ПРЕВРАЩЕНИЕ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ БИОМАССЫ

1. Способ получения моносахаридов, химических веществ на основе сахаров, биотоплива или материалов вместе с сульфированным лигнином из лигноцеллюлозной биомассы, причем способ включает стадии:
(i) предварительной обработки лигноцеллюлозной биомассы в стадии сульфитной варки;
(ii) разделения предварительно обработанной лигноцеллюлозной биомассы со стадии (i) на
(a) жидкую фазу "отработавшего сульфитного щелока", содержащую 50% или более лигнина лигноцеллюлозной биомассы в форме сульфированного лигнина, и на
(b) целлюлозную массу, содержащую 70% или более целлюлозы лигноцеллюлозной биомассы;
(iii) гидролиза целлюлозной массы (b) со стадии (ii) до химических веществ на основе сахаров, содержащих моносахариды;
(iv) необязательно дополнительной обработки моносахаридов стадии (iii) с получением в результате приемлемых химических веществ, биотоплива и/или белков; и
(v) прямого превращения или дополнительной обработки сульфированного лигнина жидкой фазы (а) со стадии (ii) до приемлемых химических веществ и/или материалов.
2. Способ по п.1, где моносахариды содержат гексозы и пентозы.
3. Способ по п.2, где гексозы и пентозы содержат ксилозу и глюкозу.
4. Способ по п.1, где лигноцеллюлозная биомасса содержит древесину, однолетние растения, сельскохозяйственные остатки или отходы, конкретно, багассу или энергетические культуры.
5. Способ по п.1, где лигноцеллюлозная биомасса, применяемая в способе, не требует механической (предварительной) обработки, и/или где стадия сульфитной варки (i) представляет собой единственную химическую (предварительную) обработку перед гидролизом.
6. Способ по п.1, где органическая часть жидкой фазы SSL содержит лигнин в форме сульфированного лигнина, т.е. содержит, по меньшей мере, 50% лигнина, исходно присутствующего в лигноцеллюлозной биомассе, предпочтительно более чем 60% или более чем 70%, или более чем 80%.
7. Способ по п.1, где значение рН, при котором осуществляют сульфитную варку стадии предварительной обработки (i), составляет выше чем 5, предпочтительно выше чем 7, еще предпочтительнее выше чем 9.
8. Способ по п.1, где 80% или более целлюлозы, которая исходно присутствовала в лигноцеллюлозной биомассе, присутствует в целлюлозной массе (b) после стадии (i), еще предпочтительнее 90% или более, или 95% или более.
9. Способ по любому из пп.1-8, где кислотную варку осуществляют в качестве единственной стадии предварительной химической обработки (i), предпочтительно, где 70% или более из всей гемицеллюлозы из лигноцеллюлозной биомассы гидролизуется до моносахаридов.
10. Способ по п.9, где стадия предварительной сульфитной обработки представляет собой кислотную варку, и где температура находится в интервале от 125°С до 160°С.
2
11. Способ по п.9, где стадия предварительной сульфитной обработки представляет собой кислотную варку, и количество SO составляет от 10 до 60 мас.%/мас., а количество основания (гидроксидного иона) составляет от 1 до 10 мас.%/мас., предпочтительно от 2% до 7%.
2
12. Способ по п.10, где стадия предварительной сульфитной обработки представляет собой кислотную варку, и количество SO составляет от 10 до 60 мас.%/мас., а количество основания (гидроксидного иона) составляет от 1 до 10 мас.%/мас., предпочтительно от 2% до 7%.
2
2
4
13. Способ по п.11, где основание выбирают из группы, состоящей из NaOH, Са(ОН), Mg(ОН) и NHOH.
2
2
4
14. Способ по п.12, где основание выбирают из группы, состоящей из NaOH, Са(ОН), Mg(ОН) и NHOH.
15. Способ по любому из пп.10-14, где варку осуществляют в течение интервала времени 60-300 минут.
16. Способ по любому из пп.1-8, где стадия предварительной сульфитной обработки представляет собой щелочную варку, предпочтительно, где температура находится в интервале от 130°С до 180°С.
17. Способ по п.16, где щелочную варку осуществляют в качестве стадии предварительной обработки (i), и где 80% или более из всего лигнина из лигноцеллюлозной биомассы присутствует в жидкой фазе SSL (b).
2
3
18. Способ по п.16, где количество NaSO составляет 5-60 мас.%/мас., в то время как количество основания составляет от 5 до 25 мас.%/мас.
2
3
19. Способ по п.17, где количество NaSO составляет 5-60 мас.%/мас., в то время как количество основания составляет от 5 до 25 мас.%/мас.
2
3
20. Способ по п.18, где количество NaSO составляет 5-60 мас.%/мас., в то время как количество основания составляет от 5 до 25 мас.%/мас.
4
3
21. Способ по п.19, где применяемое основание выбирают из NaOH или NHOH (NH).
2
3
2
3
22. Способ по любому из пп.1-8, где стадия предварительной сульфитной обработки представляет собой слабую щелочную варку, предпочтительно, где количество NaSO составляет от 10 до 60 мас.%/мас., в то время как количество NaCO составляет от 3 до 25 мас.%/мас., предпочтительно от 5 до 25 мас.%/мас.
23. Способ по п.22, где варку осуществляют в течение интервала времени 45-300 мин.
24. Способ по любому из пп.1-8, где стадия гидролиза (iii) представляет собой стадию ферментативного гидролиза, предпочтительно с применением внеклеточных или ассоциированных с клеточной мембраной ферментных комплексов, конкретно, смеси целлюлаз и β-глюкозидаз, которые могут специфично гидролизовать целлюлозный полимер до моносахаридов, таких как растворимые мономеры глюкозы.
25. Способ по п.24, где стадия гидролиза (iii) представляет собой стадию ферментативного гидролиза, причем ферменты рециркулируют, предпочтительно путем абсорбции субстрата и/или мембранного разделения.
26. Способ по п.25, где ферменты включают целлюлазы, гемицеллюлазы и β-глюкозидазы.
27. Способ по любому из пп.1-8, где багассу применяют в качестве сырья, и стадия ферментации (iv) включает превращение гидролизата стадии (iii) в биотопливо, такое как этанол и бутанол.
28. Способ по любому из пп.1-8, где багассу применяют в качестве сырья, и стадия ферментации (iv) включает превращение гидролизата стадии (iii) в белки биомассы.
29. Способ по любому из пп.1-8, где стадия кислородной/щелочной делигнификации (i') представляет собой часть единого способа, и, предпочтительно осуществляется после стадии (предварительной) обработки (i) и перед стадией разделения (ii).