ГИДРОЛИЗ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С КОРРЕКТИРОВАНИЕМ PH

1. Способ управления степенью гидролиза целлюлозы, который включает:
подготовку лигноцеллюлозной биомассы, находящейся при первом давлении, более высоком, чем атмосферное давление, которая содержит:
первую твердую фракцию, содержащую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
отделение указанной первой твердой фракции от указанной первой жидкой фракции;
смешивание указанной первой твердой фракции с водой с образованием суспензии;
где указанная суспензия имеет pH от приблизительно pH 3,0 до приблизительно pH 4,5;
повышение указанного pH указанной суспензии на величину от приблизительно 0,5 единицы pH до приблизительно 5,0 единиц pH, чтобы получить суспензию со скорректированным pH;
необязательно, предварительное нагревание указанной суспензии со скорректированным pH до температуры, которая ниже критической точки воды;
приведение указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с текучим веществом для второй реакции, содержащим сверхкритическое или близкое к сверхкритическому текучее вещество, с получением реакционной смеси, которая содержит:
вторую твердую фракцию, содержащую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, содержащую:
6
растворимый C-сахарид, выбранный из группы, состоящей из целлоолигосахаридов, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей;
2
где указанное сверхкритическое или близкое к критическому текучее вещество содержит воду и, необязательно, CO; и
где указанное приведение указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с указанным текучим веществом для второй реакции имеет длительность больше чем приблизительно 2 секунды;
необязательно, снижение температуры указанной реакционной смеси до температуры ниже приблизительно 280°C; и
6
6
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с образованием C-сахарида, выбранного из группы, состоящей из C-олигосахарида, имеющего звенья с меньшей степенью полимеризации, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей.
2. Способ по п.1,
где указанный способ является непрерывным.
3. Способ по п.1,
1
5
где указанное сверхкритическое или близкое к критическому текучее вещество по существу не содержит C-C-спиртов.
4. Способ по п.1,
где указанную стадию приведения указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с указанным текучим веществом для второй реакции осуществляют по существу без катализатора, иного чем диоксид углерода.
5. Способ по п.4,
где указанным катализатором является кислота.
6. Способ по п.1, который дополнительно включает:
фракционирование указанной лигноцеллюлозной биомассы перед указанной стадией подготовки;
где указанная стадия фракционирования включает приведение в контакт указанной лигноцеллюлозной биомассы с текучим веществом для первой реакции, содержащим горячую сжатую воду и, необязательно, диоксид углерода;
где указанное текучее вещество для первой реакции дополнительно содержит кислоту, когда указанная лигноцеллюлозная биомасса содержит мягкую древесину; и
где указанное текучее вещество для первой реакции находится при температуре по меньшей мере приблизительно 100°C под давлением, достаточным для того, чтобы сохранять указанное текучее вещество для первой реакции в жидкой форме.
7. Способ по п.1,
где указанная стадия приведения указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с указанным текучим веществом для второй реакции имеет длительность от больше чем приблизительно 2 секунд до приблизительно 5 секунд.
8. Способ по п.1,
где указанная стадия приведения указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с указанным текучим веществом для второй реакции имеет длительность от приблизительно 5 секунд до приблизительно 10 секунд.
9. Способ по п.1,
где указанная суспензия со скорректированным pH имеет pH от приблизительно pH 5,0 до приблизительно pH 8,0.
10. Способ по п.1,
где указанная суспензия со скорректированным pH имеет pH от приблизительно pH 5,0 до приблизительно pH 6,0.
11. Способ по п.1,
где указанная стадия повышения указанного pH указанной суспензии включает добавление основания;
при этом указанное основание выбирают из группы, состоящей из органического основания, неорганического основания и их сочетаний.
12. Способ по п.11,
где указанное неорганическое основание представляет собой соединение, выбранное из группы, состоящей из гидроксида натрия, гидроксида аммония, карбоната кальция и их сочетаний.
13. Способ по п.12,
где указанным неорганическим основанием является гидроксид натрия.
14. Способ по п.1,
где выход указанной глюкозы составляет по меньшей мере 60% от теоретического выхода.
15. Продукт, полученный способом по п.1.
16. Способ снижения степени разложения глюкозы, который включает:
подготовку лигноцеллюлозной биомассы, находящейся при первом давлении, более высоком, чем атмосферное давление, которая содержит:
первую твердую фракцию, содержащую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
отделение указанной первой твердой фракции от указанной первой жидкой фракции;
смешивание указанной первой твердой фракции с водой с получением суспензии;
где указанная суспензия имеет pH от приблизительно pH 3,0 до приблизительно pH 4,5;
повышение указанного pH указанной суспензии на величину от приблизительно 0,5 единицы pH до приблизительно 5,0 единиц pH, чтобы получать суспензию со скорректированным pH;
необязательно, предварительное нагревание указанной суспензии со скорректированным pH до температуры, которая ниже критической точки воды;
приведение указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с текучим веществом для второй реакции, содержащим сверхкритическое или близкое к сверхкритическому текучее вещество, с получением реакционной смеси, которая содержит:
вторую твердую фракцию, содержащую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, содержащую:
6
растворимый C-сахарид, выбранный из группы, состоящей из целлоолигосахаридов, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей;
2
где указанное сверхкритическое или близкое к критическому текучее вещество содержит воду и, необязательно, CO; и
где указанное приведение указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с текучим веществом для второй реакции имеет длительность больше чем приблизительно 2 секунды;
необязательно, снижение температуры указанной реакционной смеси до температуры ниже приблизительно 280°C; и
6
6
необязательно, гидролиз указанной второй жидкой фракции с получением C-сахарида, выбранного из группы, состоящей из C-олигосахарида, имеющего звенья с меньшей степенью полимеризации глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей.
