5
ПОВЫШЕННЫЙ ВЫХОД ПРОДУКТА РАСТВОРИМЫХ С-САХАРОВ

5
1. Способ повышения уровня растворимых C-сахаридов, получаемых из лигноцеллюлозной биомассы, включающий:
предоставление фракционированной лигноцеллюлозной биомассы, содержащей:
фракцию твердых веществ, содержащую:
5
необязательно нерастворимый C-олигосахарид; целлюлозу; и лигнин; и
первую жидкую фракцию при первой температуре и первом давлении, содержащую:
5
5
растворимые C-сахариды, выбранные из группы, состоящей из C-олигосахаридов, ксилозы, арабинозы, ликсозы, рибозы и их смесей;
5
где указанные растворимые C-сахариды содержатся на первом уровне;
5
окисление указанной фракционированной лигноцеллюлозной биомассы с образованием второй жидкой фракции, содержащей растворимые C-сахариды на втором уровне и при второй температуре;
где указанный второй уровень является больше, чем указанный первый уровень;
необязательно отделение указанной фракции твердых веществ от указанной второй жидкой фракции; и
5
5
необязательно гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием C-сахаридов, выбранных из группы, состоящей из C-олигосахаридов, содержащих меньше мономерных звеньев, ксилозы, арабинозы, ликсозы, рибозы и их смесей.
2. Способ по п.1, где указанное окисление включает добавление к указанной фракционированной лигноцеллюлозной биомассе по меньшей мере одной водной кислоты, выбранной из группы, состоящей из органической кислоты, неорганической кислоты и их смесей.
3. Способ по п.2, где указанная неорганическая кислота представляет собой серную кислоту, соляную кислоту, фосфорную кислоту, азотную кислоту или их сочетание.
4. Способ по п.3, где указанная неорганическая кислота содержится на уровне приблизительно от 0,05% по массе приблизительно до 2,0% по массе от массы указанной первой жидкой фракции.
5. Способ по п.1, где указанное окисление включает контактирование указанной фракционированной лигноцеллюлозной биомассы с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ.
2
2
2
6. Способ по п.5, где указанное газообразное соединение представляет собой SO, CO, NO, HX, где X представляет собой Cl, Br, F или I, или их сочетание.
7. Способ по п.1, где указанное окисление включает контактирование указанной фракционированной лигноцеллюлозной биомассы с твердым кислотным катализатором.
8. Способ по п.7, где указанный твердый кислотный катализатор представляет собой цеолит, анионообменную смолу или их сочетание.
9. Способ по п.1, где указанный способ является непрерывным.
5
5
10. Способ по п.1, где указанный второй уровень указанных растворимых C-сахаридов является больше чем указанный первый уровень указанных растворимых C-сахаридов.
5
5
11. Способ по п.1, где указанные растворимые C-сахариды во второй жидкой фракции имеют среднюю молекулярную массу, которая является меньше, чем средняя молекулярная масса указанных растворимых C-сахаридов в указанной первой жидкой фракции.
5
12. Способ по п.1, где указанные C-олигосахариды в указанной первой жидкой фракции содержат приблизительно от 2 мономерных звеньев приблизительно до 25 мономерных звеньев, и
5
где указанные C-олигосахариды в указанной второй жидкой фракции содержат приблизительно от 2 мономерных звеньев приблизительно до 15 мономерных звеньев.
13. Способ по п.1, где указанную фракционированную лигноцеллюлозную биомассу получают посредством контактирования указанной лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, содержащей горячую воду под высоким давлением и необязательно диоксид углерода;
где указанная первая реакционная жидкость дополнительно содержит кислоту, где указанная лигноцеллюлозная биомасса содержит древесину мягких пород;
где указанная первая реакционная жидкость находится при температуре по меньшей мере 100°C под давлением, достаточным для поддержания указанной первой реакционной жидкости в жидкой форме.
14. Способ по п.1, где указанная первая температура и указанная вторая температура по существу являются одинаковыми.
15. Способ по п.14, где указанная первая температура и указанная вторая температура составляют не более приблизительно 240°C.
16. Способ по п.1, где указанная вторая температура является меньше, чем указанная первая температура.
17. Способ по п.16, где указанная первая температура и указанная вторая температура составляют не более приблизительно 240°C.
18. Способ по п.1, дополнительно включающий понижение указанного первого давления указанной первой жидкой фракции перед отделением указанной фракции твердых веществ от указанной второй жидкой фракции.
5
5
5
5
5
19. Способ по п.1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием C-сахаридов включает контактирование указанных C-олигосахаридов с разбавленной кислотой в течение периода времени, достаточного для гидролиза указанных C-олигосахаридов до C-олигосахаридов, содержащих меньше мономерных звеньев, C-моносахаридов и их смесей.
5
20. Способ по п.1, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием C-сахаридов включает ферментативный гидролиз.
21. Способ по п.1, где выход продукта указанной ксилозы составляет по меньшей мере 68% от теоретического выхода продута.
