用于處理木質(zhì)纖維素材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及處理木質(zhì)纖維素材料以獲得半纖維素糖、纖維素糖、木質(zhì)素、纖維素和其他高價(jià)值產(chǎn)品的方法。還提供了半纖維素糖、纖維素糖、木質(zhì)素、纖維素和其他高價(jià)值產(chǎn)品。
【專利說明】用于處理木質(zhì)纖維素材料的方法 奪叉引用
[0001] 根據(jù)35USC§ 119(e)，本申請(qǐng)要求以下申請(qǐng)的權(quán)益：2012年5月3日提交的美國(guó) 臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/642,338、2012年6月21日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/662,830、2012年 8月27日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/693, 637、2012年7月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?61/672, 719、2012年10月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/720, 313、2012年8月6日提交 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/680, 183、2012年8月7日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/680, 66U2012 年10月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/720, 325、2013年3月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) 號(hào)61/785, 89U2012年8月6日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/680, 18U2012年8月9日提交 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/681，299、2012年10月18日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/715, 703以 及2013年3月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/786, 169,各個(gè)申請(qǐng)均通過引用整體并入本 文。 關(guān)于聯(lián)邦政府咨助研究的說明
[0002] 本發(fā)明在能源部授予的第DE-EE0005003號(hào)基金的政府支持下完成。政府享有本 發(fā)明的某些權(quán)利。 榜引并入
[0003] 本說明書中提到的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)均通過引用并入本文，其引用程 度如同特別地且單獨(dú)地指出每個(gè)單獨(dú)的出版物、專利或?qū)＠暾?qǐng)均通過引用而并入。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004] 本發(fā)明涉及包含木質(zhì)素、纖維素和半纖維素聚合物的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)材料的處 理。

【背景技術(shù)】
[0005] 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)材料是生產(chǎn)用于飼料和食品補(bǔ)充劑的氨基酸、用于塑料工業(yè)的 單體和聚合物的可再生資源，以及用于不同類型的燃料、多元醇糖代用品（木糖醇、山梨糖 醇、甘露糖醇等）和可由C5和C6糖合成的多種其他化學(xué)品的可再生資源。盡管如此，采用 高效而具有成本效益的方法從生物質(zhì)中提取C5和C6糖仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。木質(zhì)纖維素生物 質(zhì)材料是復(fù)合材料，其不僅含有木質(zhì)纖維素聚合物，而且還含有很多種少量的親脂性或兩 親性的化合物，例如，脂肪酸、松香酸、植物甾族化合物（phytosteroid)以及蛋白質(zhì)和灰分 成分。當(dāng)水解半纖維素聚合物時(shí)，糖分子上的酯鍵也可被水解，從而使未取代的糖分子隨同 大量的甲醇和乙酸一起釋放出來。其他的有機(jī)酸，如乳酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、甲酸和 乙酰丙酸（levullinic acid)，也常見于纖維素水解產(chǎn)物中。除了這些物質(zhì)之外，木質(zhì)素聚 合物還趨向于在溫和的水解條件下釋放一些短鏈水溶性木質(zhì)素分子。因此，典型的水解產(chǎn) 物是多種組分的非常復(fù)雜的溶液。這在對(duì)糖進(jìn)行分離和精制以獲得有用級(jí)別的提取糖方面 提出了極大的挑戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種精制糖流的方法。該方法包括：（i)使糖流與胺萃取劑 (extractant)接觸以形成混合物；以及（ii)從該混合物中分離出包含胺萃取劑以及酸或 雜質(zhì)的第一流，以及包含一種或多種糖的第二流。任選地，第一流是有機(jī)流，且第二流是水 性流。任選地，第一流包含少于0. 5% w/w的糖。任選地，第二流包含少于0. 5% w/w的酸。 任選地，第二流包含少于0.5% w/w的胺。任選地，第二流包含少于0.5% w/w的雜質(zhì)。任 選地，將雜質(zhì)從糖流萃取至胺萃取劑中。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在步驟 (i)之前，使糖流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸，以去除殘余的陽離子。任選地，所述胺萃取 劑包含胺和稀釋劑。任選地，胺與稀釋劑的比例為3 :7。任選地，胺與稀釋劑的比例為5. 5 : 4.55。任選地，胺與稀釋劑的比例為3:7至6:4。任選地，該稀釋劑包含醇。任選地，該稀 釋劑包含06、08、(：10、(：12、(：14、(：16醇或煤油。任選地，該稀釋劑包含己醇。任選地，所述 胺是包含至少20個(gè)碳原子的胺。任選地，所述胺是三月桂胺。在一些實(shí)施方案中，所述方 法進(jìn)一步包括用填充蒸餾柱從第二流中去除稀釋劑。任選地，去除第二流中至少95%的稀 釋劑。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使糖流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸以去除 殘余的胺，從而形成已去除胺的水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使已 去除胺的水解產(chǎn)物與弱堿性陰離子交換劑接觸，以形成中和的水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案 中，所述方法進(jìn)一步包括使水解產(chǎn)物蒸發(fā)以形成濃縮的水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所述 方法進(jìn)一步包括將水解產(chǎn)物分級(jí)分離（fractionating)為單體糖流和低聚糖流。在一些實(shí) 施方案中，所述方法進(jìn)一步包括對(duì)單體糖流進(jìn)行純化或濃縮。在一些實(shí)施方案中，所述方法 進(jìn)一步包括：在使糖流與胺萃取劑接觸以形成第一混合物之前，使糖流中殘余的酸將糖流 中的至少一些低聚糖水解成單體糖。任選地，所述方法進(jìn)一步包括：在使糖流中殘余的酸將 糖流中的至少一些低聚糖水解成單體糖之前，將糖流稀釋至更低的糖濃度。任選地，所述方 法進(jìn)一步包括：在使糖流中殘余的酸將糖流中的至少一些低聚糖水解成單體糖之前，提高 糖流中的酸濃度。任選地，將酸濃度提高至大于0.5%。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一 步包括：在使糖流與胺萃取物（extract)接觸之前將低聚糖流與糖流合并；其中糖流中殘 余的酸將低聚糖流中的至少一些低聚糖水解成單體糖。任選地，所述方法進(jìn)一步包括：使第 一流與堿溶液接觸，以形成中和的胺萃取劑。任選地，所述接觸在70°C下進(jìn)行。任選地，所 述方法進(jìn)一步包括：在使第一流與堿溶液接觸之前，進(jìn)一步包括用水性流洗滌第一流，以從 第一流中去除糖。任選地，洗滌后的第一流包含少于0.1 %重量/重量的糖。任選地，所述 方法進(jìn)一步包括：用水洗滌所述中和的胺萃取劑的至少一部分，并使洗滌后的胺萃取劑再 循環(huán)。任選地，所述方法進(jìn)一步包括：通過將洗滌后的中和的胺萃取劑流的一部分與10% 的石灰一起加熱來處理該部分。任選地，所述接觸在80-90°C下進(jìn)行。
[0007] 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種從酸性半纖維素糖流中去除酸的方法。該方法包括：（i) 使包含酸和一種或多種半纖維素糖的酸性半纖維素糖流與胺萃取劑接觸，以形成胺混合 物；以及（ii)從胺混合物中分離出包含酸和胺萃取劑的第一流，以及包含半纖維素糖流的 第二流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在步驟（i)之前，使木質(zhì)纖維素給料 (feedstock)與酸性水溶液接觸；并從木質(zhì)纖維素給料中分離出酸性水溶液，從而形成木 質(zhì)纖維素流和酸性半纖維素糖流。任選地，第一流是有機(jī)流，且第二流是水性流。任選地， 第一流包含少于0.5% w/w的半纖維素糖。任選地，第二流包含少于0.5% w/w的酸。任選 地，第二流包含少于0. 5% w/w的胺。任選地，第二流包含少于0. 5% w/w的雜質(zhì)。任選地， 將雜質(zhì)從酸性半纖維素糖流萃取至胺萃取劑中。任選地，所述胺萃取劑包含胺和稀釋劑。任 選地，胺與稀釋劑的比例為3 :7。任選地，胺與稀釋劑的比例為5. 5 :4. 55。任選地，胺與稀 釋劑的比例為3:7至6:4。任選地，該稀釋劑包含醇。任選地，該稀釋劑包含C6、C8、C10、 C12、C14、C16醇或煤油。任選地，該稀釋劑包含己醇。任選地，所述胺是包含至少20個(gè)碳 原子的胺。任選地，所述胺是三月桂胺。任選地，所述酸性水溶液包含0.1-2%的酸。任選 地，所述酸包括H 2SO4和/或SO2和/或H2SO3，和/或HCl。在一些實(shí)施方案中，所述方法 進(jìn)一步包括用填充蒸餾柱從第二流中去除稀釋劑。任選地，去除第二流中至少95%的稀釋 齊U。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使第二流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸以去除 殘余的胺，從而形成已去除胺的糖流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使已去除 胺的糖流與弱堿性陰離子交換劑接觸，以形成中和的糖流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn) 一步包括使糖流蒸發(fā)，從而形成濃縮的糖溶液。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括將 糖流分級(jí)分離為富含木糖的流和混合糖流。任選地，使用離子交換樹脂對(duì)糖進(jìn)行分級(jí)分離。 任選地，離子交換柱是陰離子交換樹脂。任選地，該陰離子交換樹脂具有在200-400 μ m范 圍內(nèi)的顆粒大小。任選地，該陰離子交換樹脂具有在280-320 μ m范圍內(nèi)的顆粒大小。任選 地，所述分級(jí)分離在模擬移動(dòng)床模式下進(jìn)行。任選地，所述分級(jí)分離在順序式模擬移動(dòng)床模 式下進(jìn)行。任選地，順序式模擬移動(dòng)床層析系統(tǒng)包括以下步驟1-3 :在步驟1中使進(jìn)料流進(jìn) 入吸附劑并從吸附劑中沖洗出第一萃余液流；在步驟2中使用解吸劑流從吸附劑中沖洗出 第二萃余液流；以及在步驟3中將解吸劑再循環(huán)回到吸附劑中；其中在步驟1和步驟2中均 對(duì)富含木糖的流進(jìn)行萃取。任選地，所述層析系統(tǒng)的解吸劑流速等于萃取物流速與萃余液 流速的總和。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括從富含木糖的流中結(jié)晶出木糖。在 一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括使第一流與堿溶液接觸，以形成中和的萃取劑。在一 些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括，在使第一流與堿溶液接觸之前，進(jìn)一步包括：用水性 流洗滌第一流，以從第一流中去除半纖維素糖。任選地，洗滌后的第一流包含少于〇. 1 %重 量/重量的糖。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：用水洗滌所述中和的萃取劑，并 使洗滌后的胺萃取劑再循環(huán)。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：通過將洗滌后的中 和的萃取劑的一部分與10%的石灰一起加熱來處理該部分。任選地，所述木質(zhì)纖維素流用 于制備生物能顆粒。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于對(duì)包含第一級(jí)分和第二級(jí)分的混合物的液體樣品進(jìn) 行分級(jí)分離的方法。所述方法包括：（i)使用順序式模擬移動(dòng)床層析系統(tǒng)對(duì)液體樣品進(jìn)行 分級(jí)分離；其中該順序式模擬移動(dòng)床層析系統(tǒng)包括以下步驟1-3 :在步驟1中使進(jìn)料流進(jìn)入 吸附劑并從吸附劑中沖洗出第一萃余液流；在步驟2中使用解吸劑流從吸附劑中沖洗出第 二萃余液流；以及在步驟3中將解吸劑再循環(huán)回到吸附劑中；（ii)從層析系統(tǒng)中回收一個(gè) 或多個(gè)產(chǎn)物流；其中在步驟1和步驟2中均對(duì)產(chǎn)物流進(jìn)行萃取。任選地，所述液體樣品進(jìn) 一步包含第三級(jí)分。任選地，所述層析系統(tǒng)的解吸劑流速等于萃取物流速與萃余液流速的 總和。任選地，所述層析系統(tǒng)包含離子交換樹脂。任選地，該離子交換樹脂是陰離子交換樹 月旨。任選地，該離子交換樹脂具有在200-400 μ m范圍內(nèi)的顆粒大小。任選地，該離子交換 樹脂具有在280-320 μ m范圍內(nèi)的顆粒大小。
[0009] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種半纖維素糖混合物。所述混合物包含以下特征中的一個(gè) 或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)，或者六個(gè)或七個(gè)或八 個(gè)或更多個(gè)：（i)與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 50重量/重量的單糖；（ii)與總單糖的比例〈0. 25 重量/重量的葡萄糖；（iii)與總單糖的比例>0. 18重量/重量的木糖；（iv)與總單糖的比 例〈0. 10重量/重量的果糖；（V)與總單糖的比例>0. 01重量/重量的果糖；(vi)含量最高 為0.01 %重量/重量的糠醛；以及（vii)含量最高為500ppm的一種或多種酚；以及（viii) 含量最高為〇. 1%重量/重量的己醇。任選地，單糖與總干固體的比例>0.70重量/重量。 任選地，單糖與總干固體的比例>0. 90重量/重量。任選地，葡萄糖與總單糖的比例〈0. 15 重量/重量。任選地,葡萄糖與總單糖的比例〈0.13重量/重量。任選地,葡萄糖與總單糖 的比例〈0.06重量/重量。任選地,木糖與總單糖的比例>0.20重量/重量。任選地,木糖 與總單糖的比例>0.50重量/重量。任選地，木糖與總單糖的比例>0.70重量/重量。任 選地，果糖與總單糖的比例>0. 02重量/重量。任選地，果糖與總單糖的比例〈0. 08重量/ 重量。任選地，所述混合物包含含量最高為0. 005%重量/重量的糠醒。任選地,所述混合 物包含含量最高為0. 001 %重量/重量的糠醒。任選地，所述混合物包含含量最高為400ppm 的酚。任選地,所述混合物包含含量最高為300ppm的酚。
[0010] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種富含木糖的流半纖維素糖混合物。所述混合物包含以下 特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或 更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)，或者十個(gè)或更多個(gè)：（i)與總?cè)芙馓?的比例〈0. 10重量/重量的寡糖；（ii)與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 50重量/重量的木糖；（iii) 與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 10重量/重量的阿拉伯糖；（iv)與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 05重量/重 量的半乳糖；（V)總和與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 10重量/重量的葡萄糖和果糖；(vi)與總?cè)?解糖的比例〈0. 02重量/重量的甘露糖；（vii)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 05重量/重量的果 糖；（viii)含量最高為0.01 %重量/重量的糠醛；（ix)含量最高為500ppm的酚；以及（X) 含量最高為0.1 %重量/重量的己醇。任選地，寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?.07。任選地，寡 糖與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 05。任選地，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 40重量/重量。任選地， 木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 70重量/重量。任選地，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 80重量/ 重量。任選地，葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?.09。任選地，葡萄糖和果糖的總 和與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 05。任選地，所述混合物包含含量最高為0. 005%重量/重量的糠 醒。任選地，所述混合物包含含量最高為0.001 %重量/重量的糠醒。任選地，所述混合物 包含含量最高為60ppm的酚。任選地，所述混合物包含含量最高為0· 05ppm的酚。
[0011] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種已去除木糖的半纖維素糖混合物。所述混合物包含以下 特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或 更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)，或者十個(gè)或更多個(gè)：（i)與總?cè)芙馓?的比例>0. 15重量/重量的寡糖；（ii)總和與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 20重量/重量的葡萄糖 和果糖；（iii)與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 02重量/重量的阿拉伯糖；（iv)與總?cè)芙馓堑谋壤?>0. 02重量/重量的半乳糖；（V)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 20的木糖；(vi)與總?cè)芙馓堑谋壤?>〇. 01的甘露糖；（vii)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 05的果糖；（viii)含量最高為0. 01 %重量/ 重量的糠醒；（ix)含量最高為500ppm的酚；以及（X)含量最高為0. 1 %重量/重量的己醇。 任選地，寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 20重量/重量。任選地，寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 23 重量/重量。任選地，寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0.25重量/重量。任選地，葡萄糖和果糖的 總和與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 10重量/重量。任選地，葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋?例>0. 25重量/重量。任選地，葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 35重量/重量。 任選地，所述混合物包含含量最高為0. 005%重量/重量的糠醒。任選地,所述混合物包含 含量最高為〇. 001 %重量/重量的糠醒。任選地，所述混合物包含含量最高為60ppm的酚。 任選地，所述混合物包含含量最高為0. 05ppm的酚。任選地，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 30 重量/重量。任選地，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?.15重量/重量。任選地，木糖與總?cè)芙馓?的比例〈0. 10重量/重量。
[0012] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種母液半纖維素糖混合物。所述混合物包含以下特征中的 一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)、 七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)，或者十個(gè)或更多個(gè)：（i)與總?cè)芙馓堑谋壤?〈0. 15重量/重量的寡糖；（ii)與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 40重量/重量的木糖；（iii)與總?cè)?解糖的比例〈0. 15重量/重量的阿拉伯糖；（iv)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 06重量/重量的半 乳糖；（V)總和與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 20重量/重量的葡萄糖和果糖；（vi)與總?cè)芙馓堑谋?例〈0. 03的甘露糖；（vii)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 04的果糖；（viii)含量最高為0. 01 %重 量/重量的糠醒；（ix)含量最高為500ppm的酚；以及（X)含量最高為0. 1%重量/重量的 己醇。任選地，寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 12。任選地，寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 10。任選 地，寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 20。任選地，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 50重量/重量。任 選地，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 60重量/重量。任選地，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 70重 量/重量。任選地，葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?.30。任選地，葡萄糖和果糖 的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?. 20。任選地，葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?. 10。 任選地，所述混合物包含含量最高為0. 005%重量/重量的糠醒。任選地,所述混合物包含 含量最高為〇. 001 %重量/重量的糠醒。任選地，所述混合物包含含量最高為60ppm的酚。 任選地，所述混合物包含含量最高為0. 05ppm的酚。