17. Способ по п.16,
где указанный способ является непрерывным.
18. Способ по п.16,
1
5
где указанное сверхкритическое или близкое к критическому текучее вещество по существу не содержит C-C-спиртов.
19. Способ по п.16,
где указанную стадию приведения указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с указанным текучим веществом для второй реакции осуществляют, по существу, без катализатора, иного чем диоксид углерода.
20. Способ по п.19,
где указанный катализатор представляет собой кислоту.
21. Способ по п.16, который дополнительно включает:
фракционирование указанной лигноцеллюлозной биомассы перед указанной стадией подготовки;
где указанная стадия фракционирования включает приведение указанной лигноцеллюлозной биомассы в контакт с текучим веществом для первой реакции, содержащим горячую сжатую воду и, необязательно, диоксид углерода;
где указанное текучее вещество для первой реакции дополнительно содержит кислоту, когда указанная лигноцеллюлозная биомасса содержит мягкую древесину; и
где указанное текучее вещество для первой реакции находится при температуре по меньшей мере приблизительно 100°C под давлением, достаточным для того, чтобы сохранять указанное текучее вещество для первой реакции в жидкой форме.
22. Способ по п.16,
где указанная стадия приведения указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с указанным текучим веществом для второй реакции имеет длительность от больше, чем приблизительно 2 секунды до приблизительно 5 секунд.
23. Способ по п.16,
где указанная стадия приведения указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с указанным текучим веществом для второй реакции имеет длительность от приблизительно 5 секунд до приблизительно 10 секунд.
24. Способ по п.16,
где указанная суспензия со скорректированным pH имеет pH от приблизительно pH 5,0 до приблизительно pH 8,0.
25. Способ по п.16,
где указанная суспензия со скорректированным pH имеет pH от приблизительно pH 5,0 до приблизительно pH 6,0.
26. Способ по п.16,
где указанная стадия повышения указанного pH указанной суспензии включает добавление основания;
при этом указанное основание выбирают из группы, состоящей из органического основания, неорганического основания, и их сочетаний.
27. Способ по п.26,
где указанное неорганическое основание представляет собой соединение, выбранное из группы, состоящей из гидроксида натрия, гидроксида аммония, карбоната кальция и их сочетаний.
28. Способ по п.27,
где указанное неорганическое основание представляет собой гидроксид натрия.
29. Способ по п.16,
где выход указанной глюкозы составляет по меньшей мере 60% от теоретического выхода.
30. Продукт, полученный способом по п.16.
31. Композиция, образованная из лигноцеллюлозной биомассы, которая содержит:
6
C-сахарид;
Меньше, чем приблизительно 15% по массе, в расчете на общую массу композиции, побочных продуктов, где указанные побочные продукты выбирают из группы, состоящей из гликольальдегида, гликолевой кислоты, глицеральдегида и их смесей; и
воду;
6
где указанные C-сахариды получают из указанной лигноцеллюлозной биомассы с использованием сверхкритических или близких к критическим текучих веществ.
32. Композиция по п.31,
6
где указанный C-сахарид представляет собой глюкозу, галактозу, маннозу, фруктозу или их смесь.
33. Композиция по п.31,
6
где указанный C-сахарид представляет собой глюкозу.
34. Способ, включающий:
подготовку лигноцеллюлозной биомассы, находящейся при первом давлении, более высоком, чем атмосферное давление, которая содержит:
первую твердую фракцию, содержащую:
целлюлозу; и
лигнин; и
первую жидкую фракцию;
отделение указанной первой твердой фракции от указанной первой жидкой фракции;
смешивание указанной первой твердой фракции с водой с получением суспензии;
где указанная суспензия имеет pH от приблизительно pH 3,0 до приблизительно pH 4,5;
повышение указанного pH указанной суспензии на величину от приблизительно 0,5 единицы pH до приблизительно 5,0 единиц pH, чтобы получить суспензию со скорректированным pH;
необязательно, предварительное нагревание указанной суспензии со скорректированным pH до температуры, которая ниже критической точки воды;
приведение указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с текучим веществом для второй реакции, содержащим сверхкритическое или близкое к сверхкритическому текучее вещество, с получением реакционной смеси, которая содержит:
вторую твердую фракцию, содержащую:
лигнин; и
вторую жидкую фракцию, содержащую:
6
растворимый C-сахарид, выбранный из группы, состоящей из целлоолигосахаридов, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей;
2
где указанное сверхкритическое или близкое к критическому текучее вещество содержит воду и, необязательно, CO; и
где указанное приведение указанной суспензии со скорректированным pH в контакт с текучим веществом для второй реакции имеет длительность больше, чем приблизительно 2 секунды;
снижение температуры указанной реакционной смеси до температуры ниже приблизительно 280°C;
6
6
гидролиз указанной второй жидкой фракции с получением C-сахаридов, выбранных из группы, состоящей из C-олигосахарида, имеющего звенья с меньшей степенью полимеризации, глюкозы, галактозы, маннозы, фруктозы и их смесей; и
6
превращение посредством ферментации, катализа или их сочетания указанных C-сахаридов в продукт ферментации, продукт катализа или их смесь.