[发明专利]提取和转化半纤维素糖的方法

说明书

本公开内容涉及由生物质生产半纤维素及其转化产物的方法。还提供了半纤维素产物和它们的其他转化产物。

本申请是申请日为2014年09月03日、申请号为201480048561.7、发明名称为“提取和转化半纤维素糖的方法”的中国专利申请(PCT申请号为PCT/US2014/053956)的分案申请。

交叉引用

本申请要求2013年9月3日提交的美国临时申请序列号61/873,292和2014年4月7日提交的美国临时申请序列号61/976,481的优先权；其中每一个均通过引用以其全文并入于此。

援引并入

本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同特别地且单独地指出每一个单独的出版物、专利或专利申请均通过引用而并入。2013年5月3日提交的PCT/US2013/039585和2013年11月6日提交的PCT/US2013/068824通过引用而并入。

技术领域

本公开内容涉及含有木质素、纤维素和半纤维素聚合物的生物质材料的处理以形成半纤维素糖和进一步处理以形成转化产物。本公开内容涉及半纤维素糖和转化产物。

发明内容

本文提供了用于生产糠醛的系统，其中该系统被配置为对于每2.3吨提供的半纤维素糖产生至少1.0吨糠醛，其中所述半纤维素糖包含至少80％的木糖(按重量计)且其中该系统被配置用于每天处理至少1.1吨半纤维素糖。

在一些实施方案中，所述半纤维素糖包含至少1、2或3种不同的C6糖。

在一些实施方案中，每种C6糖选自葡萄糖、甘露糖和半乳糖。在一些实施方案中，所述半纤维素糖进一步包含阿拉伯糖。在一些实施方案中，所述C6糖是葡萄糖。在一些实施方案中，所述半纤维素糖为至少90％、95％、99％或99.9％的木糖(wt/wt)。

在一些实施方案中，本文所述的系统被配置为每天产生至少0.5吨糠醛。在一些实施方案中，该系统被配置为每天生成少于0.01吨有机溶剂废物。在一些实施方案中，该系统被配置为每天生成少于20吨水性废物。

在一些实施方案中，所述系统包括被配置为基于半纤维素糖的化学组成调节反应器中的温度或反应停留时间的反应控制单元。在一些实施方案中，当所述半纤维素糖包含一种或多种C6糖时，所述反应控制单元调节温度和反应停留时间。在一些实施方案中，所述系统包括与所述反应控制单元可操作地连接的热交换器或反应器。在一些实施方案中，该热交换器或反应器被配置用于将内容物加热至高于100、120、130、140、150、160、170、180℃。

在一些实施方案中，所述系统进一步包括稀释控制单元，该稀释控制单元控制：(a)水性糖流中的酸和盐的量或浓度；(b)水性糖流中的半纤维素糖的浓度，和(c)从该系统中释放的清洗水的量。在一些实施方案中，当所述半纤维素糖包含一种或多种C6糖时，所述稀释控制单元增加酸浓度。在一些实施方案中，该稀释控制单元将稀释罐中的盐浓度调节至约5％(wt/wt)。在一些实施方案中，该稀释控制单元通过蒸发水增加半纤维素糖的浓度。在一些实施方案中，该稀释控制单元通过向半纤维素糖中添加水减小半纤维素糖的浓度。在一些实施方案中，水是来自该系统的分离模块的糠醛耗尽的水性流。在一些实施方案中，该稀释控制单元将稀释罐中半纤维素糖稀释调节至2％-10％或4％-8％(wt/wt)。在一些实施方案中，该稀释控制单元将稀释罐中半纤维素糖稀释调节至约6％(wt/wt)。在一些实施方案中，所述系统包括与所述稀释控制单元和来自该系统的分离模块的糠醛耗尽的水性流可操作地连接的稀释罐。在一些实施方案中，该糠醛耗尽的水性流包水性、酸和盐。在一些实施方案中，所述盐的阴离子是所述酸的共轭碱。