УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ БЫСТРОГО ГИДРОЛИЗА БИОМАССЫ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ

1. Способ гидролиза лигноцеллюлозной биомассы, включающий в себя стадии
A) приведения в контакт лигноцеллюлозного сырья, включающего в себя биомассу, содержащую как сухие вещества, так и воду, по меньшей мере, с частью растворителя, содержащего водорастворимые продукты гидролиза; где, по меньшей мере, некоторые из водорастворимых продуктов гидролиза идентичны водорастворимым продуктам гидролиза, которые образуются в результате гидролиза биомассы, входящей в состав сырья;
B) осуществления контакта сырья из сырьевого потока с растворителем при температуре в диапазоне от 20°С до 200°С в течение периода времени от 5 мин до 72 ч с получением продукта гидролиза биомассы, входящей в состав сырья.
2. Способ по п.1, где сухое содержимое включает в себя целлюлозу и гемицеллюлозу, причем массовый процент целлюлозы составляет более 5% по отношению к массе сухого содержимого; где, по меньшей мере, некоторые из водорастворимых продуктов гидролиза идентичны водорастворимым продуктам гидролиза целлюлозы, входящей в состав сырья, которые образуются в результате гидролиза целлюлозы, входящей в состав сырья, а контакт сырья с растворителем проводят в присутствии катализатора гидролиза целлюлозы.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, где отношение массы растворителя, контактирующего с сырьем, к массе сырья находится в диапазоне от 1:99 до 99:1.
4. Способ по любому из пп.1 и 2, где отношение массы растворителя, контактирующего с сырьем, к массе сырья находится в диапазоне от 10:90 до 90:10.
5. Способ по любому из пп.1 и 2, где отношение массы растворителя, контактирующего с сырьем, к массе сырья находится в диапазоне от 20:80 до 90:10.
6. Способ по любому из пп.1 и 2, где отношение массы растворителя, контактирующего с сырьем, к массе сырья находится в диапазоне от 30:70 до 90:10.
7. Способ по любому из пп.1 и 2, где отношение массы растворителя, контактирующего с сырьем, к массе сырья находится в диапазоне от 40:60 до 90:10.
8. Способ по любому из пп.1 и 2, где отношение массы растворителя, контактирующего с сырьем, к массе сырья находится в диапазоне от 50:50 до 90:10.
9. Способ по любому из пп.1 и 2, где отношение массы растворителя, контактирующего с сырьем, к массе сырья находится в диапазоне от 60:40 до 90:10.
10. Способ по п.2, где отношение массы растворителя, контактирующего с сырьем, к массе сырья превышает 0,8:1.
11. Способ по п.2, где отношение суммы массы целлюлозы и массы продуктов гидролиза целлюлозы, присутствующих в растворителе, к массе целлюлозы, входящей в состав лигноцеллюлозного сырья, превышает 1:1.
12. Способ по п.2, где отношение суммы массы целлюлозы и массы продуктов гидролиза целлюлозы, присутствующих в растворителе, к массе целлюлозы, входящей в состав лигноцеллюлозного сырья, превышает 1,5:1.
13. Способ по п.2, где отношение суммы массы целлюлозы и массы продуктов гидролиза целлюлозы, присутствующих в растворителе, к массе целлюлозы, входящей в состав лигноцеллюлозного сырья, превышает 2:1.
14. Способ по п.2, где отношение суммы массы целлюлозы и массы продуктов гидролиза целлюлозы, присутствующих в растворителе, к массе целлюлозы, входящей в состав лигноцеллюлозного сырья, превышает 3:1.
15. Способ по п.2, где отношение суммы массы целлюлозы и массы продуктов гидролиза целлюлозы, присутствующих в растворителе, к массе целлюлозы, входящей в состав лигноцеллюлозного сырья, превышает 4:1.
16. Способ по п.2, где отношение суммы массы целлюлозы и массы продуктов гидролиза целлюлозы, присутствующих в растворителе, к массе целлюлозы, входящей в состав лигноцеллюлозного сырья, превышает 5:1.
17. Способ по п.1, где, по меньшей мере, часть каталитической композиции приводят в контакт с сырьем до приведения сырья в контакт, по меньшей мере, с частью растворителя.
18. Способ по п.1, где, по меньшей мере, часть каталитической композиции приводят в контакт с сырьем после приведения сырья в контакт, по меньшей мере, с частью растворителя.
