
＃「Ｌｉｇｎｉｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ  ｆｒｏｍ  ｅｔｈａｎｏｌ  ｏｒｇａｎｏｓｏｌｖ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｏｆ
ｌｏｂｌｏｌｌｙ  ｐｉｎｅ」。Ｒａｇａｕｓｋａｓ  ＡＪ、Ｅｎｅｒｇ  Ｆｕｅｌ  ２０１０年；２４巻（１号）：６８３〜６８９頁。
＾「Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｈａｒｄｗｏｏｄ  ｍｉｌｌｅｄ  ｗｏｏｄ  ｌｉｇｎｉｎ  ｂｙ  ｎｕｃｌｅａｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」。Ｋａｄｌａ  ＪＦ．  Ｊ
Ａｇｒ  Ｆｏｏｄ．  Ｃｈｅｍ．  ２００５年；５３巻（２５号）９６３９〜９６４９頁。
（実施例１５）
直接的リグニン抽出
【０６６０】
ヘミセルロース糖をユーカリチップから抽出した後、残部は主にセルロースおよびリグニンであった。酢酸を含有する有機水溶液を使用し、下に記載されているプロセスに従って、残部を脱リグニンした。
【０６６１】
１：１０の比率で溶液の１．２％酢酸ｗ／ｗを含有するメチルエチルケトン（ＭＥＫ）および水の５０／５０ｖ／ｖ溶液（１００ｍＬの水、１００ｍＬのＭＥＫ、および２．２ｇの酢酸）と、ユーカリ材チップ（２０．０ｇ）を混合した。混合物を１７５℃で４時間の間、かき混ぜた反応器内で処理した。次いで該システムを３０℃に冷却させておいた後に、反応器を開いた。スラリーをデカントし、さらなる分析のために固体を捕集した。
【０６６２】
反応後、１２７ｇの遊離液体があり、そのうち４７．２ｇが有機および７９．８ｇが水性であった。有機相は、１．１ｇの酢酸、１０．４ｇの水、および５．５ｇの溶解固体（０．１ｇの糖、および主にリグニンである５．４ｇのその他）を含有していた。水性相は、１．４ｇの酢酸、２．１ｇの溶解固体（１．５ｇの糖のおよび０．６ｇのその他）を含有していた。
【０６６３】
液体のデカント後、黒色のスラリーおよび白色の沈殿物が瓶の底にあった。この材料を真空濾過し、液体の色が非常に淡黄な色になるまで５０／５０ｖ／ｖのＭＥＫ／水（１１９．３ｇのＭＥＫ、１４８．４ｇの水）を用いて室温で徹底的に洗浄した。３つの相を捕集した；有機１９．７ｇ、水性２１５ｇ、および白色固体７ｇ乾燥。有機相は、０．０８ｇの酢酸および０．３７ｇの溶解固体を含有していた。水性相は、０．５６ｇの酢酸および０．６ｇの溶解固体を含有していた。
【０６６４】
全ての有機相を統合した。溶液のｐＨをｐＨ３．８に調整する。溶液を次いで、水性相（塩を含有する）および有機相（リグニンを含有する）に分離させておいた。リグニン含有有機相を回収し、強酸性カチオンカラムを使用して精製した。有機溶液を次いで、８０℃の水浴に滴下により添加することでリグニンを沈殿した。
【０６６５】
白色沈殿物の１３Ｃ固体ＮＭＲ分析は、それが主にセルロース（パルプ）を含むことを表示している。リグニンの量は検出可能でない。反応はユーカリ材チップを脱リグニンすることに成功している。
（実施例１６）
マツ材からの加水分解セルロース糖の分析
【０６６６】
マツ材チップを、実施例１および２に記載されている通り、ヘミセルロース糖抽出に供した。ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０５７５５２（全ての目的で参照により本明細書に組み込む）に記載されている通り、擬似移動床加水分解システムを使用して、セルロース加水分解を実施した。実施例８および９に記載されている通り、セルロース糖精製を行った。実施例１０と同様の糖精製のためのアミン抽出の代わりに、強塩基性アニオン交換体を使用した（アミンが、ＳＢＡ樹脂である固相中にあることを除いて全て同じである）。セルロース糖の組成を下記の表に記載した。
【０６６７】
マツ材からの加水分解セルロース糖の分析を下記に提供する：
【化８】
2018158955.tif 000015
（実施例１７）
マツ材からのヘミセルロース糖の分析
【０６６８】
実施例１および２に記載されている通り、マツ材チップをヘミセルロース糖抽出に供した。固相アミンを含有する強塩基性アニオン交換体を使用したことを除いて実施例３および５に記載されている通りに、ヘミセルロース糖を精製した。結果として得られた糖溶液を濃縮した。ヘミセルロース糖の組成を下記の表に記載した。
【０６６９】
マツ材からのヘミセルロース糖の分析を下記に提供する：
【化９】
2018158955.tif 000016
（実施例１８）
ユーカリからのヘミセルロース糖の分析
【０６７０】
実施例１および２に記載されている通り、ユーカリ材チップをヘミセルロース糖抽出に供した。実施例３および５に記載されている通り、ヘミセルロース糖を精製した。ヘミセルロース糖の組成を下記の表に記載した。
【０６７１】
ユーカリからのヘミセルロース糖の分析を下記に提供する：
【化１０】
2018158955.tif 000017