[0013] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種產(chǎn)生纖維素糖流的方法。所述方法包括：（i)使木質(zhì)纖 維素流和酸流逆流地移動(dòng)通過多個(gè)攪拌罐反應(yīng)器，以產(chǎn)生酸性水解產(chǎn)物流和酸性木質(zhì)素 流；以及（ii)從酸性木質(zhì)素流中分離出酸性水解產(chǎn)物流；其中所述多個(gè)攪拌罐反應(yīng)器包 括第一反應(yīng)器、終末反應(yīng)器，以及一個(gè)或多個(gè)中間反應(yīng)器；其中木質(zhì)纖維素流進(jìn)入第一反 應(yīng)器，酸流進(jìn)入終末反應(yīng)器，酸性水解產(chǎn)物流離開第一反應(yīng)器，并且木質(zhì)素流離開終末反應(yīng) 器。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在步驟（i)之前，使木質(zhì)纖維素給料與酸性 水溶液接觸；并從木質(zhì)纖維素給料中分離出酸性水溶液，從而形成酸性半纖維素糖流和木 質(zhì)纖維素流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在步驟（i)之前，將木質(zhì)纖維素流 中的顆粒大小降低至400至5000微米。任選地，所述酸性水解產(chǎn)物流包含一種或多種纖 維素糖。任選地，所述酸性水解產(chǎn)物流進(jìn)一步包含一種或多種半纖維素糖。在一些實(shí)施方 案中，所述方法進(jìn)一步包括：（iii)使包含酸和一種或多種纖維素糖的酸性水解產(chǎn)物流與 Sl溶劑萃取劑接觸以形成第一混合物；以及（iv)從第一混合物中分離出包含酸和Sl溶劑 萃取劑的第一流以及包含一種或多種纖維素糖的第二流；其中酸從酸性水解產(chǎn)物流萃取至 Sl溶劑萃取劑中。任選地，所述接觸在50°C下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步 包括：(v)使包含一種或多種纖維素糖的第二流蒸發(fā)以形成濃縮的第二流；以及（vi)重復(fù) 上述步驟（iii)和（iv)以形成包含酸和Sl溶劑萃取劑的流以及包含一種或多種纖維素糖 的流。任選地，在所述酸性水解產(chǎn)物流與Si溶劑萃取劑接觸之前使所述酸性水解產(chǎn)物流蒸 發(fā)，從而將所述酸性水解產(chǎn)物流中的酸濃度降低至共沸物。任選地，所述第一流是有機(jī)流， 且所述第二流是水性流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：(V)使第二流與胺萃 取劑接觸以形成第二混合物；以及（vi)從第二混合物中分離出包含酸和胺萃取劑的第三 流以及包含一種或多種纖維素糖的第四流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在 使第二流與胺萃取劑接觸以形成第二混合物之前，使第二流中殘余的酸將糖流中的至少一 些低聚糖水解為單體糖，從而形成纖維素糖流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括： 在使第二流中殘余的酸將糖流中的至少一些低聚糖水解為單體糖之前，將第二流稀釋至更 低的糖濃度。任選地，在使第二流與胺萃取物接觸之前向第二流中加入低聚糖流；其中第 二流中殘余的酸將低聚糖流和第二流的混合物中的至少一些低聚糖水解為單體糖。任選 地，所述第三流是有機(jī)流，且所述第四流是水性流。任選地，使用過濾器、膜或水力旋流器 (hydrocylone)從木質(zhì)素流中分離出酸性水解產(chǎn)物流。任選地，所述酸流包含至少40%重 量/重量的酸。任選地，所述Sl溶劑萃取劑包含醇。任選地，所述Sl溶劑萃取劑包含C6、 C8、CIO、C12、C14、C16醇或煤油或它們的混合物。任選地，所述Sl溶劑萃取劑包含己醇。 任選地，所述胺萃取劑包含胺和稀釋劑。任選地，胺與稀釋劑的比例為3:7。任選地，胺與 稀釋劑的比例為5. 5 :4. 55。任選地，胺與稀釋劑的比例為3:7至6:4。任選地，所述稀釋 劑包含醇。任選地，所述稀釋劑包含〇6、08、(：10、(：12、(：14、(：16醇或煤油。任選地，所述稀 釋劑包含己醇。任選地，所述胺是包含至少20個(gè)碳原子的胺。任選地，所述胺是三月桂胺。 任選地，所述木質(zhì)纖維素給料主要包含纖維素和木質(zhì)素。任選地，在木質(zhì)纖維素流進(jìn)入第一 反應(yīng)器之前，將離開一個(gè)或多個(gè)中間罐的酸性水解產(chǎn)物流的至少一部分加至木質(zhì)纖維素流 中。任選地，對(duì)所述木質(zhì)纖維素流進(jìn)行加熱。任選地，所述酸性水解產(chǎn)物流包含22-33%重 量/重量的酸。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括使用填充蒸餾柱從第四流中去除 稀釋劑。任選地，去除第四流中至少95%的稀釋劑。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步 包括：使第四流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸以去除殘余的胺，從而形成已去除胺的水解產(chǎn) 物。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使已去除胺的水解產(chǎn)物與弱堿性陰離子交換 劑接觸以形成中和的水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括使所述水解產(chǎn)物 蒸發(fā)以形成濃縮的水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括將所述水解產(chǎn)物分 級(jí)分離為單體糖流和低聚糖流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括對(duì)單體糖流進(jìn)行 純化或濃縮。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在使第二流與胺萃取物接觸之前將 低聚糖流與第二流合并；其中第二流中殘余的酸將低聚糖流中的至少一些低聚糖水解為單 體糖。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使包含酸和Sl溶劑萃取劑的第一流與水 溶液接觸以形成脫酸的萃取劑和水性反萃取物（back-extract);其中酸從第一流中萃取 至水性反萃取物中。任選地，所述接觸在50°C下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一 步包括：在使第一流與水溶液接觸以形成脫酸的萃取劑和水性反萃取物之前，使第一流與 共沸的或更高的濃度的酸溶液接觸，以從第一流中回收糖。任選地，所述水性反萃取物包含 15-20%的酸并在下游過程中使用。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使水性反萃 取物在第一壓力下蒸發(fā)，從而生成酸濃度高于水性反萃取物在蒸發(fā)之前的酸濃度的超共沸 酸溶液。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使所述超共沸酸溶液在第二壓力下蒸發(fā) 以生成超共沸氣態(tài)酸，其中所述第二壓力高于第一壓力。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一 步包括：在水溶液中吸收超共沸氣態(tài)酸以產(chǎn)生濃縮的酸溶液。在一些實(shí)施方案中，所述方法 進(jìn)一步包括：使第三流與堿溶液接觸以形成中和的胺萃取劑。任選地，所述接觸在70°C下 進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在使第三流與堿溶液接觸之前，進(jìn)一步包 括使用水性流洗滌第三流以從第三流中去除纖維素糖。任選地，洗滌后的第三流包含少于 0. 1%重量/重量的纖維素糖。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括用水洗滌所述中和 的胺萃取劑的至少一部分，并使洗滌后的胺萃取劑再循環(huán)。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn) 一步包括：通過將洗滌后的中和的胺萃取劑流的一部分與10%的石灰一起加熱來處理該 部分。任選地，所述接觸在80-90°C下進(jìn)行。
[0014] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種水解低聚糖的方法。所述方法包括：（i)使包含酸和一 種或多種纖維素糖的酸性水解產(chǎn)物流與Sl溶劑萃取劑接觸以形成第一混合物；（ii)從第 一混合物中分離出包含酸和Sl溶劑萃取劑的第一流以及包含一種或多種纖維素糖的第二 流；其中酸從酸性水解產(chǎn)物流萃取至Sl溶劑萃取劑中；（iii)使第二流中殘余的酸將糖流 中的至少一些低聚糖水解為單體糖，從而形成纖維素糖流；以及（ iv)將纖維素糖流分級(jí)分 離為單體糖流和低聚糖流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在進(jìn)行分級(jí)分離之 前，將低聚糖流加入第二流中，其中第二流中殘余的酸將第二流和低聚糖流的混合物中的 至少一些低聚糖水解為單體糖，從而形成纖維素糖流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步 包括：在使第二流中殘余的酸將糖流中的至少一些低聚糖水解為單體糖之前，將第二流稀 釋至更低的糖濃度。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在使第二流中殘余的酸將糖 流中的至少一些低聚糖水解為單體糖之前，提高第二流的酸濃度。任選地，將酸濃度提高至 高于0. 5 %。任選地，在輸入流與Sl溶劑萃取劑接觸之前使酸性水解產(chǎn)物流蒸發(fā)，從而將酸 性水解產(chǎn)物流的酸濃度降低至共沸物。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括使纖維素 糖流與陰離子交換劑接觸以從該流中去除酸。任選地，所述水解由濃度不高于1. 2%重量/ 重量的HCl催化。任選地，所述水解由濃度不高于0.7%重量/重量的HCl催化。任選地， 所述水解在60°C至150°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn)行。任選地，二次水解產(chǎn)物包含占總糖的至少 70%重量/重量的單體糖。任選地，所述二次水解產(chǎn)物的總糖含量是所述水性、低酸混合物 的糖含量的至少90%重量/重量。
[0015] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種高濃度C6糖混合物。所述混合物包含以下特征中的 一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)，或者四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)，或者六個(gè) 或更多個(gè)：⑴與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0.85重量/重量的單糖；（ii)與總?cè)芙馓堑谋壤?0. 40-0. 70重量/重量范圍內(nèi)的葡萄糖；（iii) l-200ppm的氯化物；（iv)含量最高為0. 01 % 重量/重量的糠醒；（V)含量最高為500ppm的酚；以及（vi)含量最高為0. 1 %重量/重量 的己醇。任選地，單糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0.90重量/重量。任選地，單糖與總?cè)芙馓堑谋?例>0. 95重量/重量。任選地,葡萄糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 40-0. 60重量/重量的范圍 內(nèi)。任選地，葡萄糖與總?cè)芙馓堑谋壤?.50-0. 60重量/重量的范圍內(nèi)。任選地,氯化物 的濃度在IO-IOOppm的范圍內(nèi)。任選地，氯化物的濃度在10-50ppm的范圍內(nèi)。任選地，所 述混合物包含含量最高為〇. 005 %重量/重量的糠醒。任選地,所述混合物包含含量最高為 0.001 %重量/重量的糠醒。任選地,所述混合物包含含量最高為400ppm的酚。任選地,所 述混合物包含含量最高為IOOppm的酚。任選地，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 03-0. 12重量 /重量的范圍內(nèi)。任選地，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 05-0. 10重量/重量的范圍內(nèi)。任選 地，阿拉伯糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 005-0. 015重量/重量的范圍內(nèi)。任選地，半乳糖與總 溶解糖的比例在0. 025-0. 035重量/重量的范圍內(nèi)。任選地，甘露糖與總?cè)芙馓堑谋壤?0. 14-0. 18重量/重量的范圍內(nèi)。
[0016] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種生產(chǎn)高純度木質(zhì)素的方法。所述方法包括：（i)將包含 木質(zhì)素的水溶液的pH調(diào)節(jié)至酸性pH ; (ii)使酸性水性木質(zhì)素溶液與包含溶解度有限的溶 劑（limited-solubility solvent)的木質(zhì)素萃取溶液接觸，從而形成包含木質(zhì)素和木質(zhì) 素萃取溶液的第一流以及包含水溶性雜質(zhì)的第二流；（iii)使第一流與強(qiáng)酸性陽離子交換 劑接觸以去除殘余的陽離子從而獲得純化的第一流；以及（iv)將溶解度有限的溶劑與木 質(zhì)素分離從而獲得高純度木質(zhì)素組合物。任選地，所述分離步驟包括通過使純化的第一流 與水接觸而使木質(zhì)素沉淀。任選地，使純化的第一流與熱水接觸從而閃蒸出溶解度有限的 溶劑。任選地，所述分離步驟包括從木質(zhì)素中蒸發(fā)溶解度有限的溶劑。任選地，所述蒸發(fā)包 括噴霧干燥。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括從水中過濾木質(zhì)素顆粒。任選地，包 含木質(zhì)素的水溶液通過在堿性溶液中溶解木質(zhì)素材料而生成。任選地，包含木質(zhì)素的水溶 液通過選自以下的過程而生成：制楽、碾磨、生物精制、硫酸鹽法制楽（kraft pulping)、亞 硫酸鹽法制漿、苛性制漿、液壓機(jī)械制漿、木質(zhì)纖維素給料的弱酸水解、木質(zhì)纖維素給料的 濃酸水解、木質(zhì)纖維素給料的超臨界水或亞超臨界水水解、木質(zhì)纖維素給料的氨萃取。任選 地，木質(zhì)素材料是脫酸的木質(zhì)素；所述方法進(jìn)一步包括：在步驟（i)之前，使酸性木質(zhì)素與 烴溶劑接觸以形成混合物；加熱該烴溶劑以從該混合物中去除酸從而獲得脫酸的木質(zhì)素。 任選地，將水性木質(zhì)素溶液的pH調(diào)節(jié)至3. 5-4。任選地，所述第一流是有機(jī)流，且所述第二 流是水性流。任選地，所述木質(zhì)素材料是通過從木質(zhì)纖維素給料中萃取半纖維素糖，隨后用 酸進(jìn)行纖維素水解而獲得的酸性木質(zhì)素。任選地，所述木質(zhì)素材料是脫酸的木質(zhì)素。任選 地，所述水溶液是水。任選地，所述水溶液是酸化劑。
[0017] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種生產(chǎn)脫酸的木質(zhì)素的方法。所述方法包括：使酸性木質(zhì) 素與烴溶劑接觸；以及加熱該烴溶劑以從該酸性木質(zhì)素中去除酸從而獲得脫酸的木質(zhì)素。 任選地，所述酸性木質(zhì)素通過從木質(zhì)纖維素給料中去除半纖維素和纖維素材料而獲得。任 選地，所述烴是IS0PARK。任選地，溶解度有限的溶劑是甲基乙基酮。任選地，在使酸性木質(zhì) 素與烴溶劑接觸之前，用水性洗滌溶液洗滌酸性木質(zhì)素以去除殘余的糖和酸。任選地，根據(jù) 本發(fā)明的某些實(shí)施方案，所述水性洗滌溶液是水性反萃取物。任選地，用水溶液逆流地洗滌 木質(zhì)素材料。任選地，在多個(gè)階段中洗滌木質(zhì)素材料。任選地，高純度木質(zhì)素的特征在于至 少一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)、十個(gè)、i^一個(gè)、十二個(gè)或十三個(gè)選自 以下的特征：（i)含量最高為2mmol/g的木質(zhì)素脂肪族羥基基團(tuán)；（ii)至少2. 5mmol/g的 木質(zhì)素酚羥基基團(tuán)；（iii)至少〇.4mmol/g的木質(zhì)素羧羥基基團(tuán)；（iv)含量最高為1%重量 /重量的硫；（V)含量最高為0. 05 %重量/重量的氮；(vi)含量最高為0. 1 %重量/重量的 氯化物；&^)5%降解溫度高于2501：;("^)10(%降解溫度高于3001： ;(^)低灰分含量； (X)CaHbOc的通式；其中a為9,b小于10且c小于3 ; (xi)至少0. 9的縮合度；(xii)小于 1.0的甲氧基含量；以及（xiii)小于0.4的0/C重量比。
[0018] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種木質(zhì)素組合物，其特征在于至少一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、 五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)、十個(gè)、i^一個(gè)、十二個(gè)或十三個(gè)選自以下的特征：α)含量最 高為2mmol/g的木質(zhì)素脂肪族輕基基團(tuán)；（ii)至少2. 5mmol/g的木質(zhì)素酚輕基基團(tuán)；（iii) 至少0. 4mmol/g的木質(zhì)素竣輕基基團(tuán)；（iv)含量最商為1 %重量/重量的硫；（v)含量最商 為0. 05%重量/重量的氮；（vi)含量最高為0. 1%重量/重量的氯化物；(vii)5%降解溫 度高于250°C ; (viii) 10 %降解溫度高于300°C ;(ix)低灰分含量；（X)CaHbOc的通式；其 中a為9, b小于10且c小于3; (xi)至少0.9的縮合度；(xii)小于1.0的甲氧基含量； 以及（xiii)小于0.4的0/C重量比。任選地,所述木質(zhì)素組合物包含含量最高為Immol/ g的木質(zhì)素脂肪族輕基基團(tuán)。任選地，所述木質(zhì)素組合物包含含量最1?為〇. 5mmol/g的木 質(zhì)素脂肪族羥基基團(tuán)。任選地，所述木質(zhì)素組合物包含至少2. 7mmol/g的木質(zhì)素酚羥基基 團(tuán)。任選地，所述木質(zhì)素組合物包含至少3. Ommol/g的木質(zhì)素酚羥基基團(tuán)。任選地，所述木 質(zhì)素組合物包含至少〇. 4mmol/g的木質(zhì)素羧羥基基團(tuán)。任選地，所述木質(zhì)素組合物包含至 少0. 9mmol/g的木質(zhì)素羧輕基基團(tuán)。
[0019] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種木質(zhì)素組合物，其特征在于至少一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè) 選自以下的特征：⑴基于干物質(zhì)至少97 %的木質(zhì)素；（ii)含量最高為0. 1 %重量/重量的 灰分含量；（iii)含量最高為0.05%重量/重量的總碳水化合物含量；以及（iv)在200°C 下含量最高為5 %重量/重量的揮發(fā)物含量。任選地,所述混合物具有含量最高為0. 05% 重量/重量的非熔融顆粒含量。