5
22. Способ по п.1, где выход продукта указанных растворимых C-сахаридов составляет по меньшей мере 68% от теоретического выхода.
5
23. Способ по п.1, дополнительно включающий: получение по меньшей мере одной из указанной уксусной кислоты и фурфурола из указанных растворимых C-сахаридов.
24. Продукт, полученный способом по п.1.
25. Композиция, содержащая:
5
растворимые C-олигосахариды, которые можно подвергать мембранному разделению, и
воду;
где pH указанной композиции составляет приблизительно от 1,5 приблизительно до 6,0, и
5
где указанные растворимые C-олигосахариды содержат приблизительно от 2 мономерных звеньев приблизительно до 15 мономерных звеньев.
5
26. Способ повышения уровня растворимых C-сахаридов, получаемых из лигноцеллюлозной биомассы, включающий:
предоставление фракционированной лигноцеллюлозной биомассы, содержащей:
фракцию твердых веществ, содержащую:
5
необязательно нерастворимый C-олигосахарид;
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию при первой температуре и первом давлении, содержащую:
5
5
растворимые C-сахариды, выбранные из группы, состоящей из C-олигосахаридов, ксилозы, арабинозы, ликсозы, рибозы и их смесей;
5
где указанные растворимые C-сахариды содержатся на первом уровне;
необязательно отделение указанной фракции твердых веществ от указанной первой жидкой фракции при втором давлении;
где указанное первое давление и указанное второе давление по существу являются одинаковыми;
5
контактирование указанной первой жидкой фракции с твердым кислотным катализатором с образованием второй жидкой фракции, содержащей указанные растворимые C-сахариды на втором уровне и при второй температуре;
где указанный второй уровень является больше, чем указанный первый уровень, и
5
5
необязательно гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием C-сахаридов, выбранных из группы, состоящей из C-олигосахаридов, содержащих меньше мономерных звеньев, ксилозы, арабинозы, ликсозы, рибозы и их смесей.
27. Способ по п.26, где указанный твердый кислотный катализатор представляет собой цеолит, анионообменную смолу или их сочетание.
28. Способ по п.26, где указанный способ является непрерывным.
5
5
29. Способ по п.26, где указанный второй уровень указанных растворимых C-сахаридов является большим, чем указанный первый уровень указанных растворимых C-сахаридов.
5
5
30. Способ по п.26, где указанные растворимые C-сахариды во второй жидкой фракции имеют среднюю молекулярную массу, которая является ниже средней молекулярной массы указанных растворимых C-сахаридов в указанной первой жидкой фракции.
5
31. Способ по п.26, где указанные C-олигосахариды в указанной первой жидкой фракции содержат приблизительно от 2 мономерных звеньев приблизительно до 25 мономерных звеньев, и
5
где указанные C-олигосахариды в указанной второй жидкой фракции содержат приблизительно от 2 мономерных звеньев приблизительно до 15 мономерных звеньев.
32. Способ по п.26, где указанную фракционированную лигноцеллюлозную биомассу получают посредством контактирования указанной лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, содержащей горячую воду под давлением и необязательно диоксид углерода;
где указанная первая реакционная жидкость дополнительно содержит кислоту, где указанная лигноцеллюлозная биомасса содержит древесину мягких пород;
где указанная первая реакционная жидкость находится при температуре по меньшей мере 100°C под давлением, достаточным для поддержания указанной первой реакционной жидкости в жидкой форме.
33. Способ по п.26, где указанная первая температура и указанная вторая температура по существу являются одинаковыми.
34. Способ по п.33, где указанная первая температура и указанная вторая температура составляют не более приблизительно 240°C.
35. Способ по п.26, где указанная вторая температура является меньше, чем указанная первая температура.
36. Способ по п.35, где указанная первая температура и указанная вторая температура составляют не более приблизительно 240°C.
37. Способ по п.26, дополнительно включающий понижение указанного первого давления указанной первой жидкой фракции перед отделением указанной фракции твердых веществ от указанной второй жидкой фракции.
5
5
5
5
38. Способ по п.26, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием C-сахаридов включает контактирование указанных C-олигосахаридов с разбавленной кислотой в течение периода времени, достаточного для гидролиза указанных C-олигосахаридов до C-олигосахаридов, содержащих меньше мономерных звеньев, ксилозы, арабинозы, ликсозы, рибозы и их смесей.
5
39. Способ по п.26, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием C-сахаридов включает ферментативный гидролиз.
40. Способ по п.26, где выход продукта указанной ксилозы составляет по меньшей мере 68% от теоретического выхода.
5
41. Способ по п.26, где выход продукта указанных растворимых C-сахаридов составляет по меньшей мере 68% от теоретического выхода.
5
42. Способ по п.26, дополнительно включающий получение по меньшей мере одной из указанной уксусной кислоты и фурфурола из указанных растворимых C-сахаридов.
43. Продукт, полученный способом по п.26.