（実施例１９）
糖ストリームの分析
【０６７２】
実施例１および２に記載されている通り、バガスをヘミセルロース糖抽出に供する。実施例３および５に記載されている通り、ヘミセルロース糖を精製する。実施例６に記載されている通り、結果として得られた糖溶液を濃縮および分画することで、８０％超のキシロースを含有するキシロースリッチな溶液、およびオリゴ糖および単糖を含有する第２のストリームを得る。糖混合物の組成を下記の表に示す。
【化１１】
2018158955.tif 000018
（実施例２０）
セルラーゼによるセルロースの加水分解
【０６７３】
ヘミセルロースおよびリグニン抽出後、セルロースパルプ（ユーカリパルプ）を残部として得た。０．０５Ｍのアセテート緩衝剤中、ｐＨ４．５５、５％／セルロース、セルラーゼ：セロビアーゼ１：１中において１０〜２０％の固体を有するセルロースパルプ懸濁物を調製した。懸濁物を５５℃で撹拌した。溶解した糖の分析のため、該液の試料を周期的に取った。溶解している糖は主にグルコースであったが、パルプ中に残っている一部の残留ヘミセルロース糖が含まれ得る。溶解した糖は、７．７８％のリグニンおよび９４．２２％のホロセルロースを含有していた（８９．６６％のグルコース）。％固体が増大するにつれて、全体的収率が減少した（酵素負荷が同じである限り）。しかしながら収率は、図４２Ｂで見られる通り、Ｓｉｇｍａｃｅｌｌ（綿リンター由来のＳｉｇｍａ  ＃  Ｓ５５０４、５０型、５０ｕｍ）を使用して同条件下で加水分解させた基準試料と比較して、より高かった。セルラーゼミックス酵素によってセルロースパルプをよく糖化する（だが、それはまだ一部の残留リグニンを含有している）。Ｅ−ＨＤＬＭの反応速度は基準材料より高い
（実施例２１）
より高い生成物回収のためのＳＳＭＢ配列の改善
【０６７４】
ヘミセルロース糖ミックスからのキシロースの分離を、合目的に構築されたＰｒｏＳｅｐ  ＳＳＭＢ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎモデル、１２カラム回転機構設計ＳＳＭＢシステム（後文において、ＰｒｏＳｅｐ  ＳＳＭＢ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ２．０）上で行った。改善した配列は６段階を含有しており、この各々は２つのカラムを有している。カラムに、Ｆｉｎｅｘ  ＡＳ  ５１０  ＧＣ、Ｉ型、ＳＢＡ、ゲル形態、スチレンジビニルベンゼンコポリマー、官能性基トリメチルアミン、比重１．１〜１．４ｇ／ｃｍ３、平均ビーズサイズ２８０ミリミクロンを詰めた。ゲルはサルフェート形態であった。それを６０ｍＭのＯＨ−の１．５床体積（ＢＶ）で予備条件づけし、樹脂を８〜１２％のＯＨに調整し、残部をサルフェート形態のままにした。下記の表は、ＰｒｏＳｅｐ  ＳＳＭＢ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  １．０（オリジナルモデル）の一般的パルス配列とＰｒｏＳｅｐ  ＳＳＭＢ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ２．０の改善配列とを比較する。
【化１２】
2018158955.tif 000019
【０６７５】
ＰｒｏＳｅｐ  ＳＳＭＢ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ２．０の改善配列に従って、キシロースを分離した。約３０％重量／重量糖を含有する供給溶液を提供した。供給溶液は、糖全体のうち約６５％重量／重量のキシロースを含有していた。約１６．４％の糖を含有する生成物ストリームを抽出した。生成物ストリームは、糖全体のうち８０％重量／重量超（例えば、一部の場合において、８２％重量／重量超、８４％重量／重量、８５％重量／重量）のキシロースを含有していた。回収は８０％重量／重量超であった。約５％重量／重量の全糖を含有するラフィネートを得た。ラフィネートは、糖全体のうち約１６．５％重量／重量だけを含有していた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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【図２６ｃ】
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【図２６ｄ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１ａ】
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【図３１ｂ】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４２Ｃ】
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【図４３】
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