[0020] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種從生物質(zhì)生產(chǎn)高純度木質(zhì)素的方法。所述方法包括：（i) 從生物質(zhì)中去除半纖維素糖從而獲得含有木質(zhì)素的剩余物，其中含有木質(zhì)素的剩余物包含 木質(zhì)素和纖維素；（ii)使含有木質(zhì)素的剩余物與木質(zhì)素萃取溶液接觸以產(chǎn)生木質(zhì)素萃取 物和纖維素剩余物；其中木質(zhì)素萃取溶液包含溶解度有限的溶劑、有機(jī)酸和水，其中溶解度 有限的溶劑和水形成有機(jī)相和水相；以及（iii)從纖維素剩余物中分離木質(zhì)素萃取物；其 中所述木質(zhì)素萃取物包含溶解于溶解度有限的溶劑中的木質(zhì)素。任選地，半纖維素糖的去 除并不去除大量的纖維素糖。任選地，所述木質(zhì)素萃取溶液中的溶解度有限的溶劑與水的 比例為約1:1。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括將纖維素剩余物進(jìn)行純化以獲得 纖維素漿。任選地，所述纖維素漿包含含量最高為10%重量/重量的木質(zhì)素。任選地，所 述纖維素漿包含含量最高為7%重量/重量的木質(zhì)素。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一 步包括：使木質(zhì)素萃取物與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸以去除殘余的陽離子，從而獲得純化 的木質(zhì)素萃取物。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：從木質(zhì)素萃取物中分離出溶解 度有限的溶劑，從而獲得純化的木質(zhì)素。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括從木質(zhì)素 中蒸發(fā)溶解度有限的溶劑。任選地，所述蒸發(fā)包括噴霧干燥。在一些實(shí)施方案中，所述方法 進(jìn)一步包括：使用溶解度有限的溶劑并使用水洗滌纖維素剩余物，從而獲得纖維素漿。在一 些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使纖維素漿與酸接觸以產(chǎn)生包含纖維素糖的酸性水 解產(chǎn)物流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：（i)使包含酸和一種或多種纖維素糖 的酸性水解產(chǎn)物流與Sl溶劑萃取劑接觸以形成第一混合物；以及（ii)從第一混合物中分 離出包含酸和Sl溶劑萃取劑的第一流以及包含一種或多種纖維素糖的第二流；其中酸從 酸性水解產(chǎn)物流萃取至Sl溶劑萃取劑中。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括 使包含一種或多種纖維素糖的第二流蒸發(fā)以形成濃縮的第二流；以及（vi)重復(fù)上述步驟 (iii)和（iv)，以形成包含酸和Sl溶劑萃取劑的流以及包含一種或多種纖維素糖的流。在 一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：(v)使第二流與胺萃取劑接觸以形成第二混合物； 以及（vi)從第二混合物中分離出包含酸和胺萃取劑的第三流以及包含一種或多種纖維素 糖的第四流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在包含水解酶的水性懸浮液中水解 所述纖維素漿。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：（i)在溫度受控的罐中攪動(dòng)或攪 拌包含纖維素漿、水解酶和酸化劑的懸浮液；（ii)從所述懸浮液中分離出包含纖維素漿的 第一流和包含水解后的纖維素糖的第二流；（iii)使第一流回到溫度受控的罐中以供進(jìn)一 步水解。任選地，所述分離使用選自過濾器、膜、離心機(jī)、水力旋流器的分離裝置進(jìn)行。任選 地，將水性懸浮液中溶解的葡萄糖的濃度控制在水解酶的抑制水平之下。在一些實(shí)施方案 中，所述方法進(jìn)一步包括：（i)使第二流與胺萃取劑接觸以形成第一混合物；以及（ii)從第 一混合物中分離出包含酸和胺萃取劑的第三流以及包含一種或多種纖維素糖的第四流。在 一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使第四流中殘余的酸將糖流中的至少一些低聚糖 水解為單體糖，從而形成纖維素糖流。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在使第四 流中殘余的酸將糖流中的至少一些低聚糖水解為單體糖之前，將第二流稀釋至更低的糖濃 度。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：在使第四流中殘余的酸將糖流中的至少一些 低聚糖水解為單體糖之前，提高第二流的酸濃度。任選地，將酸濃度提高至高于0.5%。在 一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使第四流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸以去除殘余 的胺，從而形成已去除胺的水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：使已去除 胺的水解產(chǎn)物與弱堿性陰離子交換劑接觸以形成中和的水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所 述方法進(jìn)一步包括使所述水解產(chǎn)物蒸發(fā)以形成濃縮的水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所述 方法進(jìn)一步包括將水解產(chǎn)物分級(jí)分離為單體糖流和低聚糖流。在一些實(shí)施方案中，所述方 法進(jìn)一步包括對(duì)單體糖流進(jìn)行純化或濃縮。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括：（iv) 使第一流與堿性溶液接觸，從而溶解纖維素漿中殘余的固體木質(zhì)素；(V)從溶解的木質(zhì)素 中分離出剩余的纖維素漿，從而形成包含木質(zhì)素的水溶液；(vi)將包含木質(zhì)素的水溶液的 PH調(diào)節(jié)至酸性pH ; (vii)使酸性水性木質(zhì)素溶液與包含溶解度有限的溶劑的木質(zhì)素萃取溶 液接觸，從而形成包含木質(zhì)素和木質(zhì)素萃取溶液的第三流，以及包含水溶性雜質(zhì)的第四流； (viii)使第三流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸以去除殘余的陽離子，從而獲得純化的第三 流；以及（ix)從木質(zhì)素中分離出溶解度有限的溶劑，從而獲得高純度木質(zhì)素組合物。任選 地，所述分離通過過濾進(jìn)行。任選地，所述分離步驟包括通過使純化的第一流與水接觸而使 木質(zhì)素沉淀。任選地，使純化的第三流與熱水接觸從而閃蒸出溶解度有限的溶劑。任選地， 所述分離步驟包括從木質(zhì)素中蒸發(fā)溶解度有限的溶劑。任選地，所述蒸發(fā)包括噴霧干燥。
[0021] 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的方法。所述方法包括：（i)提供發(fā)酵 罐；以及（ii)在發(fā)酵罐中對(duì)包含選自以下的至少一個(gè)成員的培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵以產(chǎn)生轉(zhuǎn)化 產(chǎn)物：根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的半纖維素糖混合物；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的富 含木糖的流半纖維素糖混合物；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的木糖流（例如，結(jié)晶的木糖 流或者再溶解的木糖流）；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的已去除木糖的半纖維素糖混合 物；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的母液半纖維素糖混合物；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的 高濃度C6糖混合物。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的方法：（i)提供選自以下 的至少一個(gè)成員：根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的半纖維素糖混合物；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí) 施方案的富含木糖的流半纖維素糖混合物；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的木糖流（例如， 結(jié)晶的木糖流或者再溶解的木糖流）；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的已去除木糖的半纖維 素糖混合物；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的母液半纖維素糖混合物；根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí) 施方案的高濃度C6糖混合物；以及（ii)使用化學(xué)過程將所述至少一個(gè)成員中的糖轉(zhuǎn)化為 轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括處理該轉(zhuǎn)化產(chǎn)物以生產(chǎn)消費(fèi)產(chǎn)品，該消 費(fèi)產(chǎn)品選自：去污劑、基于聚乙烯的產(chǎn)品、基于聚丙烯的產(chǎn)品、基于聚烯烴（polyolefm)的 產(chǎn)品、基于聚乳酸（聚交酯）的產(chǎn)品、基于聚羥基脂肪酸酯的產(chǎn)品和基于聚丙烯酸的產(chǎn)品。 任選地，所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包括選自醇、羧酸、氨基酸、用于聚合物工業(yè)的單體以及蛋白質(zhì)的至 少一個(gè)成員。任選地，去污劑包括基于糖的表面活性劑、基于脂肪酸的表面活性劑、基于脂 肪醇的表面活性劑或細(xì)胞培養(yǎng)物衍生的酶。任選地，基于聚丙烯酸的產(chǎn)品選自塑料、地板拋 光劑、地毯、油漆、涂料、粘合劑、分散劑、絮凝劑、彈性體、丙烯酸玻璃、吸收性物品、失禁墊、 衛(wèi)生棉、女性衛(wèi)生產(chǎn)品和尿片。任選地，基于聚烯烴的產(chǎn)品選自牛奶壺、去污劑瓶、人造奶油 容器（margarine tub)、垃圾容器、水管、吸收性物品、尿片、無紡布、HDPE玩具和HDPE去污 齊抱裝。任選地，基于聚丙烯的產(chǎn)品選自吸收性物品、尿片和無紡布。任選地，基于聚乳酸的 產(chǎn)品選自農(nóng)產(chǎn)品和乳制品的包裝、塑料瓶、可生物降解產(chǎn)品和一次性用品。任選地，基于聚 羥基脂肪酸酯的產(chǎn)品選自農(nóng)產(chǎn)品包裝、塑料瓶、涂布紙、模制或擠出的物品、女性衛(wèi)生產(chǎn)品、 棉塞施放器（tampon applicator)、吸收性物品、一次性無紡布、擦拭物（wipes)、醫(yī)用手術(shù) 月艮、粘合劑、彈性體、薄膜、涂料、水性分散劑、纖維、藥物中間體和粘結(jié)劑。任選地，轉(zhuǎn)化產(chǎn)物 包括選自乙醇、丁醇、異丁醇、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇和生物柴油的至少一個(gè)成員。在一 些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括處理所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物以生產(chǎn)至少一個(gè)產(chǎn)品，該產(chǎn)品選自： 異丁烯縮合產(chǎn)品、噴氣燃料、汽油、汽油醇、柴油機(jī)燃料、隨時(shí)替代型（drop-in)燃料、柴油 機(jī)燃料添加劑及其前體。任選地，所述汽油醇是富含乙醇的汽油或富含丁醇的汽油。任選 地，所述產(chǎn)品選自柴油機(jī)燃料、汽油、噴氣燃料和隨時(shí)替代型燃料。
[0022] 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種消費(fèi)產(chǎn)品、消費(fèi)產(chǎn)品的前體或消費(fèi)產(chǎn)品的成分，其由根據(jù) 本文所述的用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的方法的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物生產(chǎn)。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種消費(fèi)產(chǎn)品、 消費(fèi)產(chǎn)品的前體或消費(fèi)產(chǎn)品的成分，其包含至少一種通過本文所述的用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的 方法產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，其中該轉(zhuǎn)化產(chǎn)物選自：羧酸和脂肪酸；二羧酸；羥基羧酸；羥基二羧 酸；羥基脂肪酸；甲基乙二醛；一元醇、二元醇或多元醇；烷烴；烯烴；芳族化合物；醛；酮； 酯；生物聚合物；蛋白質(zhì)；肽；氨基酸；維生素；抗生素；和藥物。任選地，所述產(chǎn)物是富含 乙醇的汽油、噴氣燃料或生物柴油。任選地，消費(fèi)產(chǎn)品具有約2. OX KT13或更高的碳-14 : 碳-12比。任選地，消費(fèi)產(chǎn)品包含根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的成分和由除木質(zhì)纖維素材 料之外的原材料產(chǎn)生的附加成分。任選地，所述成分和所述由除木質(zhì)纖維素材料之外的原 材料產(chǎn)生的附加成分具有基本相同的化學(xué)組成。任選地，所述消費(fèi)產(chǎn)品、消費(fèi)產(chǎn)品的前體或 消費(fèi)產(chǎn)品的成分進(jìn)一步包括至少IOOppb濃度的標(biāo)記分子。任選地，所述標(biāo)記分子選自糠 醛、羥甲基糠醛、糠醛或羥甲基糠醛縮合的產(chǎn)物、由糖的焦糖化衍生的有色化合物、乙酰丙 酸、乙酸、甲醇、半乳糖醛酸和甘油。
[0023] 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種將木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的方法。所述方法包括：（i)提 供根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的組合物，以及（ii)將所述組合物中的木質(zhì)素的至少一部 分轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。任選地，所述轉(zhuǎn)化包括用氫進(jìn)行處理。在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn) 一步包括由木質(zhì)素產(chǎn)生氫。任選地，所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包含選自以下的至少一項(xiàng)：生物油；羧酸 和脂肪酸；二羧酸；羥基羧酸；羥基二羧酸和羥基脂肪酸；甲基乙二醛；一元醇、二元醇或多 元醇；燒烴；烯烴；芳族化合物；醒；酮；酯；苯酚；甲苯；和二甲苯。任選地，所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包 含燃料或燃料成分。任選地，所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包含對(duì)二甲苯。任選地，由轉(zhuǎn)化產(chǎn)物生產(chǎn)的消費(fèi) 產(chǎn)品或含有轉(zhuǎn)化產(chǎn)物作為成分或組分的消費(fèi)產(chǎn)品。任選地，該產(chǎn)品包含至少一種選自以下 的化學(xué)品：木質(zhì)素磺酸鹽；生物油；羧酸和脂肪酸；二羧酸；羥基羧酸；羥基二羧酸和羥基 脂肪酸；甲基乙二醛；一元醇、二元醇或多元醇；烷烴；烯烴；芳族化合物；醛；酮；酯；生物 聚合物；蛋白質(zhì)；肽；氨基酸；維生素；抗生素；對(duì)二甲苯；和藥物。任選地，所述產(chǎn)品包含對(duì) 二甲苯。任選地，所述產(chǎn)品選自：分散劑、乳化劑、絡(luò)合劑、絮凝劑、凝聚劑、造粒添加劑、樹 月旨、碳纖維、活性炭、抗氧化劑、阻燃劑、液體燃料、芳香族化學(xué)品、香草醛、粘合劑、粘結(jié)劑、 吸收劑、毒素結(jié)合劑（toxin binder)、泡沫、涂料、薄膜、橡膠和彈性體、螯合劑、燃料和膨脹 齊?。任選地，所述產(chǎn)品在選自食品、飼料、材料、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸和建筑的領(lǐng)域中使用。任選地，所 述產(chǎn)品具有約2. OX KT13或更高的碳-14 :碳-12比。任選地，所述產(chǎn)品包含根據(jù)本發(fā)明的 某些實(shí)施方案的成分以及由除木質(zhì)纖維素材料之外的原材料產(chǎn)生的成分。任選地，所述根 據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的成分以及由除木質(zhì)纖維素材料之外的原材料產(chǎn)生的成分具有 基本相同的化學(xué)組成。任選地，所述產(chǎn)品包含至少IOOppb濃度的標(biāo)記分子。任選地，所述 標(biāo)記分子選自糠醛和羥甲基糠醛、其縮合產(chǎn)物、有色化合物、乙酸、甲醇、半乳糖醛酸、甘油、 脂肪酸和樹脂酸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1-6是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案處理木質(zhì)纖維素材料的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0025] 圖7示出了精制的糖混合物的層析分級(jí)分離（chromatographic fractionation)，以獲得富含木糖的級(jí)分以及包含葡萄糖、阿拉伯糖和多種DP2+組分的混 合糖溶液。
[0026] 圖8A為用于在包含HCl的水溶液中水解纖維素的逆流攪拌反應(yīng)器系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示 意圖。圖8B匯總了利用圖8A中描述的系統(tǒng)在桉木水解過程中收集的結(jié)果，該系統(tǒng)包括4 個(gè)攪拌罐，經(jīng)30天連續(xù)運(yùn)行。黑線表示酸和溶解的糖的目標(biāo)值；灰線表示每一階段（罐） 的酸和糖的水平。
[0027] 圖9A示出了離開水解系統(tǒng)的水相流中的酸的水平（灰線）、溶劑萃取A之后的水 平（黑線）以及溶劑萃取B之后的水平（淺灰色線）。 圖9B示出了在酸萃取至溶劑之后溶劑中糖的水平（灰線），以及將糖洗滌至酸溶液中 之后溶劑中糖的水平（黑線）。圖9C示出了負(fù)載的溶劑流中的酸的水平（淺灰色線）、在 反萃取之后溶劑中的酸的水平（黑線）以及在水相中的最終水平（灰線）。
[0028] 圖10示出了在溶劑萃取后（灰線）以及在第二次水解后（黑線）水溶液中的％ 單糖/總糖。DPl代表單糖。
[0029] 圖IlA :在第二次水解后水性流中殘余的鹽酸的水平。B :從水相進(jìn)入胺溶劑相的 酸度去除百分比。
[0030] 圖12 :經(jīng)石灰純化后Sl溶劑的雜質(zhì)分析。注意到僅有乙酸己酯的累積，而所有其 他主要雜質(zhì)均維持在很低的水平，表明該純化過程應(yīng)略微更強(qiáng)以更有效地去除乙酸酯。
[0031] 圖13示出了通過將從水溶液蒸餾出的HCl氣體流引導(dǎo)至更低濃度HCl溶液而獲 得的>41 %的超共沸HCl溶液的產(chǎn)生。
[0032] 圖14A為用于木質(zhì)素洗滌的系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。圖14B示出了木質(zhì)素洗滌系統(tǒng)中 每一階段的酸和糖的平均濃度：黑線-酸濃度；灰線-糖濃度。糖濃度從大于30%降低 至小于3%，而酸濃度從大于33%降低至小于5%。
[0033] 圖15 (A)高純度木質(zhì)素的31P NMR譜；(B)木質(zhì)素的13C NMR譜。
[0034] 圖16為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的纖維素糖分級(jí)分離的一個(gè)示例的簡(jiǎn)化流程 圖。
[0035] 圖17為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的處理木質(zhì)纖維素生物質(zhì)材料的示例性方法 的圖示。
[0036] 圖18為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的半纖維素糖提取和純化的示例性方法的圖 示。GAC代表顆粒狀活性炭。MB代表混合床（例如，混合床陽離子/陰離子樹脂）。
[0037] 圖19為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的纖維素水解和主要糖精制的示例性方法的 圖示。
[0038] 圖20為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的木質(zhì)素處理的示例性方法的圖示。
[0039] 圖21為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的木質(zhì)素精制的示例性方法的圖示。
[0040] 圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案用纖維素酶水解纖維素的示例性方法。
[0041] 圖23為根據(jù)本發(fā)明的一些備選的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)處理和酸回收實(shí)施方案的簡(jiǎn) 化流程圖。
[0042] 圖24為根據(jù)本發(fā)明的一些備選的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)處理和酸回收實(shí)施方案的簡(jiǎn) 化流程圖。
[0043] 圖25為在本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施方案中產(chǎn)生充當(dāng)輸入流的木質(zhì)素流的示例性 水解系統(tǒng)的示意性概覽圖。
[0044] 圖26a為根據(jù)本發(fā)明的一些示例性纖維素糖精制實(shí)施方案的脫酸系統(tǒng)的示意性 概覽圖。
[0045] 圖26b為根據(jù)本發(fā)明的一些示例性纖維素糖精制實(shí)施方案的任選的溶劑和/或水 去除系統(tǒng)的示意性概覽圖。
[0046] 圖26c為根據(jù)本發(fā)明的一些示例性纖維素糖精制實(shí)施方案的任選的預(yù)蒸發(fā)模塊 的示意性概覽圖。
[0047] 圖26d為示出了任選的附加或備選的組件的脫酸系統(tǒng)的示意性概覽圖，該脫酸系 統(tǒng)類似于圖26a中的脫酸系統(tǒng)。
[0048] 圖27為根據(jù)本發(fā)明的備選的纖維素糖精制實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0049] 圖28為根據(jù)本發(fā)明的備選的纖維素糖精制實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0050] 圖29為根據(jù)本發(fā)明的備選的纖維素糖精制實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0051] 圖30為示出了流動(dòng)控制組件的與圖26b中的系統(tǒng)類似的系統(tǒng)的圖示。
[0052] 圖31a為根據(jù)單糖發(fā)酵和化學(xué)轉(zhuǎn)化的備選的實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0053] 圖31b為根據(jù)單糖發(fā)酵和化學(xué)轉(zhuǎn)化的備選的實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0054] 圖32為根據(jù)本發(fā)明的備選的纖維素糖精制實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0055] 圖33為根據(jù)本發(fā)明的備選的纖維素糖精制實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0056] 圖34為根據(jù)本發(fā)明的備選的木質(zhì)素處理實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0057] 圖35為根據(jù)本發(fā)明的備選的木質(zhì)素處理實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0058] 圖36為根據(jù)本發(fā)明的備選的木質(zhì)素處理實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0059] 圖37為熱重分析數(shù)據(jù)（TGA)的曲線圖，其顯示在N2中孵育的根據(jù)本發(fā)明示例性 實(shí)施方案的高純度木質(zhì)素樣品隨溫度變化的重量百分比。
[0060] 圖38為熱重分析數(shù)據(jù)（TGA)的曲線圖，其顯示在空氣中孵育的如圖37中的木質(zhì) 素樣品隨溫度變化的重量百分比。
[0061] 圖39為根據(jù)本發(fā)明的一些示例性木質(zhì)素處理實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0062] 圖40為根據(jù)本發(fā)明的備選的木質(zhì)素溶解實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。PPTTP代 表"預(yù)定的壓力-溫度-時(shí)間分布"。
