ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ НЕПРЕРЫВНАЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ БИОМАССЫ

1. Способ двухстадийной предварительной обработки для извлечения углеводов из лигноцеллюлозной биомассы, включающий:
a) предварительную обработку биомассы на первой стадии путем нагревания биомассы до температуры первой стадии, равной 140-180°C, в течение времени первой стадии, равного от 30 минут до 2 часов, при давлении первой стадии, равном 105-150 фунтов на квадратный дюйм; и
b) предварительную обработку биомассы на второй стадии путем нагревания биомассы до температуры второй стадии, равной 190-210°C, в течение времени второй стадии, равного 2-10 минут, при давлении второй стадии, равном 167-262 фунтов на квадратный дюйм.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию кондиционирования путем нагревания паром при атмосферном давлении и регулирование содержания влаги в биомассе перед первой стадией предварительной обработки.
3. Способ по п.1, где первая стадия дополнительно включает введение воды и по меньшей мере одной из кислот, способствующих гидролизу гемицеллюлозы, серной кислоты, диоксида серы, уксусной кислоты и химического катализатора, способствующего гидролизу гемицеллюлозы.
4. Способ по п.1, где гемицеллюлозу и ингибиторы последующих процессов гидролиза и ферментации удаляют между первой стадией предварительной обработки и второй стадией предварительной обработки.
5. Способ по п.1, где первую стадию предварительной обработки осуществляют при температуре 140-170°C в течение времени, равного от 50 минут до 2 часов.
6. Способ по п.1, где вторую стадию предварительной обработки осуществляют при температуре 200-210°C в течение времени, равного 3-8 минут.
7. Способ по п.4, где удаление гемицеллюлозы и ингибиторов последующих процессов гидролиза и ферментации выполняют путем отжима биомассы в модульном шнековом устройстве, шнековом прессе или сходном устройстве.
8. Способ по п.4, дополнительно включающий последующую стадию отжима биомассы после второй стадии предварительной обработки для дополнительного удаления гемицеллюлозы и ингибиторов последующих процессов гидролиза и ферментации.
9. Способ по п.1, где температура первой стадии составляет 150°C, давление первой стадии составляет 105 фунтов на квадратный дюйм, и время первой стадии составляет 55 минут.
10. Способ по п.1, где температура второй стадии составляет 205°C, давление второй стадии составляет 235 фунтов на квадратный дюйм, и время второй стадии составляет 6,7 минут.
11. Способ по п.2, где стадия кондиционирования включает стадию нагревания биомассы паром при атмосферном давлении в течение 10-60 минут; отжим и осушение биомассы для удаления жидкости, содержащей токсичные вещества, играющие отрицательную роль в последующих процессах гидролиза и ферментации; и
равномерное введение воды и катализатора, способствующего гидролизу гемицеллюлозы, для доведения содержания воды в биомассе до 65-80% перед первой стадией.
12. Способ по п.11, где токсичные вещества включают жирные кислоты и/или смолы.
13. Способ по п.11, где катализатором является серная кислота, которую добавляют до содержания 0,15-2% от веса биомассы.
14. Способ по п.11, где содержание воды составляет 70%-75% от веса биомассы.
15. Способ по п.11, где на стадии кондиционирования биомассу нагревают до 90-100°C в течение 15-30 минут.
16. Способ по п.11, где во время стадии кондиционирования летучие газы высвобождаются во время стадии нагрева биомассы паром.