44. Способ повышения уровня ферментативного или каталитического продукта, получаемого из лигноцеллюлозной биомассы, включающий:
предоставление фракционированной лигноцеллюлозной биомассы, содержащей:
фракцию твердых веществ, содержащую:
5
необязательно нерастворимый C-олигосахарид;
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию при первой температуре и первом давлении, содержащую:
5
5
растворимые C-сахариды, выбранные из группы, состоящей из C-олигосахаридов, ксилозы, арабинозы, ликсозы, рибозы и их смесей;
5
где указанные растворимые C-сахариды содержатся на первом уровне;
5
окисление указанной фракционированной лигноцеллюлозной биомассы с образованием второй жидкой фракции, содержащей указанные растворимые C-сахариды на втором уровне и при второй температуре;
где указанный второй уровень является больше, чем указанный первый уровень;
необязательно отделение указанной фракции твердых веществ от указанной второй жидкой фракции;
5
5
гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием C-сахаридов, выбранных из группы, состоящей из C-олигосахаридов, содержащих меньше мономерных звеньев, ксилозы, арабинозы, ликсозы, рибозы и их смесей; и
5
ферментацию, катализирование или ферментацию и катализирование указанных C-сахаридов с образованием указанного продукта ферментации, указанного каталитического продукта или их сочетания.
45. Способ по п.44, где указанный ферментативный продукт или указанный каталитический продукт представляют собой этанол, бутанол или их сочетание.
46. Способ по п.44, где указанное окисление включает добавление к указанной фракционированной лигноцеллюлозной биомассе по меньшей мере одной водной кислоты, выбранной из группы, состоящей из органической кислоты, неорганической кислоты и их смесей.
47. Способ по п.46, где указанная неорганическая кислота представляет собой серную кислоту, соляную кислоту, фосфорную кислоту, азотную кислоту или их сочетание.
48. Способ по п.46, где указанная неорганическая кислота содержится на уровне приблизительно от 0,05% по массе приблизительно до 2,0% по массе от массы второй жидкой фракции.
49. Способ по п.44, где указанное окисление включает контактирование указанной фракционированной лигноцеллюлозной биомассы с газообразным соединением, которое образует кислоту in situ.
2
2
2
50. Способ по п.49, где указанное газообразное соединение представляет собой SO, CO, NO, HX, где X представляет собой Cl, Br, F или I, или их сочетание.
51. Способ по п.44, где указанное окисление включает контактирование указанной фракционированной лигноцеллюлозной биомассы с твердым кислотным катализатором.
52. Способ по п.51, где указанный твердый кислотный катализатор представляет собой цеолит, анионообменную смолу или их сочетание.
53. Способ по п.44, где указанный способ является непрерывным.
5
5
54. Способ по п.44, где указанный второй уровень указанных растворимых C-сахаридов является больше, чем указанный первый уровень указанных растворимых C-сахаридов.
5
5
55. Способ по п.44, где указанные растворимые C-сахариды во второй жидкой фракции имеют среднюю молекулярную массу, которая является меньше, чем средняя молекулярная масса указанных растворимых C-сахаридов в указанной первой жидкой фракции.
5
56. Способ по п.44, где указанные C-олигосахариды в указанной первой жидкой фракции содержат приблизительно от 2 мономерных звеньев приблизительно до 25 мономерных звеньев, и
5
где указанные C-олигосахариды в указанной второй жидкой фракции содержат приблизительно от 2 мономерных звеньев приблизительно до 15 мономерных звеньев.
57. Способ по п.44, где указанную фракционированную лигноцеллюлозную биомассу получают посредством контактирования указанной лигноцеллюлозной биомассы с первой реакционной жидкостью, содержащей горячую воду под давлением и необязательно диоксид углерода;
где указанная первая реакционная жидкость дополнительно содержит кислоту, где указанная лигноцеллюлозная биомасса содержит древесину мягких пород;
где указанная первая реакционная жидкость находится при температуре по меньшей мере 100°C под давлением, достаточным для поддержания указанной первой реакционной жидкости в жидкой форме.
58. Способ по п.44, где указанная первая температура и указанная вторая температура по существу являются одинаковыми.
59. Способ по п.58, где указанная первая температура и указанная вторая температура составляют не более приблизительно 240°C.
60. Способ по п.44, где указанная вторая температура является меньше, чем указанная первая температура.
61. Способ по п.60, где указанная первая температура и указанная вторая температура составляют не более приблизительно 240°C.
62. Способ по п.44, дополнительно включающий понижение указанного первого давления указанной первой жидкой фракции перед отделением указанной фракции твердых веществ от указанной второй жидкой фракции.
5
5
5
5
63. Способ по п.44, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием C-сахаридов включает контактирование указанных C-олигосахаридов с разбавленной кислотой в течение периода времени, достаточного для гидролиза указанных C-олигосахаридов до C-олигосахаридов, содержащих меньше мономерных звеньев, ксилозы, арабинозы, ликсозы, рибозы и их смесей.
5
64. Способ по п.44, где указанный гидролиз указанной второй жидкой фракции с получением C-сахаридов, включает ферментативный гидролиз.