[0063] 圖41為根據(jù)一些示例性木質(zhì)素轉(zhuǎn)化過程的方法的簡(jiǎn)化流程圖。
[0064] 圖42A為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案處理纖維素漿和殘余木質(zhì)素的方法的簡(jiǎn)化 流程圖；圖42B示出了在反應(yīng)器中不同的起始纖維素漿負(fù)荷（10-20% wt的干固體）下溶 液中的葡萄糖濃度；圖42C示出了通過半纖維素萃取及隨后的酸/溶劑木質(zhì)素萃取而獲得 的纖維素漿（E-HDLM)以及市售Sigmacell棉絨的對(duì)比性糖化。
[0065] 圖43為根據(jù)本發(fā)明的備選的木質(zhì)素溶解實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。 發(fā)明詳沭 介紹
[0066] 本發(fā)明涉及木質(zhì)纖維素生物質(zhì)處理和精制，以生產(chǎn)半纖維素糖、纖維素糖、木質(zhì) 素、纖維素和其他高價(jià)值產(chǎn)品。
[0067] 在圖17中提供了根據(jù)本文公開的實(shí)施方案的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)處理和精制的概 覽圖?？偟膩碚f，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)處理和精制過程包括：（1)預(yù)處理1770 ; (2)半纖維素糖 萃取1700和純化1710 ; (3)纖維素水解1720和纖維素糖精制1730 ; (4)木質(zhì)素處理1740 和精制1750 ;以及（5)直接木質(zhì)素萃取1760。
[0068] 可使用這些過程制備各種產(chǎn)品。例如，半纖維素糖萃取1700和純化1710產(chǎn)生半 纖維素糖混合物、木糖和已去除木糖的半纖維素糖混合物，以及生物能顆粒。纖維素水解 1720和纖維素糖精制1730過程產(chǎn)生纖維素糖混合物。木質(zhì)素處理1740和精制1750過程 產(chǎn)生高純度木質(zhì)素和高純度纖維素。直接木質(zhì)素萃取1760過程產(chǎn)生高純度木質(zhì)素。
[0069] 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)處理和精制開始于預(yù)處理1770,在此期間，例如，可將木質(zhì)纖維 素生物質(zhì)去皮、切片、切碎、干燥或研磨成顆粒。
[0070] 在半纖維素糖萃取1700過程中，從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中萃取半纖維素糖，從而形 成酸性半纖維素糖流1700A和木質(zhì)纖維素剩余物流1700B。木質(zhì)纖維素剩余物流1700B主 要由纖維素和木質(zhì)素組成。在本發(fā)明中令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，通過在溫和條件下，例如采用低濃 度的酸、熱以及任選的壓力處理生物質(zhì)，可有效地萃取出半纖維素糖并使其轉(zhuǎn)化為單體糖 (例如，>90%的總糖）。
[0071] 在半纖維素糖純化1710中純化酸性半纖維素糖流1700-A，通過溶劑萃取可容易 地從半纖維素糖流中去除與半纖維素糖共萃取出的酸和雜質(zhì)（更多細(xì)節(jié)參見圖18,例如， 圖18中的胺萃取1831)。一旦將酸和雜質(zhì)從半纖維素糖流中去除，就中和該流并任選地將 其蒸發(fā)至更高的濃度。得到高純度半纖維素糖混合物1710-P1，可對(duì)其進(jìn)行分級(jí)分離以獲得 木糖和已去除木糖的半纖維素糖混合物1710-P3。隨后使木糖結(jié)晶，獲得木糖1710-P2。
[0072] 木質(zhì)纖維素剩余物1700-B主要含有纖維素和木質(zhì)素。在一些方法中，可對(duì)木質(zhì)纖 維素剩余物1700-B進(jìn)行處理以制備可作為燃料燃燒的生物能顆粒1700-P。
[0073] 在一些方法中，可直接處理木質(zhì)纖維素剩余物1700-B以提取木質(zhì)素。這一過程產(chǎn) 生高純度木質(zhì)素1760-P1和高純度纖維素1760-P2。本發(fā)明的新的木質(zhì)素純化方法使用溶 解度有限的溶劑，并可產(chǎn)生具有大于99%的純度的木質(zhì)素。
[0074] 在一些方法中，可使木質(zhì)纖維素剩余物1700-B經(jīng)歷纖維素水解1720,以獲得主要 含有C6糖的纖維素糖混合物1730-P。本文所述的新的纖維素水解方法允許使用相同的一 套設(shè)備對(duì)不同的木質(zhì)纖維素材料進(jìn)行纖維素水解。木質(zhì)纖維素剩余物1700-B的纖維素水 解1720產(chǎn)生酸性水解產(chǎn)物流1720-A和酸性木質(zhì)素流1720-B。
[0075] 隨后使酸性水解產(chǎn)物流1720-A經(jīng)歷纖維素糖精制1730(更多細(xì)節(jié)參見圖19， 例如，圖19中的纖維素糖精制1920)?？墒褂眯碌娜軇┹腿∠到y(tǒng)來去除酸性水解產(chǎn)物流 1720-A中的酸。將脫酸的主要糖流進(jìn)一步分級(jí)分離以從單糖中去除寡糖?？苫厥账岵⒖蓪?duì) 溶劑進(jìn)行純化和再循環(huán)。所得纖維素糖混合物1730-P具有異常高的單體糖含量，特別是高 葡萄糖含量。
[0076] 使酸性木質(zhì)素流1720-B經(jīng)歷木質(zhì)素處理1740和木質(zhì)素精制1750,以獲得高純度 木質(zhì)素1750-P(更多細(xì)節(jié)參見圖20-21)。首先處理原始木質(zhì)素流1720-B以去除在木質(zhì)素 處理1740過程中任何殘余的糖和酸。將脫酸的木質(zhì)素1740-A進(jìn)行純化以獲得高純度木質(zhì) 素（木質(zhì)素精制1750)。本發(fā)明的新的木質(zhì)素純化方法使用溶解度有限的溶劑，并可產(chǎn)生具 有大于99 %的純度的木質(zhì)素。
[0077] 以下第I-VIII部分說明了根據(jù)本文公開的一些實(shí)施方案的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)處 理和精制。第I部分討論預(yù)處理1770。第II部分和第III部分討論半纖維素糖萃取1700 和純化1710。第IV部分和第V部分討論纖維素水解1720和纖維素糖精制1730。第VI部分 和第VII部分討論木質(zhì)素處理1740和精制1750。第VIII部分討論直接木質(zhì)素萃取1760。 I. 預(yù)處理
[0078] 在半纖維素糖萃取1700之前，可任選地對(duì)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理 涉及生物質(zhì)尺寸的減小（例如，機(jī)械破碎或蒸發(fā)），其基本上不影響生物質(zhì)的木質(zhì)素、纖維 素和半纖維素組成。預(yù)處理有利于下游過程（例如，半纖維素糖萃?。┑母行医?jīng)濟(jì)的 處理。優(yōu)選地，將木質(zhì)纖維素生物質(zhì)去皮、切片、切碎和/或干燥，以獲得經(jīng)預(yù)處理的木質(zhì)纖 維素生物質(zhì)。預(yù)處理也可利用例如超聲能或水熱處理，包括水、熱、蒸汽或加壓蒸汽。預(yù)處 理可在各種類型的容器、反應(yīng)器、管道、流通池等中進(jìn)行或展開。在一些方法中，優(yōu)選的是在 半纖維素糖萃取1700之前對(duì)木質(zhì)纖維素生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理。在一些方法中，無需預(yù)處理， 艮P，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)可直接用于半纖維素糖萃取1700。
[0079] 任選地，可碾磨或研磨木質(zhì)纖維素生物質(zhì)以減小顆粒大小。在一些實(shí)施方案中， 研磨木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，使得顆粒的平均大小在100-10, 〇〇〇微米，優(yōu)選400-5, 000,例如 100-400、400-1，000、1000-3000、3, 000-5000 或 5, 000-10, 000 微米的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施 方案中，研磨木質(zhì)纖維素生物質(zhì)，使得顆粒的平均大小小于10, 〇〇〇、9, 000、8, 000、7, 000、 6, 000、5, 000、4, 000、3, 000、1，000 或 400。 II. 半纖維素糖萃取
[0080] 本發(fā)明提供了從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中萃取半纖維素糖的有利方法（半纖維素糖 萃取1700)。優(yōu)選地，使用酸性水溶液萃取木素纖維素生物質(zhì)。酸性水溶液可含有任何酸 (無機(jī)酸或有機(jī)酸）。優(yōu)選地，使用無機(jī)酸。例如，該溶液可以是含有無機(jī)酸或有機(jī)酸（如 H2S04、H2SO3(其可作為溶解的酸或作為SO 2氣體引入）、HCl和乙酸）的酸性水溶液。酸性 水溶液可含有含量為〇至2 %或更高，例如0-0. 2 %、0. 2-0. 4 %、0. 4-0. 6 %、0. 6-0. 8 %、 0· 8-1. 0%、L O-L 2%、L 2-1. 4%、L 4-1. 6%、L 6-1. 8%、1· 8-2. 0%或更高重量 / 重量的 酸。優(yōu)選地，用于萃取的水溶液包含0. 2-0. 7%的H2SO4和0-3, OOOppm的SO2。酸性水溶液 的pH可以是，例如，在1-5,優(yōu)選1-3. 5的范圍內(nèi)。
[0081] 在一些實(shí)施方案中，升高的溫度或壓力在萃取中是優(yōu)選的。例如，可使用在 ioo-2〇(rc 范圍內(nèi)，或高于 5(Tc、6(rc、7(rc、8(rc、9(rc、i〇(rc、ii(rc、i2(rc、i3(rc、i4(rc、 150°〇、1601：、1701：、1801：、1901：或2001：的溫度。優(yōu)選地，溫度在110-1601：或 120-1501： 的范圍內(nèi)。壓力可在Ι-lOmPa，優(yōu)選l-5mPa的范圍內(nèi)?？蓪⑷芤杭訜?. 5-5小時(shí)，優(yōu)選0. 5-3 小時(shí)、0. 5-1小時(shí)、1-2小時(shí)或2-3小時(shí)，任選地伴隨1小時(shí)的冷卻期。
[0082] 雜質(zhì)（例如灰分）、酸溶性木質(zhì)素、脂肪酸、有機(jī)酸（例如乙酸和甲酸）、甲醇、蛋白 質(zhì)和/或氨基酸、甘油、留醇、松香酸和蠟樣材料可與半纖維素糖一起在相同條件下萃取出 來。可通過溶劑萃?。ɡ纾褂煤邪泛痛嫉娜軇乃嘀蟹蛛x出這些雜質(zhì)。
[0083] 在半纖維素糖萃取1700后，可通過任何相關(guān)手段（包括過濾、離心或沉降）從酸 性半纖維素糖流1700-A中分離出木質(zhì)纖維素剩余物流1700-B，以形成液體流和固體流。酸 性半纖維素糖流1700-A含有半纖維素糖和雜質(zhì)。木質(zhì)纖維素剩余物流1700-B主要含有纖 維素和木質(zhì)素。
[0084] 可進(jìn)一步洗滌木質(zhì)纖維素剩余物流1700-B以回收另外的半纖維素糖和截留在生 物質(zhì)孔內(nèi)的酸性催化劑?；厥盏娜芤嚎稍傺h(huán)回到酸性半纖維素糖流1700-A中，或再循環(huán) 回到半纖維素糖萃取1700反應(yīng)器中?？蓪?duì)剩余的木質(zhì)纖維素剩余物流1700-B進(jìn)行機(jī)械擠 壓，以提高固體含量（例如，干固體含量40-60%)。來自擠壓步驟的濾出液可再循環(huán)回到 酸性半纖維素糖流1700-A中，或再循環(huán)回到半纖維素糖萃取1700反應(yīng)器中。任選地，研磨 剩余的木質(zhì)纖維素剩余物1700-B，以減小顆粒大小。任選地，隨后將擠壓后的木質(zhì)纖維素剩 余物進(jìn)行干燥以降低水分含量，例如，低于15%?？蓪⒏稍锖蟮奈镔|(zhì)進(jìn)一步處理以萃取木質(zhì) 素和纖維素糖（圖17中的過程1720和1760)?；蛘?，可將干燥后的物質(zhì)制成顆粒1700-P， 其可作為能源燃燒以用于產(chǎn)生熱和電力，或者可用作用于轉(zhuǎn)化為生物油的原料。
[0085] 或者，可進(jìn)一步處理木質(zhì)纖維素剩余物流1700-B，以萃取木質(zhì)素（圖17中的過程 1760)。在木質(zhì)素萃取之前，如上文所述，可對(duì)木質(zhì)纖維素剩余物流1700-B進(jìn)行分離、洗滌 和擠壓。
[0086] 令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，半纖維素糖萃取1700可在單一萃取過程中產(chǎn)生含有至少 80-95%的單體糖的半纖維素糖流。例如，該半纖維素糖流可含有高于80% 91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的單體糖。此夕卜，本方法產(chǎn)生最少量的 木素纖維素降解產(chǎn)物，如糠醛、乙酰丙酸和甲酸。此外，可達(dá)到高于理論值的93%的木糖產(chǎn) 率?？傮w而言，使用本方法可提取18-27 %的總糖以及至少70 %、75 %或80 %或更多的半纖 維素糖。
[0087] 隨后使酸性半纖維素糖流1700-Α經(jīng)歷半纖維素糖純化1710?？捎杉兓@得各種 半纖維素糖產(chǎn)物。示例性的純化產(chǎn)物包括半纖維素糖混合物1710-Ρ1、木糖1710-Ρ2和已去 除木糖的半纖維素糖混合物1710-Ρ3。 III.半纖維素糖純化
[0088] 在半纖維素糖純化1710之前，可任選地過濾、離心或通過蒸發(fā)濃縮來自半纖維素 糖萃取1700的酸性半纖維素糖流1700-A。例如，可使半纖維素糖流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑 (例如，H+型）接觸，以將所有的鹽轉(zhuǎn)化為它們各自的酸。
[0089] 對(duì)如圖18所示的根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的半纖維素糖純化進(jìn)行更詳細(xì)的說 明。如圖18所示，首先使酸性半纖維素糖流1800-A經(jīng)受強(qiáng)陽離子交換樹脂，然后經(jīng)歷胺萃 取1831，在此期間酸和雜質(zhì)從半纖維素糖流萃取至胺萃取劑中。隨后將酸耗盡的半纖維素 糖流1831-A通過離子交換1832(包括強(qiáng)酸性陽離子交換劑1833以及任選的隨后的弱堿 性陰離子交換劑1834)進(jìn)行純化。任選地使已去除胺并中和的半纖維素糖流1832-A蒸發(fā) 1835,以形成半纖維素糖混合物1836。任選地，已去除胺并中和的半纖維素糖流1832-A也 可通過在蒸發(fā)1835之前與顆粒狀活性炭接觸而被精制。
[0090] 可任選地對(duì)半纖維素糖混合物1836進(jìn)行分級(jí)分離（圖18中的過程1837)，以獲 得高純度C5糖如木糖。分級(jí)分離可通過任何手段進(jìn)行，優(yōu)選使用模擬移動(dòng)床（SMB)或順 序式模擬移動(dòng)床（SSMB)。模擬移動(dòng)床法的實(shí)例，例如，在美國(guó)專利號(hào)6, 379, 554、美國(guó)專利 號(hào)5, 102, 553、美國(guó)專利號(hào)6, 093, 326和美國(guó)專利號(hào)6, 187, 204中公開，順序式模擬移動(dòng) 床法的實(shí)例可見于GB 2 240 053和美國(guó)專利號(hào)4, 332, 623以及美國(guó)專利號(hào)4, 379, 751和 4, 970, 002,上述各文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容均通過該引用并入本文。在示例性的SMB或SSMB設(shè)置 中，將樹脂床分成一系列離散的容器，每一個(gè)容器均順序通過一系列4個(gè)區(qū)（進(jìn)料、分離、進(jìn) 料/分離/萃余液和安全區(qū)）并通過再循環(huán)回路連接。歧管系統(tǒng)將容器連接起來，并以適當(dāng) 的順序指向（或背向）每個(gè)容器，這四種介質(zhì)中的每一種均適應(yīng)該過程。這些介質(zhì)通常被 稱為進(jìn)料、洗脫液、萃取物和萃余液。例如，進(jìn)料可以是半纖維素糖混合物1836,洗脫液可以 是水，萃取物是木糖的富集溶液，而萃余液是含有高分子量糖和其他單體糖（即阿拉伯糖、 半乳糖和葡萄糖）的水溶液。任選地，洗脫液可以是包含低濃度的氫氧根離子以將樹脂維 持在羥基形式的水溶液，或者，洗脫液可以是包含低濃度的酸以將樹脂維持在質(zhì)子化形式 的水溶液。例如，包含30%的糖混合物（其中木糖為混合物的約65-70%)的進(jìn)料可使用 SSMB進(jìn)行分級(jí)分離，以獲得包含約16-20%的糖（其中木糖為約82%或更多）的萃取物以 及包含5-7%的糖混合物（僅含有15-18%的木糖）的萃余液。
[0091] 當(dāng)SSMB用于分級(jí)分離時(shí)，木糖離開萃取物流，而高級(jí)糖以及葡萄糖、半乳糖和阿 拉伯糖離開萃余液流。木糖流1837-A可任選地通過與顆粒狀活性炭接觸而被精制，以及在 蒸發(fā)至更高濃度之前采用混合床進(jìn)行精制（圖18中的過程1838)。隨后任選地將精制的木 糖流1839-A再次蒸發(fā)并進(jìn)行結(jié)晶（參見，例如，圖18中由數(shù)字1841表示的過程）。產(chǎn)物是 木糖晶體1842和已去除木糖的半纖維素糖混合物1843。
[0092] 可使用含有堿（例如，氫氧化鈉、碳酸鈉和氫氧化鎂）的水溶液對(duì)胺萃取劑流 1831-A進(jìn)行反萃?。▍⒁?，例如，圖18中由數(shù)字1850表示的過程）?？蛇M(jìn)一步使用石灰溶 液（例如，氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣或其組合）對(duì)溶劑的一部分進(jìn)行純化（參見，例如，圖 18中由數(shù)字1860表示的過程），并可使純化的溶劑再循環(huán)回到胺萃取1831中。
[0093] 半纖維素糖鈍化的具體實(shí)施方案（圖1-7)
[0094] 半纖維素糖純化的若干優(yōu)選實(shí)施方案示于圖1-7中。在圖1中，在半纖維素糖萃 取101過程中，通過液體萃?。ɡ纾褂盟嵝运芤海哪举|(zhì)纖維素生物質(zhì)中萃取半纖維 素和雜質(zhì)的至少一部分，以產(chǎn)生酸性半纖維素糖流和木質(zhì)纖維素剩余物流。在一些實(shí)施方 案中，半纖維素糖萃取101采用加壓蒸煮（例如，120-150°C，l-5mPa)。使用包含具有至少 20個(gè)碳原子的胺的胺萃取劑對(duì)酸性半纖維素糖流進(jìn)行胺萃取102,產(chǎn)生酸耗盡的半纖維素 糖流和胺萃取劑流。在一個(gè)實(shí)例中，使胺萃取劑流經(jīng)歷水洗滌，隨后用堿進(jìn)行反萃取103。 隨后胺萃取劑流的至少一部分在其再循環(huán)回到胺萃取102之前，經(jīng)歷純化和過濾104。該流 的其他部分可直接返回以重新用于胺萃取102。
[0095] 在圖2中，在半纖維素糖萃取201中通過液體萃取（例如，使用酸性水溶液）萃取 半纖維素和雜質(zhì)的至少一部分。在一些實(shí)施方案中，半纖維素糖萃取201產(chǎn)生酸性半纖維 素糖流和木質(zhì)纖維素剩余物流。在一些實(shí)施方案中，半纖維素糖萃取201采用加壓蒸煮。在 一些實(shí)施方案中，使用包含具有至少20個(gè)碳原子的胺的胺萃取劑對(duì)酸性半纖維素糖流進(jìn) 行胺萃取202,產(chǎn)生酸耗盡的半纖維素糖流和胺萃取劑流。使胺萃取劑流經(jīng)歷水洗滌，隨后 用堿進(jìn)行反萃取203。隨后胺萃取劑流的至少一部分在其再循環(huán)以重新用于胺萃取202之 前，經(jīng)歷純化和過濾204。該流的其他部分可直接返回以重新用于胺萃取202。使從反萃取 203得到的水性流經(jīng)歷陽離子交換205并隨后經(jīng)歷蒸餾206。在一些實(shí)施方案中，蒸餾206 產(chǎn)生酸。
[0096] 在圖3中，在半纖維素糖萃取301中通過液體萃?。ɡ?，使用酸性水溶液）萃取 半纖維素和雜質(zhì)的至少一部分，以產(chǎn)生酸性半纖維素糖流和木質(zhì)纖維素剩余物流。在一些 實(shí)施方案中，半纖維素糖萃取301采用加壓蒸煮。在一些實(shí)施方案中，使用包含具有至少20 個(gè)碳原子的胺的胺萃取劑對(duì)酸性半纖維素糖流進(jìn)行胺萃取302,產(chǎn)生酸耗盡的半纖維素糖 流和胺萃取劑流。在一些實(shí)施方案中，使胺萃取劑流經(jīng)歷水洗滌，隨后用堿進(jìn)行反萃取303。 隨后胺萃取劑流的至少一部分在重新用于胺萃取302之前，經(jīng)歷純化和過濾304。該流的其 他部分可直接返回以重新用于胺萃取302。將木質(zhì)纖維素剩余物流進(jìn)行干燥，如有需要進(jìn)行 碾磨，并且造粒以產(chǎn)生木質(zhì)纖維素顆粒（圖3中的過程310)。
[0097] 在圖4中，在半纖維素糖萃取401中通過液體萃?。ɡ纾褂盟嵝运芤海┹腿?半纖維素和雜質(zhì)的至少一部分，以產(chǎn)生酸性半纖維素糖流和木質(zhì)纖維素剩余物流。在一些 實(shí)施方案中，半纖維素糖萃取401采用加壓蒸煮。在一些實(shí)例中，使用包含具有至少20個(gè)碳 原子的胺的胺萃取劑對(duì)酸性半纖維素糖流進(jìn)行胺萃取402,產(chǎn)生酸耗盡的半纖維素糖流和 胺萃取劑流。在一些實(shí)施方案中，使胺萃取劑流經(jīng)歷水洗滌，隨后用堿進(jìn)行反萃取403。隨 后胺萃取劑流的至少一部分在重新用于胺萃取402之前，經(jīng)歷純化和過濾404。該流的其他 部分可直接返回以重新用于胺萃取402。隨后使酸耗盡的半纖維素糖流經(jīng)歷精制407。在 所示實(shí)例中，隨后將精制的糖流在蒸發(fā)器410中進(jìn)行濃縮，隨后在409中進(jìn)行分級(jí)分離以產(chǎn) 生包含高濃度木糖的流和木糖耗盡的半纖維素糖流。隨后使包含高濃度木糖的流結(jié)晶408 以制備晶體糖產(chǎn)物。將所得母液再循環(huán)至蒸發(fā)器410。
[0098] 在圖5中，在半纖維素糖萃取501中通過液體萃取（例如，使用酸性水溶液）萃 取半纖維素和雜質(zhì)的至少一部分，以產(chǎn)生酸性半纖維素糖流和木質(zhì)纖維素剩余物流。在一 些實(shí)施方案中，半纖維素糖萃取501采用加壓蒸煮。在一些實(shí)施方案中，使用包含具有至 少20個(gè)碳原子的胺的胺萃取劑對(duì)酸性半纖維素糖流進(jìn)行胺萃取502,產(chǎn)生酸耗盡的半纖維 素糖流和胺萃取劑流。在一些實(shí)施方案中，使胺萃取劑流經(jīng)歷水洗滌，隨后用堿進(jìn)行反萃取 503。隨后胺萃取劑流的至少一部分在重新用于胺萃取502之前，經(jīng)歷純化和過濾504。該 流的其他部分可直接返回以重新用于胺萃取502。隨后使酸耗盡的半纖維素糖流經(jīng)歷精制 507。在所示實(shí)例中，隨后將精制的糖流在蒸發(fā)器510中進(jìn)行濃縮，隨后在509中進(jìn)行分級(jí) 分離以產(chǎn)生包含高濃度木糖的流和木糖耗盡的半纖維素糖流。隨后使包含高濃度木糖的流 結(jié)晶（過程508)以制備晶體糖產(chǎn)物。將所得母液再循環(huán)至蒸發(fā)器510。
[0099] 在圖6中，在半纖維素糖萃取601中通過液體萃?。ɡ?，使用酸性水溶液）萃取 半纖維素和雜質(zhì)的至少一部分，以產(chǎn)生酸性半纖維素糖流和木質(zhì)纖維素剩余物流。在一些 實(shí)施方案中，半纖維素糖萃取601采用加壓蒸煮。在一些實(shí)施方案中，使用包含具有至少20 個(gè)碳原子的胺的胺萃取劑對(duì)酸性半纖維素糖流進(jìn)行胺萃取602,產(chǎn)生酸耗盡的半纖維素糖 流和胺萃取劑流。在一些實(shí)施方案中，使胺萃取劑流經(jīng)歷水洗滌，隨后用堿進(jìn)行反萃取603。 隨后胺萃取劑流的至少一部分在重新用于胺萃取602之前，經(jīng)歷純化和過濾604。將木質(zhì)纖 維素剩余物流進(jìn)行碾磨并造粒（過程610)以產(chǎn)生木質(zhì)纖維素顆粒。隨后使酸耗盡的半纖 維素糖流經(jīng)歷精制607。在所示實(shí)例中，隨后將精制的糖流在蒸發(fā)器610中進(jìn)行濃縮，隨后 在609中進(jìn)行分級(jí)分離以產(chǎn)生包含高濃度木糖的流和木糖耗盡的半纖維素糖流。隨后使包 含高濃度木糖的流結(jié)晶608以制備晶體糖產(chǎn)物。將所得母液再循環(huán)至蒸發(fā)器610。