19. Способ по п.1, где, по меньшей мере, часть каталитической композиции приводят в контакт с сырьем одновременно с приведением сырья в контакт, по меньшей мере, с частью растворителя.
20. Способ по п.1, где отношение биомассы к воде в сырье превышает 1:4.
21. Способ по п.20, где отношение биомассы к воде в сырье превышает 1:3.
22. Способ по п.21, где отношение биомассы к воде в сырье превышает 1:2.
23. Способ по п.22, где отношение биомассы к воде в сырье превышает 1:1,5.
24. Способ по п.23, где отношение биомассы к воде в сырье превышает 1:1.
25. Способ по п.24, где отношение биомассы к воде в сырье превышает 1:0,9.
26. Способ по п.17, где каталитическая композиция содержит фермент.
27. Способ по п.1, где температура находится в диапазоне от 20 до 105°С.
28. Способ по п.26, где температура находится в диапазоне от 20 до 95°С.
29. Способ по п.1, где время находится в диапазоне от 5 мин до 48 ч.
30. Способ по п.29, где время находится в диапазоне от 5 мин до 36 ч.
31. Способ по п.30, где время находится в диапазоне от 5 мин до 24 ч.
32. Способ по п.31, где время находится в диапазоне от 5 мин до 12 ч.
33. Способ по п.32, где время находится в диапазоне от 5 мин до 8 ч.
34. Способ по п.1, где способ представляет собой периодический процесс, включающий в себя стадии
A) введения сырья в сосуд, который уже содержит, по меньшей мере, часть растворителя,
B) введения каталитической композиции в сосуд до, одновременно или после введения сырья в сосуд,
C) удерживание в сосуде сырья, растворителя и каталитической композиции в указанном диапазоне температур от 20°С до 200°С в течение периода времени в диапазоне от 5 мин до 72 ч,
D) удаление продукта гидролиза из сосуда.
35. Способ по п.34, где весь продукт гидролиза удаляют из сосуда перед введением очередной порции сырья и растворителя, содержащего водорастворимые продукты гидролиза.
36. Способ по п.34, где часть продукта гидролиза, называемую пятка, оставляют в сосуде.
37. Способ по п.1, где способ представляет собой непрерывный процесс, включающий в себя стадии
A) непрерывного введения сырья в сосуд, уже содержащий, по меньшей мере, часть растворителя,
B) введения каталитической композиции в сосуд,
C) непрерывного удаления массы продукта гидролиза из сосуда.
38. Способ по п.37, где способ представляет собой способ идеального вытеснения.
39. Способ по п.37, в котором используют реактор с непрерывным перемешиванием.
40. Способ по любому из пп.34-39, где часть потока растворителя смешивают с сырьем до введения в сосуд, а отношение растворителя к сырьевому потоку определяют исходя из суммы количества растворителя в сосуде и количества растворителя в сырьевом потоке.
41. Способ по п.1, где перед приведением в контакт лигноцеллюлозного сырья и растворителя количество сырья разделяют, по меньшей мере, на первый сырьевой поток, используемый для получения первого потока растворителя путем гидролиза сырья из первого сырьевого потока, с добавлением катализатора в первый сырьевой поток, где количество катализатора находится в диапазоне от 0,1 до 150 FPU/г сухих веществ во всем сырье, гидролиз проводят в диапазоне температур от 20°С до 95°С в течение периода времени в диапазоне от 5 мин до 72 ч, и лигноцеллюлозное сырье, растворитель и растворитель первого потока растворителя приводят в контакт друг с другом в указанном диапазоне температур в течение указанного диапазона времени.
42. Способ по п.41, где часть первого потока растворителя смешивают с сырьем, которое не относится к первому сырьевому потоку, до введения в сосуд, где все отношения потока растворителя к сырьевому потоку рассчитывают исходя из общего количества потока растворителя, которое включает в себя количество первого потока растворителя и количество растворителя в сосуде.
43. Способ по п.1, где, по меньшей мере, часть твердых веществ, присутствующих в продукте гидролиза, отделяют от продукта гидролиза.
44. Способ по п.43, где, по меньшей мере, часть твердых веществ отделяют от продукта гидролиза и возвращают в процесс.
45. Способ по п.44, где отделение, по меньшей мере, части твердых веществ от потока продукта гидролиза осуществляют с помощью устройства, выбранного из группы, включающей в себя гидроциклоны и центрифуги.