[0100]圖7示出了精制的糖混合物的層析分離，以獲得富集的木糖級(jí)分以及包含葡萄 糖、阿拉伯糖和多種DP2+組分的混合糖溶液。
[0101] 以下提供了這些示例性半纖維素糖純化實(shí)施方案的更詳細(xì)的描述。 1.胺萃取
[0102] 如上文所討論的，可采用包含胺堿和稀釋劑的胺萃取劑萃取半纖維素糖流 1800-A，以去除無機(jī)酸、有機(jī)酸、糠醛、酸溶性木質(zhì)素（參見，例如，圖1-6中由數(shù)字X02表示 的過程，其中X根據(jù)附圖為1、2、3、4、5或6 ;圖18中的過程1831)?？赏ㄟ^適于萃取酸的 任何方法進(jìn)行萃取。優(yōu)選地，使用胺萃取劑逆流萃取半纖維素糖流1800-A，例如，半纖維素 糖流1800-A以與胺萃取劑的流動(dòng)方向相反的方向流動(dòng)。逆流萃取可在任何合適的裝置，例 如，混合沉降器裝置、攪拌罐、柱或任何其他適于此種萃取模式的設(shè)備中進(jìn)行。優(yōu)選地，胺萃 取在設(shè)計(jì)為最小化乳液形成并縮短相分離時(shí)間的混合沉降器中進(jìn)行?；旌铣两灯骶哂袑⒏?相混合在一起的第一階段，隨后為使各相通過重力分離的靜止沉降階段。可使用本領(lǐng)域中 已知的各種混合沉降器。在一些方法中，相分離可通過將適當(dāng)?shù)碾x心機(jī)與混合沉降器結(jié)合 而增強(qiáng)。
[0103] 通常，絕大部分的糖留在酸耗盡的半纖維素糖流1831-B中，而有機(jī)酸或無機(jī)酸 (例如，在半纖維素糖萃取中使用的酸）和雜質(zhì)的大部分被萃取至胺萃取劑流1831-A中。 可使胺萃取劑流1831-A與水性流以逆流模式接觸，以回收被吸收至胺萃取劑流中的任何 殘余的糖。在一些實(shí)施方案中，胺萃取劑流1831-A包含少于5%、4%、3%、2%、1 %、0. 8%、 0. 6%、0. 5%、0. 4%、0. 2%、0. 1% w/w的半纖維素糖。在一些實(shí)施方案中，酸耗盡的半纖維 素糖流 1831-B 包含少于 5%、4%、3%、2%、1%、0· 8%、0· 6%、0· 5%、0· 4%、0· 2%、0· 1% w/w的酸。在一些實(shí)施方案中，酸耗盡的半纖維素糖流1831-B包含少于5%、4%、3%、2%、 1%、0· 8%、0· 6%、0· 5%、0· 4%、0· 2%、0· 1% w/w 的雜質(zhì)。
[0104] 胺萃取劑可包含10-90 %或優(yōu)選20-60 %重量/重量的一種或多種具有至少20個(gè) 碳原子的胺。此類胺可以是伯胺、仲胺和叔胺。叔胺的實(shí)例包括三月桂胺（TLA ;例如COGNIS ALAMINE 304,來自 Cognis CorporationJucson AZ ;USA)、三辛胺、三異辛胺、三辛酰胺 (tri-capryIyIamine)和三癸胺。
[0105] 適用于胺萃取的稀釋劑包括醇，如丁醇、異丁醇、己醇、辛醇、癸醇、十二烷醇、十四 烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十八烷醇、二十烷醇、二十二烷醇、二十四烷醇和三十烷醇。優(yōu)選 地，稀釋劑是長(zhǎng)鏈醇（例如，C6、C8、CIO、C12、C14、C16醇）或煤油。稀釋劑可具有額外的 組分。更優(yōu)選地，稀釋劑包含正己醇或2-乙基-己醇。最優(yōu)選地，稀釋劑包含正己醇。在 一些實(shí)施方案中，稀釋劑由或基本上由正己醇組成。
[0106] 任選地，稀釋劑包含一種或多種額外的組分。在一些方法中，稀釋劑包含一種或多 種酮，一種或多種具有至少5個(gè)碳原子的醛，或者另一種醇。
[0107] 優(yōu)選地，胺是三月桂胺，且稀釋劑是己醇。胺與稀釋劑的比例可以是任意比例，例 如，3 :7至6 :4重量/重量。在一些方法中，胺萃取溶液包含比例為I :7、2 :7、3 :7、6 :4、5. 5 : 4. 55、4 :7、5 :7、6 :7、7 :7、5 :4、3 :4、2 :4或1 :4重量/重量的三月桂胺和己醇。優(yōu)選地，胺 萃取溶液包含比例為3 :7重量/重量的三月桂胺和己醇。
[0108] 胺萃取可在胺為可溶時(shí)的任何溫度下，優(yōu)選在50-70°C下進(jìn)行。任選地，可使用多 于一個(gè)萃取步驟（例如，2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)步驟）。胺萃取劑流（有機(jī)相）與半纖維素糖流 1800-A(水相）的比例可以是0. 5-5 5 :1或優(yōu)選1. 5-3. 0 :1重量/重量。 2.反萃取
[0109] 胺萃取劑流1831-A包含無機(jī)酸和有機(jī)酸，以及萃取自生物質(zhì)的雜質(zhì)和糖降解產(chǎn) 物。可在反萃取步驟中從胺萃取劑流1831-A中萃取酸（參見，例如，圖1-6中由數(shù)字X03 表示的過程，其中X分別是1、2、3、4、5或6 ;圖18中的過程1850)。
[0110] 任選地，在反萃取1850之前，可用水溶液洗滌胺萃取劑流1831-A以回收該流中的 任何糖。通常，在洗滌后，胺萃取劑流1831-A具有少于5%、2%、1 %、0. 5%、0. 2%、0. 1 %、 〇· 05 %的糖。
[0111] 反萃取介質(zhì)是包含堿的水溶液。例如，萃取介質(zhì)可以是包含Na0H、Na2C0 3、Mg(0H)2、 MgO或NH4OH的溶液。堿的濃度可以是1-20%重量/重量，優(yōu)選4-10%重量/重量。優(yōu)選 地，所選擇的堿在與負(fù)載酸的有機(jī)流中的酸發(fā)生反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生可溶性鹽。優(yōu)選地，反萃取介質(zhì) 中堿的量比有機(jī)流中酸的化學(xué)計(jì)量當(dāng)量超出2-10%。
[0112] 反萃取1850可在任何裝置，例如混合沉降器裝置、攪拌罐、柱或任何其他適于此 種反萃取模式的設(shè)備中進(jìn)行。優(yōu)選地，反萃取在設(shè)計(jì)為最小化乳液形成并縮短相分離時(shí)間 的混合沉降器，例如配備有用于高速分離的低乳化混合器，或者與離心機(jī)串聯(lián)以增強(qiáng)分離 的混合沉降器中進(jìn)行。反萃取可導(dǎo)致從有機(jī)相中去除至少93%的無機(jī)酸及至少85%的有 機(jī)酸。
[0113] 反萃取1850可在多個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)例中，反萃取1850在4個(gè)反應(yīng)器 中進(jìn)行。在第一反應(yīng)器中，堿的量等于羧酸的量并且僅對(duì)羧酸進(jìn)行反萃取以產(chǎn)生它們的鹽 (例如鈉鹽）的溶液。在第二反應(yīng)器中，對(duì)無機(jī)酸進(jìn)行反萃取。分別處理從每個(gè)反應(yīng)器流出 的流，以允許回收有機(jī)酸。任選地，可將來自反萃取步驟的水性流合并。通常，合并的流包 含至少3%的無機(jī)酸陰離子（例如，如果在半纖維素糖萃取1700中使用硫酸和/或亞硫酸 酸，則為硫酸根離子）和〇. 2-3%的乙酸以及更低濃度的其他有機(jī)酸。水性流可包含低濃度 的有機(jī)相稀釋劑，通常小于〇. 5%，這取決于在水中所使用的稀釋劑的溶解度。優(yōu)選地，保持 從反萃取流出的水性流，以允許分離存在于這些流中的化學(xué)物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)例中，將對(duì)厭氧 消化有害的Ca 2+和SO廣分別輸送至好氧處理。
[0114] 可通過蒸餾從水相中去除有機(jī)相稀釋劑，其中在許多情況下，這些稀釋劑可與水 形成非均相共沸物，其具有比單獨(dú)的稀釋劑溶劑更低的沸點(diǎn)，因此蒸餾出稀釋劑所需的能 量由于相對(duì)于稀釋劑大量過量的水而顯著降低?？蓪⒄舫龅娜軇┗厥詹⑹蛊湓傺h(huán)回到溶 劑貯器以備他用?？蓪⒁衙摮♂寗┑乃嘁龑?dǎo)至工廠的廢物處理單元。 3. 溶劑鈍化
[0115] 可將在去除酸后現(xiàn)已被中和的胺萃取劑流用水洗滌以去除來自反萃取的剩余的 鹽。對(duì)于能夠用水部分地飽和的某些混合萃取劑而言這是特別優(yōu)選的（例如，在某些醇的 情況下）?？蓪⑾礈炝髋c反萃取水性流合并?？蓪⑾礈旌蟮陌份腿┑囊徊糠郑ㄍǔ榘?萃取劑流總重量的5-15% )轉(zhuǎn)移到圖1-6中以X04表示的純化和過濾步驟（還參見，圖18 中的過程I860)。使剩余的胺萃取劑再循環(huán)至圖1-6中以X02表示的胺萃取中。
[0116] 轉(zhuǎn)移至純化步驟（圖1-6中的X04 ;圖18中的過程1860)的級(jí)分可用石灰懸浮液 (例如，5%、10%、15%、20%、25%重量/重量的石灰溶液）處理。溶劑與石灰懸浮液的比 例可以在4-10、4-5、5-6、6-7、7-8、8-9或9-10的范圍內(nèi)。處理可在任何合適的裝置，例如 恒溫混合罐中進(jìn)行?？蓪⑷芤涸?0-90°C下加熱至少1小時(shí)。石灰與殘余的有機(jī)酸及有機(jī) 酸的酯反應(yīng)，并有效地吸附存在于有機(jī)相中的有機(jī)雜質(zhì)如酸溶性木質(zhì)素和糠醛，如通過顏 色從深到淺的變化而直觀看到的?？蛇^濾或離心被污染的石灰和雜質(zhì)以回收純化的有機(jī) 相，將該純化的有機(jī)相用水洗滌并再循環(huán)回到胺萃取步驟（圖1-6中的X02 ;圖18中的過 程1831)?？蓪⑺粤鬓D(zhuǎn)移至其他水性廢物流中?？赏ㄟ^石灰反應(yīng)形成的任何固體餅可在 廢水處理廠中使用，作為例如用于離子交換再生的殘余酸的中和鹽。
[0117] 反萃取水性流包含有機(jī)酸的鹽。可使該流與陽離子交換劑接觸以將所有的鹽轉(zhuǎn)化 為它們各自的有機(jī)酸（參見，例如，圖2、圖5和圖6中以數(shù)字X05表示的過程，其中X分別 是2、5或6)。或者，可通過采用強(qiáng)無機(jī)酸對(duì)溶液進(jìn)行酸化來將有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為酸形式?？蓪?酸化的流進(jìn)行蒸餾以收獲甲酸和乙酸（參見，例如，圖2、圖5和圖6中由數(shù)字X06表示的過 程，其中X分別是2、5或6)。將剩余的水性流轉(zhuǎn)移至廢物中。 4. 糖鈍化
[0118] 可進(jìn)一步純化酸耗盡的半纖維素糖流（參見，例如，圖4-6)。例如，可使用填充蒸 餾柱來去除酸耗盡的半纖維素糖流中的稀釋劑。蒸餾可去除酸耗盡的半纖維素糖流中至少 70 %、80 %、90 %或95 %的稀釋劑。在進(jìn)行或不進(jìn)行稀釋劑蒸餾步驟的情況下，還可使酸耗 盡的半纖維素糖流與強(qiáng)酸性陽離子（SAC)交換劑接觸，以去除任何殘余的金屬陽離子和任 何殘余的胺。優(yōu)選地，使用填充蒸餾柱隨后使用強(qiáng)酸性陽離子交換劑對(duì)酸耗盡的半纖維素 糖流進(jìn)行純化。
[0119] 優(yōu)選地，隨后可使酸耗盡的半纖維素糖流與弱堿性陰離子（WBA)交換劑接觸，以 去除過量的質(zhì)子?？蓪?duì)已去除胺并中和的半纖維素糖流進(jìn)行PH調(diào)節(jié)，并在任何常規(guī)的蒸發(fā) 器，例如多效蒸發(fā)器或機(jī)械蒸氣再壓縮（Mechanical Vapor Recompression，MVR)蒸發(fā)器中 蒸發(fā)至25-65 %，優(yōu)選30-40 %重量/重量的溶解的糖。
[0120] 還可通過蒸發(fā)來去除半纖維素糖流中存在的任何殘余的溶劑。例如，可將與水形 成非均相共沸物的溶劑分離并返回至溶劑循環(huán)。任選地，可使?jié)饪s的糖溶液與活性炭接觸， 以去除殘余的有機(jī)雜質(zhì)。也可使?jié)饪s的糖溶液與混合床樹脂系統(tǒng)接觸以去除任何殘余的離 子或有色體。任選地，可將現(xiàn)已精制的糖溶液通過常規(guī)蒸發(fā)器或MVR進(jìn)一步濃縮。
[0121] 所得到的流為高度純化的半纖維素糖混合物（例如，圖18中的1836)，該混合物包 含，例如，占總?cè)芙馓堑?5-95%重量/重量的單糖。糖的組成取決于起始生物質(zhì)的組成。由 軟木生物質(zhì)產(chǎn)生的半纖維素糖混合物可具有在糖溶液中占總糖的65-75% (重量/重量） 的C6單糖。與之相比，由硬木生物質(zhì)產(chǎn)生的半纖維素糖混合物可包含占總糖的80-85%重 量/重量的C6糖。在所有情況下該流的純度可足夠用于使用這些糖的發(fā)酵過程和/或催 化過程。
[0122] 高度純化的半纖維素糖混合物1836的特征在于一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè) 或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)以下特征，包括：（i)與總?cè)芙馓堑?比例>0. 50重量/重量的單糖；（ii)與總單糖的比例〈0. 25重量/重量的葡萄糖；（iii)與 總單糖的比例>0. 18重量/重量的木糖；（iv)與總單糖的比例〈0. 10重量/重量的果糖； (V)與總單糖的比例>〇. 01重量/重量的果糖；（vi)含量最高為〇. 01 %重量/重量的糠醛； (vii)含量最商為500ppm的苯酌·；以及（viii)痕量的己醇。例如，糖混合物可以是具有商 單糖：總?cè)芙馓潜?、低葡萄糖含量和高木糖含量的混合物。在一些?shí)施方案中，糖混合物是 具有高單糖：總?cè)芙馓潜?、低葡萄糖含量、高木糖含量和低雜質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚含 量）的混合物。在一些實(shí)施方案中，該混合物的特征在于高單糖：總?cè)芙馓潜?、低葡萄糖?量、高木糖含量、低雜質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚含量）以及痕量的己醇。
[0123] 在一些實(shí)施方案中，所得到的流是具有高單體比例的糖混合物。在一些糖混合物 中，單糖與總?cè)芙馓堑谋壤笥讴? 50、0. 60、0. 70、0. 75、0. 80、0. 85、0. 90或0. 95重量/重 量。在一些實(shí)施方案中，所得到的流是具有低葡萄糖含量的糖混合物。在一些糖混合物中， 葡萄糖與總單糖的比例小于〇. 25、0. 20、0. 15、0. 13、0. 10、0. 06、0. 05、0. 03或0. 02重量/ 重量。在一些實(shí)施方案中，所得到的流是具有高木糖含量的糖混合物。在一些糖混合物 中，木糖與總單糖的比例大于 〇· 1〇、〇· 15、0· 18、0· 20、0· 30、0· 40、0· 50、0· 60、0· 70、0· 80 或 0.85重量/重量。
[0124] 在一些糖混合物1836中，果糖與總?cè)芙馓堑谋壤∮?. 02、0. 03、0. 04、0. 05、 0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 10、0· 15、0· 20、0· 25 或 0· 30 重量 / 重量。在一些糖混合物 1836 中，果糖與總?cè)芙馓堑谋壤笥?〇· 〇〇1、〇· 002、0· 005、0· 006、0· 007、0· 008、0· 009、0· 01、 0. 02、0. 03、0. 04、0. 05、0. 06、0. 07、0. 08 或 0. 09 重量 / 重量。
[0125] 上述半纖維素糖混合物包含非常低濃度的雜質(zhì)（例如，糠醛和酚）。在一些獲得的 流中，糖混合物具有含量最高為 〇. l%、〇. 05%、0. 04%、0. 03%、0. 04%、0. 01%、0. 075%、 0. 005%、0. 004%、0. 002%或0. 001 %重量/重量的糠醛。在一些獲得的流中，糖混合物具 有含量最高為 500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、lOOppm、60ppm、50ppm、40ppm、30ppm、20ppm、 10ppm、5ppm、lppm、0. lppm、0. 05ppm、0. 02ppm 或 0· Olppm 的酚。半纖維素糖混合物進(jìn)一 步的特征在于痕量的己醇，例如，0. 01-0. 02%、0. 02-0. 05%、0. 05-0. 1%、0. 1% -0. 2%、 0· 2-0. 5%、0· 5-1%，或者少于 1%、0· 5%、0· 2%、0· 1%、0· 05%、0· 02%、0· 01%、0· 005%、 0. 002%、0. 001%重量/重量的己醇。
[0126] 這種高純度糖溶液可如PCT/IL2011/00509(出于所有目的通過引用并入本文）中 所述用于生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品和消費(fèi)產(chǎn)品。此外，含有65-75%重量/重量的C6糖的軟木糖產(chǎn)品 可用作只能利用C6糖的物種的發(fā)酵飼料，且可將獲得的C5和產(chǎn)品的混合物進(jìn)行分離，然后 可將C5進(jìn)行精制以獲得C5產(chǎn)品，如PCT/US2011/50435 (出于所有目的通過引用并入本文） 中所述。
[0127] 發(fā)酵產(chǎn)物包括選自醇、羧酸、氨基酸、用于聚合物工業(yè)的單體和蛋白質(zhì)的至少一個(gè) 成員，并且其中所述方法進(jìn)一步包括處理所述發(fā)酵產(chǎn)物以生產(chǎn)選自以下的產(chǎn)品：去污劑、基 于聚乙烯的產(chǎn)品、基于聚丙烯的產(chǎn)品、基于聚烯烴的產(chǎn)品、基于聚乳酸（聚交酯）的產(chǎn)品、基 于聚羥基脂肪酸酯的產(chǎn)品和基于聚丙烯酸的產(chǎn)品。
[0128] 這些發(fā)酵產(chǎn)物可單獨(dú)使用或與其他組分一起使用，作為食物或飼料、藥物、營(yíng)養(yǎng) 品、用于制備各種消費(fèi)產(chǎn)品的塑料部件或組件、燃料、汽油、化學(xué)添加劑或表面活性劑。
[0129] 由于催化劑通常對(duì)與生物質(zhì)和糖降解產(chǎn)物相關(guān)的雜質(zhì)敏感，因此高純度糖溶液產(chǎn) 物適于化學(xué)催化轉(zhuǎn)化。通常，純度大于95%、96%、97%、98%，優(yōu)選大于99%、99.5%或 99. 9 %。該產(chǎn)物包含少量的標(biāo)記分子，包括例如殘余的稀釋劑，例如己醇、1-乙基己醇、煤油 或使用的任何其他稀釋劑，以及糠醛、羥甲基糠醛、糠醛或羥甲基糠醛縮合的產(chǎn)物、由糖的 焦糖化衍生的有色化合物、乙酰丙酸、乙酸、甲醇、半乳糖醛酸或甘油。 5.糖分級(jí)分離
[0130] 一些生物質(zhì)材料包含高濃度的單糖作為其半纖維素糖組成的一部分。例如，桉木 和甘蔗渣包含高濃度的木糖。單糖（例如木糖）具有特定的應(yīng)用以及與糖混合物相比大得 多的工業(yè)價(jià)值。因此，對(duì)糖流進(jìn)行分級(jí)分離以獲得高濃度的單糖從而有利于糖結(jié)晶和高純 度單糖產(chǎn)品的生產(chǎn)是非常有益的。
[0131] 可任選地將半纖維素糖混合物1836進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，并進(jìn)行分級(jí)分離1837(例如， 通過層析分離），以產(chǎn)生具有高于75%、78%、80%、82%、84%、85%、86%、88%、90%的木 糖的富含木糖的流1837-A，以及已去除木糖的半纖維素糖混合物1837-B。已去除木糖的半 纖維素糖混合物1837-B可用作能夠發(fā)酵C5/C6糖混合物的發(fā)酵過程的底物、作為化學(xué)轉(zhuǎn)化 的底物或者作為厭氧消化的底物以產(chǎn)生能量。
[0132] 用于實(shí)現(xiàn)木糖濃度富集的層析分離可使用離子交換樹脂（例如，陽離子交換樹脂 和陰離子交換樹脂）作為柱填充材料進(jìn)行。陽離子交換樹脂包括強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和 弱酸性陽離子交換樹脂。強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂可為一價(jià)或多價(jià)金屬陽離子的形式，例如， 為H+、Mg 2+、Ca2+或Zn2+的形式。優(yōu)選地，所述樹脂為Na+的形式。強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂通 常具有苯乙烯骨架，其優(yōu)選與3%至8%，優(yōu)選5%至6. 5%的二乙烯基苯交聯(lián)。弱酸性陽離 子交換樹脂可為一價(jià)或多價(jià)金屬陽離子的形式，例如，H+、Mg2+或Ca 2+的形式。優(yōu)選為Na+的 形式。
[0133] 層析分離可以以分批模式或模擬移動(dòng)床（SMB)模式或順序式模擬移動(dòng)床（SSMB) 模式進(jìn)行。層析分離的溫度通常在20°C至90°C，優(yōu)選40°C至65°C的范圍內(nèi)。待分級(jí)分離 的溶液的pH可以是酸性的，或者被調(diào)節(jié)至2. 5-7,優(yōu)選3. 5-6. 5且最優(yōu)選4-5. 5的范圍。通 常，可在分離柱中以約lm/h-10m/h的線性流速進(jìn)行分級(jí)分離。
[0134] 陰離子交換樹脂在過去通常用于溶液的去礦化（即用于離子交換），或者用于脫 色（即用于吸附）。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，樹脂與溶液之間可存在少量或沒有凈離子 交換或吸附。在這種情況下，陰離子型離子交換樹脂由于其特性而被用作層析基質(zhì)，而非用 在主要用于離子凈交換的柱中。
[0135] 層析分離與其他基于柱的分離（例如，離子交換或吸附）的區(qū)別在于：進(jìn)料混合物 中沒有任何主要組分被吸附劑如此強(qiáng)烈地保留，以至于要求在循環(huán)之間常規(guī)使用另外的試 劑以在下一個(gè)分離循環(huán)之前通過去除被強(qiáng)烈保留的組分而使柱再生。通常，在層析柱需要 某種程度的定期清洗或再生之前，該柱可在再生之前重復(fù)用于多個(gè)循環(huán)。離子交換或吸附 柱的功能是緊密地結(jié)合組分，這必然需要頻繁的再生以使樹脂被重新使用。相比之下，層析 柱的功能在于為移動(dòng)通過柱的組分提供有差別的遷移性以實(shí)現(xiàn)分離，但并不在于與主要組 分結(jié)合得太緊。由于次要組分或雜質(zhì)與樹脂的偶然結(jié)合，因此可能不時(shí)地需要進(jìn)行層析柱 的再生。樹脂再生所需的最少量的試劑是層析分離相對(duì)于離子交換分離的主要優(yōu)勢(shì)。層析 分離的運(yùn)行成本主要是由于從稀釋產(chǎn)物中蒸發(fā)水（或其他溶劑）所需的能量，以及在較小 程度上由于樹脂不頻繁的更換或再生。
[0136] 用于大規(guī)模層析分離的優(yōu)選方法是順序式模擬移動(dòng)床（SSMB)，或者備選地模擬移 動(dòng)床（SMB)。這兩種方法都使用了填充有合適的吸附劑并串聯(lián)連接的多個(gè)柱。具有用于進(jìn) 料和溶劑（其可包括再循環(huán)的溶劑）的入口端口，以及用于兩種或更多種產(chǎn)物（或其他分 離的級(jí)分）的出口端口。使待分離的混合物溶液的注入沿液體流動(dòng)的方向在柱之間周期性 地切換，從而模擬吸附劑相對(duì)于所述端口和液體的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。SMB是連續(xù)逆流式操作。SSMB 是一種更先進(jìn)的方法，需要順序式操作。其相對(duì)于SMB以及其他更老的方法的優(yōu)勢(shì)包括：與 SMB相比SSMB方法需要更少數(shù)目的柱，因而需要更少的樹脂，并因此使在大型系統(tǒng)中相關(guān) 的安裝成本顯著降低；更好地控制壓力分布，有利于使用更敏感的樹脂；可實(shí)現(xiàn)的回收率/ 純度比用SMB系統(tǒng)獲得的更高。
[0137] 從精制的混合糖溶液X09中分級(jí)分離木糖（圖4-6中X表示4、5或6 ;圖18中的 過程1837)，可優(yōu)選地使用具有約280-320 μ m的顆粒大小的強(qiáng)堿性陰離子（SBA)交換劑來 實(shí)現(xiàn)。這種較大的顆粒大小相對(duì)于在US6451123中使用的小得多的顆粒大小是有利的。較 大的顆粒大小將柱的背壓減小至工業(yè)實(shí)用范圍。合適的商業(yè)SBA樹脂可從Finex(AS 510 GC I型，強(qiáng)堿性陰離子，凝膠形式）購(gòu)買，類似等級(jí)的樹脂可從其他生產(chǎn)商（包括Lanxess AG, Purolite、Dow Chemicals Ltd.或Rohm & Haas)購(gòu)買。SBA樹脂可為硫酸鹽或氯化物 的形式，優(yōu)選為硫酸鹽形式。使SBA部分地充滿由低濃度的NaOH產(chǎn)生的羥基基團(tuán)，堿對(duì)硫 酸鹽的范圍分別是3-12%對(duì)97-88%。為了保持樹脂上OH基團(tuán)的這一水平，足以取代通過 糖吸附去除的羥基的低水平的NaOH可被包含在解吸脈沖中，從而使木糖比該樹脂上的其 他糖保留更長(zhǎng)時(shí)間?？稍诩s40-50°C下以SSMB模式進(jìn)行分級(jí)分離，從而以至少80%、至少 85 %的木糖回收率產(chǎn)生包含占總糖的至少79 %、至少80 %、至少83 %、優(yōu)選至少85 %的木 糖的富含木糖流，以及混合糖流。
[0138] 在一些方法中，SSMB順序包括三個(gè)步驟。在第一步驟中，通過使吸附劑暴露并用 解吸劑流沖洗吸附劑來萃取產(chǎn)物流（"解吸劑至萃取"步驟）。同時(shí)，使進(jìn)料流通過吸附劑 并從吸附劑中沖洗出萃余液流（"進(jìn)料至萃余液"步驟）。在第二步驟中，通過使吸附劑暴 露并用解吸劑流沖洗吸附劑來萃取萃余液流（"解吸劑至萃余液"步驟）。在第三步驟中， 使解吸劑再循環(huán)回到吸附劑中（"再循環(huán)"步驟）。
[0139] 通常，產(chǎn)物以萃余液流等于解吸劑流的方式進(jìn)行萃取，但它導(dǎo)致達(dá)到目標(biāo)產(chǎn)物回 收所需的高的解吸劑消耗量。優(yōu)選地，在一些SSMB順序中，在多于一個(gè)步驟（例如，不僅在 步驟1中，還在步驟2中）萃取產(chǎn)物。在一些方法中，不僅在第一步驟中萃取產(chǎn)物流，而且在 第二步驟（即"解吸劑至萃余液"步驟）中萃取產(chǎn)物流。當(dāng)在多于一個(gè)步驟中萃取產(chǎn)物時(shí)，解 吸劑流速等于萃取物流速與萃余液流速的總和。在一些實(shí)施方案中，解吸劑流速與萃取物 流速和萃余液流速的總和大約相等。在一些實(shí)施方案中，解吸劑流速為萃取物流速與萃余 液流速的總和的 50-150%、60-140%、70-130%、80-120%、90-110%、95-105%、96-104%、 97-103%、98-102%、99-101%或99. 5-100. 5%。SSMB順序中的這一變化減少了所需的解 吸劑，導(dǎo)致在保持四個(gè)（4個(gè)）區(qū)和六個(gè)（6個(gè)）柱中的SSMB層析曲線及純度的同時(shí)使用少 得多的解吸劑體積進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)物回收。
[0140] 在分級(jí)分離X09之后可任選地使糖流與H+形式的弱酸性陽離子（WAC)交換樹脂 接觸以中和糖流。這種酸化使得糖流蒸發(fā)，同時(shí)保持糖穩(wěn)定性。WAC樹脂可通過無機(jī)酸或優(yōu) 選通過與在糖精制步驟X07 (在圖4-6中X表示4、5或6)中使用的SAC樹脂的廢酸流相接 觸而再生。繼WAC中和步驟之后，可任選地將混合糖流引導(dǎo)至蒸發(fā)器XlO (在圖4-6中X表 示4、5或6)，而將富含木糖的流引導(dǎo)至糖結(jié)晶器X08 (在圖4-6中X表示4、5或6)。
[0141] 富含木糖的流1837-A的特征在于一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四 個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)、 十個(gè)或更多個(gè)以下特征，該特征包括：（i)與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 10重量/重量的寡糖； (ii)與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 50重量/重量的木糖；（iii)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 10重量/ 重量的阿拉伯糖；（iv)與總?cè)芙馓堑谋壤?.05重量/重量的半乳糖；（V)總和與總?cè)芙馓?的比例〈0. 10重量/重量的葡萄糖和果糖；(vi)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 02重量/重量的甘 露糖；（vii)與總?cè)芙馓堑谋壤?.05重量/重量的果糖；（viii)含量最高為0.01 %重量/ 重量的糠醛；（ix)含量最高為500ppm的酚；以及（X)痕量的己醇。例如，糖混合物1837-A 是特征在于低寡糖：總?cè)芙馓潜群透吣咎牵嚎側(cè)芙馓潜鹊幕旌衔?。在一些?shí)施方案中，糖混 合物1837-A是特征在于低寡糖：總?cè)芙馓潜?、高木糖：總?cè)芙馓潜群偷碗s質(zhì)含量（例如，低 糠醛和酚含量）的混合物。在一些實(shí)施方案中，糖混合物1837-A是特征在于低寡糖：總?cè)?解糖比、高木糖：總?cè)芙馓潜?、低雜質(zhì)含量（例如,低糠醛和酚含量）和痕量的己醇的混合 物。在一些實(shí)施方案中，糖混合物1837-A是特征在于低寡糖：總?cè)芙馓潜?、高木糖：總?cè)芙?糖比、低的葡萄糖和果糖總和與總?cè)芙馓侵?、低雜質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚含量）和痕 量的己醇的混合物。
[0142] 在一些實(shí)施方案中，富含木糖的流1837-A是特征在于高木糖：總?cè)芙馓潜鹊奶腔?合物。在一些糖混合物中，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤笥?. 40、0. 45、0. 50、0. 55、0. 60、0. 65、 0. 70、0. 75、0. 80、0. 85或0. 90重量/重量。在一些實(shí)施方案中，富含木糖的流1837-A是 特征在于低寡糖：總?cè)芙馓潜鹊奶腔旌衔铩Ｔ谝恍┨腔旌衔镏?，寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?于 0· 002、0· 005、0· 007、0· 01、0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 10、0· 20 或 0. 30重量/重量。在一些實(shí)施方案中，富含木糖的流1837-A是低葡萄糖/果糖含量的糖混 合物。在一些糖混合物中，葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤∮?. 005、0. 01、0. 02、 0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 10、0· 20、0· 25 或 0· 30 重量 / 重量。在一些實(shí)施 方案中，富含木糖的流1837-A是具有高木糖：總糖比、低寡糖：總?cè)芙馓潜纫约暗推咸烟呛?果糖含量的糖混合物。
[0143] 在一些糖混合物1837-A中，阿拉伯糖與總?cè)芙馓堑谋壤∮?. 001、0. 002、 0· 003、0· 004、0· 005、0· 01、0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 10、0· 20 或 0. 30重量/重量。在一些糖混合物1837-A中，半乳糖與總?cè)芙馓堑谋壤∮?. 0005、 0· 001、0· 002、0· 003、0· 004、0· 005、0· 01、0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09 或 0. 10重量/重量。在一些糖混合物1837-A中，甘露糖與總?cè)芙馓堑谋壤∮?. OOl、0. 002、 0· 003、0· 004、0· 005、0· 01、0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 10、0· 20 或 0. 30重量/重量。在一些糖混合物1837-A中，果糖與總?cè)芙馓堑谋壤∮?. 001、0. 002、 0· 003、0· 004、0· 005、0· 01、0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 10、0· 20 或 0.30重量/重量。
[0144] 糖混合物1837-A包含非常低濃度的雜質(zhì)（例如，糠醛和酚）。在一些糖混合 物 1837-A 中，糖混合物具有含量最高為 0. 1%、0. 05%、0. 04%、0. 03%、0. 04%、0. 01%、 0. 075%、0. 005%、0. 004%、0. 002%或0. 001%重量/重量的糠醛。在一些糖混合物1837-A 中，糖混合物具有含量最高為 500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、100ppm、60ppm、50ppm、 40卩卩111、30卩卩111、20卩卩111、10卩卩111、5卩卩111、1卩卩111、0.1卩卩111、0.05卩卩111、0.02卩卩1]1或0.01卩卩1]1的酌'。所述 糖混合物進(jìn)一步的特征在于痕量的己醇，例如0. 01-0. 02 %、0. 02-0. 05 %、0. 05-0. 1 %、 0.1%-0.2%、0.2-0.5%、0.5-1%，或者小于1%、0.5%、0.2%、0.1%、0.05%、0.02%、 0.01%、0.005%、0.002%、0.001%重量/重量的己醇。
[0145] 已去除木糖的半纖維素糖混合物1837-B的特征在于一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、 三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多 個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)、十個(gè)或更多個(gè)以下特征，該特征包括：（i)與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 15重量 /重量的寡糖；（ii)總和與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 10重量/重量的葡萄糖和果糖；（iii)與 總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 02重量/重量的阿拉伯糖；（iv)與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 02重量/重量 的半乳糖；(V)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 20的木糖；(vi)與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 01的甘露糖； (vii)與總?cè)芙馓堑谋壤?.05的果糖；（viii)含量最高為0.01%重量/重量的糠醒；（ix) 含量最高為500ppm的酚；以及（X)痕量的己醇。例如，所述糖混合物可以是特征在于高寡 糖：總?cè)芙馓潜纫约案咂咸烟?果糖：總?cè)芙馓潜鹊幕旌衔?。在一些?shí)施方案中，糖混合物 1837-B是特征在于高寡糖：總?cè)芙馓潜取⒏咂咸烟?果糖：總?cè)芙馓潜纫约暗碗s質(zhì)含量（例 如，低糠醛和酚含量）的混合物。在一些實(shí)施方案中，糖混合物是特征在于高寡糖：總?cè)芙?糖比、高葡萄糖/果糖：總?cè)芙馓潜?、低雜質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚含量）和痕量己醇的混 合物。在一些實(shí)施方案中，糖混合物是特征在于高木糖濃度、高寡糖：總?cè)芙馓潜?、高的葡?糖和果糖總和與總?cè)芙馓侵纫约暗碗s質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚含量）的混合物。
[0146] 在一些實(shí)施方案中，已去除木糖的半纖維素糖混合物1837-B是特征在于高寡糖： 總?cè)芙馓潜鹊奶腔旌衔铩Ｔ谝恍┨腔旌衔镏?，寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤笥讴? 15、0. 20、0. 25、 0. 30、0. 35、0. 40、0. 45、0. 50、0. 55或0. 65重量/重量。在一些實(shí)施方案中，已去除木糖的 半纖維素糖混合物1837-B是具有高葡萄糖/果糖含量的糖混合物。在一些糖混合物中，葡 萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤笥讴? 05、0. 10、0. 13、0. 15、0. 20、0. 25、0. 30、0. 35、 0. 40、0. 45、0. 50或0. 55重量/重量。在一些實(shí)施方案中，木糖耗盡的液體是具有高寡糖： 總?cè)芙馓潜纫约案咂咸烟呛凸呛康奶腔旌衔铩?br> [0147] 在一些糖混合物1837-B中，阿拉伯糖與總?cè)芙馓堑谋壤笥?. 02、0. 03、0. 04、 0. 05、0. 06、0. 08、0. 10、0. 12、0. 20 或 0. 30 重量 / 重量。在一些糖混合物 1837-B 中，半乳 糖與總?cè)芙馓堑谋壤笥?〇· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 08、0· 10、0· 12、0· 20 或 0· 30 重量 /重量。在一些糖混合物1837-B中，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤∮?. 30、0. 20、0. 18、0. 17、 0. 16、0. 15、0. 12、0. 10或0. 05重量/重量。在一些糖混合物1837-B中，甘露糖與總?cè)芙馓?的比例大于〇· 005、0· 006、0· 007、0· 008、0· 010、0· 015或0· 020重量/重量。在一些糖混合 物 1837-B 中，果糖與總?cè)芙馓堑谋壤∮?0. 005、0. 01、0. 02、0. 03、0. 04、0. 05、0. 06、0. 07、 0. 08、0. 09、0. 10 或 0. 20 重量 / 重量。
[0148] 糖混合物1837-B包括非常低濃度的雜質(zhì)（例如，糠醛和酚）。在一些獲得的流 中，糖混合物具有含量最高為 〇. 1 %、〇. 05 %、0. 04%、0. 03%、0. 04%、0. 01 %、0. 075%、 0.005%、0.004%、0.002%或0.001%重量/重量的糠醛。在糖混合物1837-8中，糖混合 物具有含量最高為 500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、100ppm、60ppm、50ppm、40ppm、30ppm、 20ppm、10ppm、5ppm、lppm、0. lppm、0. 05ppm、0. 02ppm 或者 0· Olppm 的酚。糖混合物進(jìn)一 步的特征在于痕量的己醇，例如，0. 01-0. 02%、0. 02-0. 05%、0. 05-0. 1%、0. 1% -0. 2%、 0· 2-0. 5%、0· 5-1%，或者小于 1%、0· 5%、0· 2%、0· 1%、0· 05%、0· 02%、0· 01%、0· 005%、 0. 002%、0. 001%重量/重量的己醇。 6.糖結(jié)晶
[0149] 這一示例性的描述涉及在圖4、圖5和圖6中由數(shù)字X08表示的過程，其中X分別 為4、5或6(圖18中的過程1841)。已知純木糖從過飽和的混合糖溶液中結(jié)晶出來。為了 實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，將由糖精制X07產(chǎn)生的糖溶液流通過蒸發(fā)XlO進(jìn)行濃縮，并在X09中通過層 析分離進(jìn)行分級(jí)分離以產(chǎn)生具有高于75%、78%、80%、82%、84%、85%、86%、88%、90% 的木糖的富含木糖的流（對(duì)應(yīng)于圖18中的1837-A)，以及已去除木糖的半纖維素糖混合 物（對(duì)應(yīng)于圖18中的1837-B)。將來自分級(jí)分離X09的富含木糖的流（對(duì)應(yīng)于圖18中的 1837-A)送入結(jié)晶模塊X08(圖18中的過程1841)，以產(chǎn)生木糖晶體。
[0150] 在一些方法中，富含木糖的流1837-A在其被送入結(jié)晶模塊1841以產(chǎn)生木糖晶體 之前，任選地進(jìn)一步蒸發(fā)?？赏ㄟ^任何合適的手段，例如離心從母液中收獲晶體。根據(jù)結(jié)晶 技術(shù)，可采用適當(dāng)?shù)娜芤?，例如水溶液或溶劑洗滌晶體?？蓪⒕w干燥或再溶解于水中，以 制備木糖糖漿。通常產(chǎn)率為45-60%的潛在的木糖可在20-35小時(shí)、優(yōu)選24-28小時(shí)的周期 內(nèi)結(jié)晶。
[0151] 結(jié)晶后，可使母液半纖維素糖混合物1843再循環(huán)回到分級(jí)分離步驟，因?yàn)槠浒?非常高含量的木糖，例如，>57 %的木糖，>65 %且更典型地>75 %的木糖?；蛘撸蓪⒛敢喊?纖維素糖混合物1843輸送至厭氧消化以從該級(jí)分收獲可得到的能量。
[0152] 在一些實(shí)施方案中，母液半纖維素糖混合物1843是特征在于高木糖濃度的糖混 合物。在一些糖混合物中，糖混合物具有高于65%、67%、69%、70%、71%、72%、73%、 74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%或85%重量/重量的木糖。
[0153] 來自一些硬木和特殊的草如甘蔗渣的糖溶液流可包含至少60%的木糖，更典型地 60-80 %或66-73 %重量/重量的木糖。木糖可用作糠醛和四氫呋喃的細(xì)菌和化學(xué)生產(chǎn)的原 材料。木糖還可用作制備木糖醇（一種對(duì)牙科護(hù)理和糖尿病控制具有有益性質(zhì)的低卡路里 可替代甜味劑）的起始材料，并已表明有助于清除耳和上呼吸道感染。鑒于這些有益性質(zhì)， 木糖醇被摻入到食品和飲料、牙膏和漱口產(chǎn)品、口香糖和糖果產(chǎn)品中。世界木糖醇市場(chǎng)由于 木糖醇相對(duì)于其他非還原性多元醇糖（例如山梨醇、甘露醇）的高價(jià)格而受到限制。本發(fā) 明的方法提供了一種針對(duì)木糖和木糖醇的具有成本效益的生產(chǎn)方法。
[0154] 母液半纖維素糖混合物1843的特征在于一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或更多 個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)、九個(gè)或更 多個(gè)、十個(gè)或更多個(gè)以下特征，該特征包括：（i)與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 15重量/重量的寡 糖；（ii)與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0.40重量/重量的木糖；（iii)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 15重 量/重量的阿拉伯糖；（iv)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 06重量/重量的半乳糖；（V)總和與總?cè)?解糖的比例〈0. 20重量/重量的葡萄糖和果糖；（vi)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 03的甘露糖； (vii)與總?cè)芙馓堑谋壤?.04的果糖；(viii)含量最高為0.01%重量/重量的糠醒；（ix) 含量最高為500ppm的酚；以及（X)痕量的己醇。例如，糖混合物1843是特征在于低寡糖： 總?cè)芙馓潜群透吣咎牵嚎側(cè)芙馓潜鹊幕旌衔铩Ｔ谝恍?shí)施方案中，糖混合物1843是特征在 于低寡糖：總?cè)芙馓潜?、高木糖：總?cè)芙馓潜群偷碗s質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚含量）的混 合物。在一些實(shí)施方案中，糖混合物1843是特征在于低寡糖：總?cè)芙馓潜?、高木糖：總?cè)芙?糖比、低雜質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚含量）和痕量己醇的混合物。在一些實(shí)施方案中，糖 混合物1843是特征在于低寡糖：總?cè)芙馓潜?、高木糖：總?cè)芙馓潜取⒌偷钠咸烟呛凸强偤?與總?cè)芙馓侵?、低雜質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚含量）以及痕量己醇的混合物。
[0155] 在一些實(shí)施方案中，母液半纖維素糖混合物1843是特征在于高木糖：總?cè)芙馓潜?的糖混合物。在一些糖混合物中，木糖與總?cè)芙馓堑谋壤笥讴? 35、0. 40、0. 45、0. 50、0. 55、 0. 60、0. 65、0. 70、0. 75、0. 80或0. 85重量/重量。在一些實(shí)施方案中，母液半纖維素糖混合 物1843是特征在于低寡糖：總?cè)芙馓潜鹊奶腔旌衔铩Ｔ谝恍┨腔旌衔镏?，寡糖與總?cè)芙馓?的比例小于 〇· 005、0· 007、0· 01、0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 10、0· 20、 0. 30或0. 35重量/重量。在一些實(shí)施方案中，母液半纖維素糖混合物1843是低葡萄糖/果 糖含量的糖混合物。在一些糖混合物中，葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤∮讴? 01、 0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 10、0· 20、0· 25、0· 30 或 0· 35 重量 / 重量。 在一些實(shí)施方案中，母液半纖維素糖混合物1843是具有高木糖：總糖比、低寡糖：總?cè)芙馓?比以及低葡萄糖與果糖含量的糖混合物。
[0156] 在一些糖混合物1843中，阿拉伯糖與總?cè)芙馓堑谋壤∮?. 002、0. 003、0. 004、 0· 005、0· 01、0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、0· 10、0· 15、0· 20、0· 25、0· 30 或 0. 35重量/重量。在一些糖混合物1843中，半乳糖與總?cè)芙馓堑谋壤∮?. 001、0. 002、 0·003、0·004、0·005、0· 010、0· 015、0· 020、0· 025、0· 030、0· 035、0· 040、0· 05、0· 06、0· 065、 0. 07、0. 08、0. 09或0. 10重量/重量。在一些糖混合物1843中，甘露糖與總?cè)芙馓堑谋?例小于 〇· 〇〇1、〇· 002、0· 003、0· 004、0· 005、0· 01、0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、 0. 09、0. 10、0. 20或0. 30重量/重量。在一些糖混合物1843中，果糖與總?cè)芙馓堑谋壤?于 0· 001、0· 002、0· 003、0· 004、0· 005、0· 01、0· 02、0· 03、0· 04、0· 05、0· 06、0· 07、0· 08、0· 09、 0. 10、0. 20或0. 30重量/重量。
[0157] 糖混合物1843包括非常低濃度的雜質(zhì)（例如，糠醛和酚）。在一些糖混合物1843 中，糖混合物具有含量最高為 〇. 1 %、〇. 05%、0. 04%、0. 03%、0. 04%、0. 01 %、0. 075%、 0. 005 %、0. 004 %、0. 002 %或0.001 %重量/重量的糠醛。在一些糖混合物1843中，糖混 合物具有含量最高為 500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、lOOppm、60ppm、50ppm、40ppm、30ppm、 20ppm、10ppm、5ppm、lppm、0. lppm、0. 05ppm、0. 02ppm 或 0· Olppm 含量的酚。糖混合物進(jìn)一 步的特征在于痕量的己醇，例如 0.01-0. 02%、0· 02-0. 05%、0· 05-0. 1%、0· 1% -0.2%、 0· 2-0. 5%、0· 5-1%，或者小于 1%、0· 5%、0· 2%、0· 1%、0· 05%、0· 02%、0· 01%、0· 005%、 0. 002%、0. 001%重量/重量的己醇。 7.半纖維素糖產(chǎn)物
[0158] 本節(jié)涉及在糖精制步驟X07處產(chǎn)生的或在步驟X09處由富含木糖的流分級(jí)分離的 混合糖流的用途，其中在圖4、5和6中X分別為4、5或6。這種高純度的混合糖產(chǎn)物可以 在發(fā)酵過程中使用。這樣的發(fā)酵過程可以使用來自以下屬的微生物或遺傳修飾的微生物 (GMO):梭菌屬（Clostridium)、埃希氏菌屬（Escherichia)(例如，大腸桿菌（Escherichia coli))、沙門氏菌屬（Salmonella)、發(fā)酵單胞菌屬（Zymomonas)、紅球菌屬（Rhodococcus)、 假單胞菌屬（Pseudomonas)、芽孢桿菌屬（Bacillus)、腸球菌屬（Enterococcus)、產(chǎn)堿桿菌 (Alcaligenes)、乳桿菌屬（Lactobacillus)、克雷伯氏菌屬（Klebsiella)、類芽孢桿菌屬 (Paenibacillus)、棒桿菌屬（Corynebacterium)、短桿菌屬（Brevibacterium)、畢赤酵母 屬（Pichia)、假絲酵母屬（Candida)、漢遜酵母屬（Hansenula)和酵母屬（Saccharomyces)。 可能特別感興趣的宿主包括食羧寡養(yǎng)菌（Oligotropha carboxidovorans)、大腸桿菌、 地衣芽抱桿菌（Bacillus licheniformis)、浸麻芽抱桿菌（Paenibacillus macerans)、 紅串紅球菌（Rhodococcus erythropoIis)、惡臭假單胞菌（Pseudomonas putida)、 植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum)、屎腸球菌（Enterococcus faecium)、鉤蟲 貪銅菌（Cupriavidus necator)、_ 雞腸球菌（Enterococcus gallinarium)、奠腸 球菌（Enterococcus faecalis)、枯草芽抱桿菌（Bacillus subtilis)和釀酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae)。此外，這些種的任何已知的菌株可用作起始微生物。任 選地，所述微生物可以是選自天藍(lán)色鏈霉菌（Streptomyces coelicolor)、變鉛青鏈霉 菌（Streptomyces Iividans)、吸水鏈霉菌（Streptomyces hygroscopicus)或紅色糖多 孢菌（Saccharopolyspora erytraea)的放線菌。在多個(gè)示例性實(shí)施方案中，所述微生 物可以是選自突光假單胞菌（Pseudomonas fluorescens)、銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa)、枯草芽抱桿菌（Bacillus subtilis)或錯(cuò)狀芽抱桿菌（Bacillus cereus)的 真細(xì)菌。在一些實(shí)例中，微生物或遺傳修飾的微生物是革蘭氏陰性細(xì)菌。
[0159] 通過發(fā)酵制備的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以是，例如，醇、羧酸、氨基酸、用于聚合物工業(yè)的單體 或蛋白質(zhì)。一個(gè)具體的實(shí)例是乳酸，其為制造具有多種用途的聚合物聚乳酸的單體。
[0160] 可以對(duì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物進(jìn)行處理以生產(chǎn)選自去污劑、基于聚乙烯的產(chǎn)品、基于聚丙烯的 產(chǎn)品、基于聚烯烴的產(chǎn)品、基于聚乳酸（聚交酯）的產(chǎn)品、基于聚羥基脂肪酸酯的產(chǎn)品和基 于聚丙烯的產(chǎn)品的消費(fèi)產(chǎn)品。去污劑可包括基于糖的表面活性劑、基于脂肪酸的表面活性 齊IJ、基于脂肪醇的表面活性劑或細(xì)胞培養(yǎng)物衍生的酶。
[0161] 基于聚丙烯的產(chǎn)品可以是塑料、地板拋光劑、地毯、油漆、涂料、粘合劑、分散劑、絮 凝劑、彈性體、丙烯酸玻璃、吸收性物品、失禁墊、衛(wèi)生棉、女性衛(wèi)生產(chǎn)品和尿片。基于聚烯 烴的產(chǎn)品可以是牛奶壺、去污劑瓶、人造奶油容器、垃圾容器、水管、吸收性物品、尿片、無紡 布、HDPE玩具或HDPE去污劑包裝?；诰郾┑漠a(chǎn)品可以是吸收性物品、尿片或無紡布。 基于聚乳酸的產(chǎn)品可以是農(nóng)產(chǎn)品或乳制品的包裝、塑料瓶、可生物降解產(chǎn)品或一次性產(chǎn)品。 基于聚羥基脂肪酸酯的產(chǎn)品可以是農(nóng)產(chǎn)品包裝、塑料瓶、涂布紙、模制或擠出的物品、女性 衛(wèi)生產(chǎn)品、棉塞施放器、吸收性物品、一次性無紡步或擦拭物、醫(yī)用手術(shù)服、粘合劑、彈性體、 薄膜、涂料、水性分散劑、纖維、藥物中間體或粘結(jié)劑。轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以是乙醇、丁醇、異丁醇、 脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇或生物柴油。
[0162] 木糖可以與苯丁酸氮芥反應(yīng)以獲得苯丁酸，4-[雙（2-氯乙基）氨基]-2- β -D-批 喃木糖基酰肼，一種糖基化苯丁酸氮芥類似物，其可用作抗腫瘤和/或抗轉(zhuǎn)移藥物。木糖 可以與苯乙基溴和1_溴_3,3-二甲氧基丙燒反應(yīng)，得到（23,33,43)-2!1-批咯、3,4-二 氫-3, 4-雙（苯基甲氧基）-2_[(苯基甲氧基）甲基]-1-氧化物，作為α-葡糖苷酶抑制 劑用于預(yù)防和/或治療糖尿病、高脂血癥、腫瘤和病毒感染。
[0163] 糖混合產(chǎn)物可被轉(zhuǎn)化為燃料制品，例如，異丁烯縮合產(chǎn)品、噴氣燃料、汽油、汽油 醇、柴油機(jī)燃料、隨時(shí)替代型燃料、柴油機(jī)燃料添加劑或其前體。這種轉(zhuǎn)化可以通過發(fā)酵或 通過催化化學(xué)轉(zhuǎn)化來完成。汽油醇可以是富含乙醇的汽油和/或富含丁醇的汽油。
[0164] 消費(fèi)產(chǎn)品、消費(fèi)產(chǎn)品的前體或消費(fèi)產(chǎn)品的成分可以用轉(zhuǎn)化產(chǎn)物制成，或者包括至 少一種轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，例如，羧酸或脂肪酸；二羧酸；羥基羧酸；羥基二羧酸；羥基脂肪酸；甲基 乙二醛；一元醇、二元醇或多元醇；烷烴；烯烴；芳族化合物；醛；酮；酯；生物聚合物；蛋白 質(zhì)；肽；氨基酸；維生素；抗生素；和藥物。例如，該產(chǎn)品可以是富含乙醇的汽油、噴氣燃料或 生物柴油。
[0165] 消費(fèi)產(chǎn)品可具有約2. OX KT13或更高的碳-14 :碳-12比。消費(fèi)產(chǎn)品可包括如上 所述的消費(fèi)產(chǎn)品的成分以及由除木質(zhì)纖維素材料之外的原材料產(chǎn)生的附加成分。在一些情 況下，成分與由除木質(zhì)纖維素材料之外的原材料產(chǎn)生的附加成分基本上具有相同的化學(xué)組 成。消費(fèi)產(chǎn)品可包括至少IOOppb濃度的標(biāo)記分子。該標(biāo)記分子可以是，例如，己醇、1-乙 基己醇、糠醛或羥甲基糠醛、糠醛或羥甲基糠醛的縮合產(chǎn)物、由糖的焦糖化衍生的有色化合 物、乙酰丙酸、乙酸、甲醇、半乳糖醛酸或甘油。 IV.纖維素水解
[0166] 一旦萃取出半纖維素糖，就可以使木質(zhì)纖維素剩余物流1700-Β經(jīng)歷纖維素水解 1720,以得到酸性水解產(chǎn)物流1720-Α和酸性木質(zhì)素流1720-Β(參見圖17)。優(yōu)選地，在纖 維素水解之前，將生物質(zhì)碾磨或研磨以減小顆粒大小（參見，例如，圖3和圖6,數(shù)字310和 610)。一旦萃取出半纖維素糖，很容易磨碾或研磨木質(zhì)纖維素剩余物。因此，優(yōu)選地在這一 階段碾磨或研磨生物質(zhì)，因?yàn)檫@消耗較少的能量。
[0167] 相較于未研磨的顆粒，如碎片，研磨過的顆?？梢詰腋∮谒庖褐校⒖梢詮娜萜?循環(huán)到容器?？梢杂猛惶自O(shè)備使用相似或相同的操作參數(shù)對(duì)來自不同的木質(zhì)纖維素生 物質(zhì)材料的顆粒進(jìn)行研磨。顆粒大小的減小大大加速了下游的纖維素水解過程。優(yōu)選地， 將木質(zhì)纖維素生物質(zhì)進(jìn)行研磨，使得顆粒的平均大小在100-10, 〇〇〇微米，優(yōu)選400-5, 000， 例如，100-400、400-1，000、1000-3000、3000-5000 或 5000-10, 000 微米的范圍內(nèi)。優(yōu)選地， 將木質(zhì)纖維素生物質(zhì)進(jìn)行研磨，使得顆粒的平均大小小于10, 000、9000、8000、7000、6000、 5000、4000、3000、1000 或 400。
[0168] 任何水解方法和系統(tǒng)可以用于纖維素水解，包括酶方法和化學(xué)方法。例如，如 W02012061085 (出于所有目的通過引用并入本文）所公開的，模擬移動(dòng)床系統(tǒng)可用于纖維 素水解。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種使用攪拌罐水解系統(tǒng)（參見圖8Α)提取纖維 素糖的方法。這種逆流系統(tǒng)有利于纖維素糖的酸水解。當(dāng)使用多個(gè)罐時(shí)，該系統(tǒng)允許對(duì)每 個(gè)單獨(dú)的罐進(jìn)行單獨(dú)的溫度控制。該系統(tǒng)可適應(yīng)于多種木質(zhì)纖維素生物質(zhì)材料。
[0169] 如圖8Α所示，利用包括錘式粉碎機(jī)和銷棒粉碎機(jī)在內(nèi)的粉碎機(jī)將水分含量為 5-85 %重量/重量的木質(zhì)纖維素剩余物流1700-Β碾磨或研磨至400-5000微米（優(yōu)選約 1400微米）的顆粒大小。如果水分含量高于15%，則將研磨的木質(zhì)纖維剩余物干燥至具有 彡15%的水分。該水解系統(tǒng)包括如圖8A所示串聯(lián)連接的、數(shù)目為n(例如，η = 1-9,優(yōu)選4) 的攪拌罐。通過使每個(gè)罐中的溶液發(fā)生攪拌的高壓高流速泵,將罐中含有酸、溶解糖和懸浮 生物質(zhì)的水性液體進(jìn)行循環(huán)。流動(dòng)管線還裝配有固/液分離裝置（例如，過濾器、膜或水力 旋流器），其允許至少一些液體和溶解的分子（即酸和糖）滲透，從而產(chǎn)生滲透物（或?yàn)V出 液）流。至少一些進(jìn)料液體被固/液分離裝置保留，以產(chǎn)生滲余物流，從而導(dǎo)致反應(yīng)器中液 體的攪拌。具有至少41 %的酸濃度的超共沸HCl溶液進(jìn)料至罐η。罐η的分離單元的滲透 物進(jìn)料到反應(yīng)器η-1中，而至少部分滲余物再循環(huán)回到罐η。罐η-1的滲透物進(jìn)料到罐η-2 中，而滲余物再循環(huán)回到罐η-1，以此類推。離開該系列的罐1的滲透物是酸性水解產(chǎn)物流 1720-Α。每個(gè)攪拌罐反應(yīng)器中的固體濃度可以維持在3-15%、3-5%、5-10%或10-15%重 量/重量。總體而言，生物質(zhì)保留在該系統(tǒng)中超過10至48小時(shí)。每個(gè)反應(yīng)器的溫度單獨(dú) 控制在5至40°C的范圍內(nèi)。
[0170] 在一些實(shí)施方案中，將研磨的木質(zhì)纖維素剩余物流1700-B加入到一系列攪拌罐 反應(yīng)器（例如，1至9個(gè)反應(yīng)器，優(yōu)選4個(gè)反應(yīng)器）的第一階段。通過反應(yīng)器內(nèi)的液體的攪 拌或再循環(huán)對(duì)漿料進(jìn)行混合。罐1的至少一些滲余物進(jìn)料到罐2中；罐2的至少一些滲余 物進(jìn)料到罐3中，以此類推。最后，酸性木質(zhì)素流1720-B從罐η離開，去往木質(zhì)素洗滌系統(tǒng)。
[0171] 在一些實(shí)施方案中，將濃鹽酸（>35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%或優(yōu)選 42% )加入到該系列的最后一個(gè)反應(yīng)器中，并且濃度較低的鹽酸（約25%、26%、27%、 28% 或優(yōu)選31 % )從該系列的第一個(gè)反應(yīng)器離開。
[0172] 在一些實(shí)施方案中，水解的糖從該系列的第一反應(yīng)器離開。將包含酸和纖維素糖 的酸性水解物流1720-A從最后一個(gè)反應(yīng)器轉(zhuǎn)移到倒數(shù)第二個(gè)反應(yīng)器中，以此類推，直至水 解產(chǎn)物離開第一個(gè)反應(yīng)器以供額外的純化。在示例性的反應(yīng)器系統(tǒng)中，離開第一個(gè)反應(yīng)器 的水解產(chǎn)物包含8-16 %的糖和鹽酸。在一些實(shí)施方案中，酸性水解產(chǎn)物流1720-A可以包含 超過8%、9(%、10(%、11 (%、12(%、13(%、14(%的溶解糖。在一些實(shí)施方案中，酸性水解產(chǎn)物流 17204可以包含超過22%、24%、26%、28%、30%、32%、34%或36%的！1(：1。在一些實(shí)施 方案中，酸性水解產(chǎn)物流1720-A可以包含少于32 %、30 %、28 %、26 %、24 %、22 %或20 %的 HCl。
[0173] 所有反應(yīng)器中的溫度保持在5_80°C，例如15_60°C，優(yōu)選10_40°C的范圍內(nèi)。生物 質(zhì)在所有反應(yīng)器中的總停留時(shí)間可以為1至5天，例如1至3天，優(yōu)選10至48小時(shí)。
[0174] 優(yōu)選地，當(dāng)使用多個(gè)攪拌罐反應(yīng)器時(shí)，在木質(zhì)纖維素剩余物流1700-B被引入第一 個(gè)反應(yīng)器之前，離開中間反應(yīng)器（例如，反應(yīng)器2或3)的水性酸水解產(chǎn)物流的至少一部分 與1700-B流混合。在與第一個(gè)反應(yīng)器中的強(qiáng)酸接觸之前，1700-B流用來自中間反應(yīng)器的水 性酸水解產(chǎn)物流預(yù)水解。優(yōu)選地，將預(yù)水解混合物加熱至15至60°C，優(yōu)選25至40°C，最優(yōu) 選40°C的溫度5分鐘至1天，優(yōu)選15-20分鐘。在一個(gè)實(shí)例中，使用攪拌罐反應(yīng)器水解桉木。 在最初向酸中引入桉木時(shí)，由于纖維素糖的低聚物的快速溶出，粘度在最初時(shí)增加，高粘度 阻礙了將水溶液泵送和再循環(huán)通過該系統(tǒng)的能力；研磨的木質(zhì)纖維素剩余物流1700-B與 中間反應(yīng)器水解產(chǎn)物在升高的溫度下的短時(shí)攪拌加速了溶解的低聚物進(jìn)一步水解成單體， 伴隨著粘度的降低。在另一實(shí)例中，桉木首先與第2階段流出的酸溶液（即濃度約33% ) 在35-50°C下接觸15-20分鐘。預(yù)水解的桉木可更快地進(jìn)料到該系統(tǒng)內(nèi)，并且在攪拌罐反應(yīng) 器中進(jìn)一步水解。
[0175] 攪拌罐反應(yīng)器可用于多種材料，包括硬木、軟木和甘蔗渣。使用4反應(yīng)器攪拌罐系 統(tǒng)的示例性結(jié)果在圖8B中示出。
[0176] 纖維素水解后，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中剩余的殘余物形成酸性木質(zhì)素流1720-B?？?將酸性木質(zhì)素流1720-B進(jìn)一步處理并精制，以產(chǎn)生如本文中更詳細(xì)描述的新的木質(zhì)素組 合物。由纖維素水解而產(chǎn)生的酸性水解產(chǎn)物流1720-A如下文所述進(jìn)一步精制。 V.纖維素糖精制
[0177] 本發(fā)明提供了糖精制方法。具體地，本方法有效地從含有無機(jī)酸（例如，HCl或 H2SO4)的酸性水解產(chǎn)物流1720-A中精制糖。根據(jù)本文所述實(shí)施方案的輸出纖維素糖組合 物具有高單糖含量。
[0178] 根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案的纖維素糖精制的示例性方法提供于圖19中（過程 1900)。可以使酸性水解產(chǎn)物流1720-A經(jīng)歷Sl溶劑萃取1921，在此期間酸性水解產(chǎn)物流 1720-A與Sl溶劑萃取劑接觸，并且酸從1720-A流萃取至Sl溶劑萃取劑中。將得到的混 合物分離成含有酸和Sl溶劑萃取劑的第一流1921-A(有機(jī)流）和含有纖維素糖的第二流 1921-B (水性流）。
[0179] 任選地，Sl溶劑萃取1921可以在多個(gè)步驟中進(jìn)行，例如，在兩個(gè)或更多個(gè)步驟中 進(jìn)行。優(yōu)選地，Sl溶劑萃取1921在兩個(gè)步驟中進(jìn)行：1921-1和1921-11。在一些方法中， 在萃取1921-1過程中，酸性水解產(chǎn)物流1720-A中的酸濃度降低到低于15%、低于14%、低 于13%，低于12%或更低，從而導(dǎo)致部分脫酸的水解產(chǎn)物。在一些方法中，將部分脫酸的水 解產(chǎn)物蒸發(fā)，以去除水，從而提高糖和酸的濃度（例如，13 %至14%重量/重量的酸濃度）。 優(yōu)選地，在萃取1921-11過程中再次用Sl溶劑萃取濃縮的部分脫酸的水解產(chǎn)物，從而產(chǎn)生 含有小于5%、小于4%、小于3%，優(yōu)選2-3%或更少的酸的糖流。
[0180] 在一些方法中，對(duì)流1921-A進(jìn)行洗滌以通過用20-25%的HCl流萃取來回收糖。 在一些方法中，萃取1921-A、萃取1921-B、與第一流1921-A的接觸以及反萃取1950在 40-60°C、45-55°C，優(yōu)選 50°C下進(jìn)行。
[0181] 在一些方法中，用來自下游分級(jí)分離過程1930的低聚糖1931以及任選地用另外 的水性流稀釋第二流1921-B。當(dāng)?shù)途厶?931與第二流1921-B合并時(shí)，第二流1921-B中殘 余的酸將低聚糖水解（圖19中的"二次水解"過程1929)。
[0182] 第二流1921-B可任選地與強(qiáng)酸性陽離子交換劑1922接觸，從而將鹽轉(zhuǎn)化為它們 各自的酸。然后用胺萃取劑萃取糖流以去除無機(jī)酸、有機(jī)酸、糠醛、酸溶性木質(zhì)素（圖19中 的過程1923)，在此期間，糖流與包含胺和稀釋劑的胺萃取劑接觸。將所得的混合物分離成 含有酸和胺萃取劑的第三流1923-A(有機(jī)流）以及含有纖維素糖的第四流1923-B(水性 流）。在一些方法中，與胺萃取劑的接觸在50-801：、55-701：，優(yōu)選701：下進(jìn)行。
[0183] 然后通過蒸發(fā)對(duì)第四流1923-B進(jìn)行純化以去除溶解在水相中的殘余稀釋劑，隨 后進(jìn)行離子交換方法1924,包括用于去除胺的強(qiáng)酸性陽離子交換劑1925和任選地隨后的 弱堿性陰離子交換劑1926?？梢匀芜x地將已去除胺并中和的水解產(chǎn)物1924-A蒸發(fā)（圖19 中的過程1927)，以形成纖維素糖流1928,其可以進(jìn)一步分級(jí)分離以獲得高單體C6糖如葡 萄糖（圖19中的過程1930)。分級(jí)分離從低聚糖流1931中分離單體糖流1932。
[0184] 任選地可以將單體糖流1932蒸發(fā)至較高濃度（過程1933)，隨后用離子交換劑進(jìn) 行中和（過程1934)。中和的單體糖流隨后任選地再次蒸發(fā)（圖19中的過程1935)，以產(chǎn) 生纖維素糖混合物1936。
[0185] 可以回收糖耗盡的流1921-A中的酸（圖19中的過程1940)。溶劑的至少一部分 可以純化并再循環(huán)回到Sl溶劑萃取1921中?？梢岳檬胰芤海ɡ缪趸}、氫氧化鈣、 碳酸鈣或其組合）進(jìn)一步純化Sl溶劑的一部分，并且純化的溶劑可以再循環(huán)回到Sl溶劑 萃取1921。
[0186] 可以用含有堿的水溶液對(duì)第三流1923-A進(jìn)行反萃?。▓D19中的過程1950)。反 萃取的胺可以再循環(huán)回到胺萃取1923?？梢杂檬胰芤海ɡ缪趸}、氫氧化鈣、碳酸鈣或 其組合）純化溶劑的至少一部分（圖19中的過程1960)，并且純化的溶劑可以再循環(huán)回到 胺萃取1923。
[0187] 以下提供了這些示例性纖維素糖精制實(shí)施方案的更詳細(xì)的描述。 1. 預(yù)蒸發(fā)
[0188] 在纖維素水解之后和Sl溶劑萃取1921之前，可以任選地對(duì)酸性水解產(chǎn)物流 1720-A進(jìn)行蒸發(fā)（圖19中的過程1910)，以濃縮糖并去除無機(jī)酸（例如，HC1)。例如，所述 流中的HCl濃度（例如，約33%)高于其共沸物（約22%)，糖流可以先進(jìn)行蒸發(fā)以將酸氣 體移除至共沸物。然后將1720-A流蒸發(fā)至允許多效濃縮的共沸物的目標(biāo)糖濃度。通過該 過程可以得到具有約30%干固體含量的蒸發(fā)的糖溶液。
[0189] 蒸發(fā)的糖流（例如，具有共沸HC1)可以如下所述用萃取劑萃?。▓D19中的過程 1921)?；蛘?，酸性水解產(chǎn)物流1720-A(例如，具有超共沸HC1，例如，22-33%或更多的HC1) 可直接用萃取劑萃取而無需蒸發(fā)步驟。 2. 萃取
[0190] 優(yōu)選的萃取劑是含有Sl溶劑的萃取劑（圖19中的過程1921)。適于在萃取中使 用的Sl溶劑是在Iatm下的沸點(diǎn)為KKTC至200°C并且與水形成非均相共沸物的溶劑。在 一些Sl溶劑中，非均相共沸物具有在Iatm下低于KKTC的沸點(diǎn)。例如，溶劑Sl可以是含 有醇或煤油的溶劑。適于制備Sl溶劑的醇的實(shí)例包括丁醇、異丁醇、己醇、辛醇、癸醇、十二 烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十八烷醇、二十烷醇、二十二烷醇、二十四烷醇和三十 烷醇。優(yōu)選地，Sl溶劑是長(zhǎng)鏈醇（例如06、08、(：10、(：12、(：14、(：16醇）或煤油。更優(yōu)選地， Sl溶劑包含正己醇或2-乙基己醇或其混合物。最優(yōu)選地，Sl溶劑包含正己醇。在一些實(shí) 施方案中，Sl溶劑由或基本上由正己醇組成。
[0191] 任選地，Sl溶劑包含一種或多種另外的成分。在一些方法中，Sl溶劑包含一種或 多種酮、一種或多種具有至少5個(gè)碳原子的醛或另一種醇。
[0192] 萃取可以在逆流系統(tǒng)中進(jìn)行。任選地，萃取可以在多個(gè)萃取柱中進(jìn)行，例如，在兩 個(gè)萃取柱中進(jìn)行。在第一柱中，將酸萃取到萃取劑中，使得糖流中的酸濃度小于共沸物。離 開柱1的萃取劑可任選地用共沸酸水溶液洗滌，以將吸收在萃取劑中的任何糖回收到水溶 液中，其可在水解中再循環(huán)。對(duì)現(xiàn)在具有低于共沸的酸濃度的糖流進(jìn)行蒸餾。將糖溶液再 濃縮，從而再次達(dá)到較高的酸濃度。再濃縮的糖溶液可以用萃取劑進(jìn)行萃取以去除殘余的 酸?？傮w上,酸回收率可以超過97. 5%。
[0193] 可以通過各種方法對(duì)用共沸酸水溶液洗滌的萃取劑的一部分（例如，5-20%， 10-15% )進(jìn)行純化，以去除酸、酯、可溶性雜質(zhì)如糠醛和酚。例如，如W02012018740(出于 所有目的通過引用并入本文）中所公開的，可通過應(yīng)用石灰純化萃取劑。優(yōu)選地，用10% 濃度的石灰處理萃取劑。優(yōu)選地，使用5-10:1的石灰：溶劑比進(jìn)行純化。將混合物例如在 85°C下加熱1小時(shí)。混合物中殘余的鹽可以通過分離手段（例如過濾或離心等）去除。純 化的萃取劑隨后再循環(huán)回到洗滌后的萃取劑。 3. 酸回收
[0194] 可以用水對(duì)第一流1921-A(負(fù)載酸的Sl溶劑萃取劑）進(jìn)行反萃取以回收酸（圖 19中的過程1940)。在酸回收后，無酸萃取劑（例如，具有小于0.3-0. 5%的酸含量）返回 至萃取?；厥蘸屑s15-20%的酸的水溶液，其可以在下游過程中使用，例如用于洗滌木質(zhì) 素。
[0195] 任選地，在酸回收1940之前，可以用水溶液（優(yōu)選酸性水溶液）洗滌第一流 1921-A，以回收該流中的任何糖。在一些方法中，用共沸酸溶液洗滌第一流1921-A。通常， 在洗滌后，胺萃取劑流1923-A具有小于5%、2%、1 %、0. 5%、0. 2%、0. 1 %、0. 05%的糖。
[0196] 酸回收可以通過任何合適的方法進(jìn)行。優(yōu)選地，酸回收通過在具有至少一個(gè)低壓 蒸發(fā)器和至少一個(gè)高壓蒸發(fā)器的蒸發(fā)模塊中處理至少一部分反萃取物而進(jìn)行。
[0197] 在一些方法中，蒸發(fā)模塊可以產(chǎn)生超共沸HCl水溶液和亞共沸HCl水溶液。例如， 低壓蒸發(fā)器產(chǎn)生超共沸HCl水溶液，而高壓蒸發(fā)器產(chǎn)生亞共沸HCl水溶液。在一些實(shí)施方 案中，"高壓"表示超大氣壓，而"低壓"表示亞大氣壓。"超共沸"和"亞共沸"表示在環(huán)境溫 度和環(huán)境壓力下相對(duì)于水/HCl混合物的共沸HCl濃度的HCl濃度。"亞共沸"
[0198] 在一些其他方法中，蒸發(fā)模塊產(chǎn)生亞共沸酸濃縮物和超共沸氣態(tài)HCl。任選地，低 壓蒸發(fā)器產(chǎn)生亞共沸酸濃縮物，其含有例如在原來基礎(chǔ)上（on as is basis)最多2%、1%、 0. I %或0.01 %的HCl。任選地，高壓蒸發(fā)器產(chǎn)生超共沸氣態(tài)HCl。優(yōu)選地，低壓蒸發(fā)器產(chǎn)生 亞共沸酸濃縮物，高壓蒸發(fā)器產(chǎn)生超共沸氣態(tài)HCl。
[0199] 再循環(huán)的HCl流包括來自高壓蒸發(fā)器的氣態(tài)HCl (例如，在吸收劑處吸收到水溶液 中之后）。氣態(tài)HCl可與共沸流混合，以產(chǎn)生42%的酸，以供在兩階段降膜吸收器系統(tǒng)中進(jìn) 行水解。
[0200] 可以進(jìn)一步用石灰懸浮液（例如，5%、10%、15%、20%、25%重量/重量的石灰溶 液）處理第一流1921-A。溶劑與石灰懸浮液的比例可以在4-10、4-5、5-6、6-7、7-8、8-9或 9-10的范圍內(nèi)。處理可以在任何合適的裝置，例如恒溫混合罐中進(jìn)行。溶液可在80-90°C 加熱至少1小時(shí)。石灰與殘余的有機(jī)酸和有機(jī)酸的酯反應(yīng)，并有效地吸收存在于有機(jī)相中 的有機(jī)雜質(zhì)，例如酸溶性木質(zhì)素和糠醛，如通過顏色從深到淺的變化而直觀看到的?？梢?過濾或離心被污染的石灰和雜質(zhì)以回收純化的有機(jī)相，該有機(jī)相用水洗滌并再循環(huán)回到Sl 溶劑萃取1921?？梢詫⑺粤鬓D(zhuǎn)移到其他水性廢物流?？捎墒曳磻?yīng)形成的任何固體餅可 以在廢水處理廠中使用，作為例如來自離子交換再生的殘余酸的中和鹽。 4. 二次水解
[0201] 第二流1921-B(已去除酸的糖流）仍然含有殘余量的氨基酸和低聚糖，通常為 2-3%。本發(fā)明的方法任選地提供了二次水解步驟1929,其中糖流中殘余的酸催化低聚糖向 單體糖的轉(zhuǎn)化。
[0202] 任選地，第二流1921-B與來自下游分級(jí)分離步驟的回收的低聚糖流1931合并，并 且任選地與另外的水性流合并。
[0203] 二次水解可在高于60°C，例如70°C -130°C、80°C -120°C或90°C -IKTC的溫度下 進(jìn)行。優(yōu)選地，反應(yīng)在120°C下進(jìn)行。二次水解可以進(jìn)行至少10分鐘、20分鐘至6小時(shí)、30 分鐘至4小時(shí)或45分鐘至3小時(shí)。優(yōu)選地，該反應(yīng)進(jìn)行約一小時(shí)。
[0204] 通常，在這些條件下的二次水解增大了單體糖的產(chǎn)率，具有最小的糖降解或沒有 糖降解。二次水解前，糖流通常含有30-50%的低聚糖。
[0205] 二次水解后，作為相對(duì)于總糖的分?jǐn)?shù)，糖流的單體糖含量可以大于 80 %、85 %或90 %。優(yōu)選地，作為相對(duì)于總糖的分?jǐn)?shù)，二次水解后的糖流含有86-89 %或甚 至高于90%的單糖。通常，水解過程中單體糖的降解可小于1 %、小于0.2%、小于0. 1 %或 小于0. 05%。
[0206] 二次水解法可以更普遍地應(yīng)用于水解任何低聚糖流。優(yōu)選地，低聚糖流（例如，第 二流1921-B，回收的低聚糖流1931，或第二流1921-B和回收的低聚糖流1931的混合物）在 二次水解前稀釋（例如，稀釋至低于5%、6%、7%、8%、9%、10%、11 %、12%、13%、14%、 15 %、16 %、17 %、18 %、19 %、20 %重量/重量的糖濃度）。在一些二次水解法中，糖流中 的酸濃度可以通過向糖流中添加酸來增加。在一些方法中，用于進(jìn)行二次水解的酸濃度為 0· 1%、0· 2%、0· 3%、0· 4%、0· 5%、0· 6%、0· 7%、0· 8%、0· 9%、1· 0%、2· 0%或5. 0%。優(yōu)選 地，糖流含有0. 6-0. 7%的酸和11 %的糖。 5.胺萃取
[0207] 優(yōu)選地，對(duì)來自萃取和/或二次水解1929的糖流進(jìn)行脫酸以耗盡該糖流中的酸。 任選地，該糖流可以先與強(qiáng)酸性陽離子交換劑1922接觸以將鹽轉(zhuǎn)化成其各自的酸。該糖流 然后可以用含有胺堿和稀釋劑的萃取劑進(jìn)行萃?。ɡ?，逆流），以去除無機(jī)酸、有機(jī)酸、糠 醛、酸溶性木質(zhì)素（圖19中的過程1921)。胺萃取可以在與以上就半纖維素糖純化所描述 的條件相同或相似的條件下進(jìn)行。
[0208] 胺萃取劑可含有10-90 %或優(yōu)選20-60 %重量/重量的一種或多種具有至少20個(gè) 碳原子的胺。這樣的胺可為伯胺、仲胺和叔胺。叔胺的實(shí)例包括三月桂胺（TLA ;例如COGNIS ALAMINE 304,來自 Cognis CorporationJucson AZ ;USA)、三辛胺、三異辛胺、三辛酰胺和 三癸胺。
[0209] 適于在胺萃取中使用的稀釋劑包括醇，如丁醇、異丁醇、己醇、辛醇、癸醇、十二烷 醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十八烷醇、二十烷醇、二十二烷醇、二十四烷醇和三十烷 醇。優(yōu)選地，稀釋劑是長(zhǎng)鏈醇（如C6、C8、C10、C12、C14、C16醇）或煤油。稀釋劑可以具有 額外的組分。更優(yōu)選地，稀釋劑包含正己醇或2-乙基己醇。最優(yōu)選地，稀釋劑包含正己醇。 在一些實(shí)施方案中，稀釋劑由或基本上由正己醇組成。
[0210] 任選地，稀釋劑含有一種或多種額外的組分。在一些方法中，稀釋劑含有一種或多 種酮、一種或多種具有至少5個(gè)碳原子的醛或另一種醇。
[0211] 優(yōu)選地，胺是三月桂胺且稀釋劑是己醇。優(yōu)選地，胺萃取溶液含有比例為3 :7的三 月桂胺和己醇。
[0212] 胺萃取可以在胺為可溶時(shí)的任何溫度下，優(yōu)選在50-70°C下進(jìn)行。任選地，可以使 用超過一個(gè)萃取步驟（例如，2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)步驟）。胺萃取劑流（有機(jī)相）與半纖維素糖 流1800-A(水相）的比例可以是0· 5-5 :1，1-2· 5 :1，或優(yōu)選I. 5-3. 0 :1。
[0213] 胺萃取方法可以更普遍地應(yīng)用于精制或純化任何糖流（例如，半纖維素糖流、纖 維素糖流、混合糖流），特別是溫和酸性糖流（例如，含有1-5%、0. 1-1 %、1-2 %、2-3%、 3- 4%、5-6%重量/重量的酸）。根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案的胺萃取方法對(duì)精制或純化含 有雜質(zhì)的糖流特別有用。糖流中典型的雜質(zhì)包括灰分、酸溶性木質(zhì)素、脂肪酸、有機(jī)酸（例 如乙酸和甲酸）、甲醇、蛋白質(zhì)和/或氨基酸、甘油、留醇、松香酸和蠟樣物質(zhì)。通常，使用胺 萃取法，可以將糖流純化到具有小于l%、〇. 8%、0. 6%、0. 5%、0. 4%、0. 2%重量/重量或 更少的雜質(zhì)。在一些方法中，可以將糖流純化到具有小于1 %、〇. 8%、0. 6%、0. 5%、0. 4%、 0. 2 %重量/重量或更少的酸。 8. 反萃取
[0214] 第三流1923-A(負(fù)載酸的胺萃取劑）含有無機(jī)酸和有機(jī)酸，以及從生物質(zhì)中提取 的雜質(zhì)和糖的降解產(chǎn)物?？梢栽诜摧腿〔襟E1950中從第三流1923-A中萃取出酸。反萃取 可以在與以上就半纖維素糖純化所描述的條件相同或相似的條件下進(jìn)行。
[0215] 任選地，在反萃取1950之前，可以用水溶液洗滌胺萃取劑流1923-A以回收該流 中的任何糖。通常，在洗滌后，胺萃取劑流1923-A具有小于5%、2%、1%、0. 5%、0. 2%、 0· 1%、0· 05%的糖。 9. 溶劑鈍化
[0216] 在去除酸后現(xiàn)已中和的胺萃取劑流可用水進(jìn)行洗滌，以去除來自反萃取的剩余的 鹽（圖19中的過程1960)。對(duì)于能夠用水部分地飽和的某些混合萃取劑而言這是特別優(yōu)選 的（例如，在某些醇的情況下）。洗滌流可以與反萃取水性流合并。溶劑純化I960可以在 與以上就半纖維素糖純化所描述的條件相同或相似的條件下進(jìn)行。
[0217] 可以用石灰懸浮液（例如，5%、10%、15%、20%、25%重量/重量的石灰溶液）處 理轉(zhuǎn)移到純化步驟的級(jí)分（圖19中的過程1960)。溶劑與石灰懸浮液的比例可以在4-10、 4- 5、5-6、6-7、7-8、8-9或9-10的范圍內(nèi)。處理可以在任何合適的裝置，例如恒溫混合罐中 進(jìn)行。溶液可在80-90°C下加熱至少1小時(shí)。石灰與殘余的有機(jī)酸及有機(jī)酸的酯反應(yīng)，并有 效地吸收存在于有機(jī)相中的有機(jī)雜質(zhì)，如酸溶性木質(zhì)素和糠醛，如通過顏色從深到淺的變 化而直觀看到的?？梢赃^濾或離心被污染的石灰和雜質(zhì)以回收純化的有機(jī)相，該有機(jī)相用 水洗滌并再循環(huán)回到胺萃取步驟（圖19中的過程1923)?？梢詫⑺粤鬓D(zhuǎn)移到其他水性廢 物流?？捎墒曳磻?yīng)形成的任何固體餅可以在廢水處理廠中使用，作為例如來自離子交換 再生的殘余酸的中和鹽。 10. 糖鈍化
[0218] 可以進(jìn)一步純化第四流1923-B(脫酸的水性流）中的糖。糖純化可以在與以上就 半纖維素糖純化所描述的條件相同或相似的條件下進(jìn)行。
[0219] 例如，第四流1923-B可以與強(qiáng)酸性陽離子（SAC)交換劑1925接觸，以去除任何殘 余的金屬陽離子和任何殘余的胺，優(yōu)選地隨后接觸弱堿性陰離子（WBA)交換劑1926以去 除過量的質(zhì)子?？梢詫?duì)已去除胺并中和的水解產(chǎn)物1924-A進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，并在任何常規(guī)蒸 發(fā)器，例如多效蒸發(fā)器或機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR)蒸發(fā)器（圖19中的過程1927)中蒸發(fā)至 25-65 %，優(yōu)選30-40 %重量/重量的溶解糖。還可以通過蒸發(fā)去除存在于水相中的任何殘 余溶劑。例如，溶劑與水形成非均相共沸物，并且可以將其分離，并返回到溶劑循環(huán)。可以 使?jié)饪s的糖溶液與混合床樹脂系統(tǒng)接觸，以去除任何殘余的離子或有色體。如果需要的話， 可以進(jìn)一步用任何常規(guī)蒸發(fā)器或MVR濃縮此時(shí)精制的糖溶液。
[0220] 所得纖維素糖流1928是高度純化的糖溶液，其具有高單體比，例如，占總?cè)芙馓?的約85-95%的單糖。糖的組成依賴于起始生物質(zhì)的組成。在所有情況下所述流的純度可 足以用于使用這些糖的發(fā)酵過程和/或催化過程。 11.糖分級(jí)分離
[0221] 可以將纖維素糖流1928分級(jí)分離成單體糖流1932和低聚糖流1931 (圖19中的 過程1930)。纖維素糖流1928是高度濃縮的糖流。在一些實(shí)施方案中，纖維素糖流1928可 以包括至少40%、45%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%或58%或中間的或更高濃 度的總糖。任選地，1928流包括40-75%、45-60%或48-68%重量/重量的總糖。
[0222] 圖16是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案的纖維素糖分級(jí)分離的方法的簡(jiǎn)化流程圖。 如圖16中的過程1610所示，在一些實(shí)施方案中，在將纖維素糖流1928進(jìn)料至1610中的層 析樹脂之前，使纖維素糖流1928與陰離子交換劑接觸。該陰離子交換劑可以是弱堿性樹脂 陰離子交換劑（WBA)或具有至少20個(gè)碳原子的陰離子胺。
[0223] 然后將纖維素糖流1928 (纖維素單體糖和低聚糖的混合物）進(jìn)料至層析樹脂。任 選地，可以將來自二次水解的糖引入低酸（例如，小于0. 5%、0. 4%、0. 3%、0. 2%或0. 1% 的HC1)纖維素糖流1928。
[0224] 接著，向?qū)游鰳渲M(jìn)料水溶液（任選地是水），以產(chǎn)生相對(duì)于在1610處進(jìn)料的混 合物富含低聚糖（相對(duì)于總糖）的低聚體切取級(jí)分（cut) 1622,以及相對(duì)于在1610處進(jìn)料 的混合物富含單體糖（相對(duì)于總糖）的單體切取級(jí)分1624(圖16中的過程1620)。在一 些實(shí)施方案中，單體切取級(jí)分1624可具有占總糖至少80%、82%、84%、86%、88%、90%、 92%、94%、96%或98 %的單體糖（以重量計(jì)）。在過程1620處進(jìn)料至層析樹脂的水溶液 可以是來自先前蒸發(fā)步驟的水，或來自壓力洗滌的半纖維素糖流，如共同未決的申請(qǐng)PCT/ US2012/064541所述（出于所有目的通過引用并入本文）。在一些實(shí)施方案中，低聚體切取 級(jí)分1622包含從在1610處進(jìn)料的樹脂中回收的總糖的至少5%、10%、20%、30%、40%、 50 %或中間的或更大的百分比。
[0225] 在一些實(shí)施方案中，可以進(jìn)一步處理低聚體切取級(jí)分1622。例如，可濃縮或蒸發(fā)低 聚體切取級(jí)分1622。在一些實(shí)施方案中，將低聚體切取級(jí)分1622中的低聚糖進(jìn)行水解（過 程1630)，從而提高低聚體切取級(jí)分1622中單體與低聚體的比例。在一些實(shí)施方案中，水解 1630由濃度不超過I. 5%、1. 0%、0. 8%、0. 7%、0. 6%或0. 5%的HCl催化。在一些實(shí)施方案 中，水解 1630 由按重量計(jì)濃度不超過 I. 5%、1. 2%、1%、0. 9%、0. 8%、0. 7%、0. 6%、0. 5% 的HCl催化。在一些實(shí)施方案中，水解1630由濃度為0. 3-1. 5%、0. 4-1. 2%或0. 45-0. 9% 重量/重量的HCl催化。在一些實(shí)施方案中，水解430在60-150°C、70-140°C或80-130°C的 溫度下進(jìn)行?？赏ㄟ^低聚體切取級(jí)分1622中的至少一部分低聚糖的水解1630來制備富含 單體糖（相對(duì)于總糖）的二次水解產(chǎn)物1632。在一些實(shí)施方案中，來自二次水解產(chǎn)物1632 的糖用作在1610處進(jìn)料的糖混合物的一部分。
[0226] 在一些實(shí)施方案中，二次水解產(chǎn)物1632含有相對(duì)于總糖含量至少70 %、72 %、 74%、76%、78%、80%、82%、84%、86%、88%、90%或 95% 的單糖。在一些實(shí)施方案中，二 次水解產(chǎn)物 1632 的總糖含量至少為 86%、88%、90%、92%、94%、96%、98%、99%、99· 5% 或99. 9% (重量）的糖含量。
[0227] 單體切取級(jí)分1624形成單體糖流1932。在利用離子交換劑1934中和之前可以任 選地將單體糖流1932蒸發(fā)至較高濃度（圖19中的過程1933)。然后任選地再次蒸發(fā)中和 的單體糖流（圖19中的過程1935)。最終產(chǎn)物是高濃度的纖維素糖混合物1936。
[0228] 所得高濃度的纖維素糖混合物1936的特征在于一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、 三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)以下特性，包括：（i)與總?cè)?解糖的比例>0. 85的單糖；（ii)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 40-0. 70的范圍內(nèi)的葡萄糖； (^1)1-2〇〇--111的氯化物；（10最多〇.〇1%重量/重量的量的糠醛 ；（0最多5〇〇--111的量 的酚；以及（vi)痕量的己醇。例如，該糖混合物可以是以高的單糖（特別是葡萄糖）與總?cè)?解糖的比例為特征的混合物。在一些實(shí)施方案中，該糖混合物的特征在于高的單糖與總?cè)?解糖的比例、高的葡萄糖與總?cè)芙馓堑谋壤约發(fā)_200ppm的氯化物。在一些實(shí)施方案中， 該糖混合物的特征在于高的單糖與總?cè)芙馓堑谋壤?、高的葡萄糖與總?cè)芙馓堑谋壤偷碗s 質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚）。在一些實(shí)施方案中，該糖混合物的特征在于高的單糖與總?cè)?解糖的比例、高的葡萄糖與總?cè)芙馓堑谋壤?、低雜質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚）和痕量的己 醇。在一些實(shí)施方案中，該糖混合物的特征在于高的單糖與總?cè)芙馓堑谋壤?、高的葡萄糖與 總?cè)芙馓堑谋壤⒌碗s質(zhì)含量（例如，低糠醛和酚）、痕量的己醇和l_2〇〇ppm的氯化物。
[0229] 高濃度的C6糖混合物具有高單糖含量。在一些實(shí)施方案中，單體糖流含有單 糖與總?cè)芙馓侵却笥讴? 60、0. 65、0. 70、0. 75、0. 80、0. 85、0. 90、0. 95或0. 99的糖混合 物。在一些實(shí)施方案中，該單體糖流含有葡萄糖與總?cè)芙馓侵仍?. 40-0. 70、0. 40-0. 50、 0. 50-0. 60、0. 60-0. 70或0. 40-0. 60的范圍內(nèi)的糖混合物。在一些實(shí)施方案中，該單體糖流 包含具有高單體糖含量且葡萄糖與總?cè)芙馓侵仍讴? 40-0. 70的范圍內(nèi)的糖混合物。
[0230] 在一些實(shí)施方案中，該單體糖流含有木糖與總?cè)芙馓侵仍?.03-0. 12、 0· 05-0. 10、0· 03-0. 05、0·05-0.075、0·075-0.10、0· 12-0. 12、0· 12-0. 15 或 0· 15-0.20 的范圍內(nèi)的糖混合物。在一些實(shí)施方案中，該單體糖流含有阿拉伯糖與總?cè)芙馓侵?在 0·005-0.015、0·025-0.035、0·005-0. 010、0· 010-0.015、0·015-0.020、0·020-0.025、 0· 025-0. 030、0· 030-0. 035、0· 035-0. 040、0· 040-0. 045 或 0· 045-0. 050 的范圍內(nèi)的糖混合 物。在一些實(shí)施方案中，該單體糖流含有甘露糖與總?cè)芙馓侵仍?. 14-0. 18、0. 05-0. 10、 0· 10-0. 15、0· 15-0. 20、0· 20-0. 25、0· 25-0. 30 或 0· 30-0. 40 的范圍內(nèi)的糖混合物。
[0231] 該糖混合物具有濃度非常低的雜質(zhì)如糠醛和酚。在一些獲得的流中，糖混合物 具有最多 〇· 1 %、〇· 05 %、0· 04 %、0· 03 %、0· 04 %、0· 01 %、0· 075 %、0· 005 %、0· 004 %、 0. 002%或0. 001 %重量/重量的量的糠醛。在一些獲得的流中，糖混合物具有最多500ppm、 400ppm、300ppm、200ppm、100ppm、60ppm、50ppm、40ppm、30ppm、20ppm、IOppm、5ppm、Ippm、 0· lppm、0. 05ppm、0. 02ppm或0· Olppm的量的酚。該糖混合物的特征還在于痕量的己醇，例 如 0· 01-0. 02%、0· 02-0. 05%、0· 05-0. 1%、0· 1% -0· 2%、0· 2-0. 5%、0· 5-1%或小于 1%、 0.5%、0.2%、0.1%、0.05%、0.02%、0.01%、0.005%、0.002%、0.001%重量/重量的己 醇。此外，該糖混合物的特征在于痕量的氯化物，例如，1-10、10-20、20-30、30-40、40-50、 50-100、100-150、150-200、10-100 或 10-50ppm 的氯化物。 VI.木質(zhì)素處理
[0232] 纖維素水解后，木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中剩余的殘余物主要是木質(zhì)素。本發(fā)明提供了 使用獨(dú)特的處理和精制系統(tǒng)制備新型木質(zhì)素組合物的方法。圖20提供了根據(jù)本發(fā)明一些 實(shí)施方案的木質(zhì)素處理的示例性方法（過程2000)。 1.木質(zhì)素洗滌
[0233] 木質(zhì)素洗滌過程2020被設(shè)計(jì)用于去除保留在從攪拌罐反應(yīng)器的最后一個(gè)反應(yīng)器 流出的酸性木質(zhì)素流1720-B中的游離糖和鹽酸。任選地，洗滌前進(jìn)行木質(zhì)素的濕磨2010。 濕磨2010有助于提高洗滌效率。
[0234] 木質(zhì)素洗滌過程2020可以使用不同數(shù)目的洗滌階段（例如，兩個(gè)洗滌階段）。在 一些方法中，使用2-9或3-10個(gè)洗滌階段。每個(gè)洗滌階段可由分離器（例如，水力旋流器、 篩網(wǎng)、過濾器、膜）組成，在其中，酸、糖和木質(zhì)素固體的混合物與移至前一階段的液體流以 及移至下一洗滌階段的濃縮木質(zhì)素固體流分離。每個(gè)洗滌階段的溫度可以是相同的或不同 的。例如，最后階段可以在比初期反應(yīng)器稍微升高的溫度下進(jìn)行，例如25°C -40°C對(duì)比于 10°C -20°C。優(yōu)選地，該方法使用7階段逆流系統(tǒng)。
[0235] 在一些方法中，每個(gè)洗滌階段在水力旋流器中進(jìn)行。水力旋流器中的壓力可以是 40至90psig。在一些方法中，兩個(gè)洗滌流供應(yīng)兩個(gè)以上的水力旋流器。例如，第一洗滌流 具有40-43 %的HCl濃度，而第二洗滌流具有32-36 %的HCl濃度。第一洗滌流可進(jìn)入第一 水力旋流器，而第二洗滌流進(jìn)入最后的水力旋流器。任選地，洗滌溫度隨著洗滌中HCl濃度 的降低而升高。
[0236] 優(yōu)選地，該洗滌系統(tǒng)與添加到最后洗滌階段的共沸酸溶液是逆流的。含有游離糖 和濃酸的木質(zhì)素進(jìn)入第一洗滌階段。使用共沸濃度是有利的，因?yàn)椴粫?huì)用水稀釋溶液，而這 種稀釋必須要以增加的成本重新濃縮酸溶液。
[0237] 任選地，該洗滌系統(tǒng)與加入到最后洗滌階段的弱酸洗液（5-20 %的HCl濃度）是逆 流的。含有游離糖和濃酸的木質(zhì)素進(jìn)入第一洗滌階段。
[0238] 多階段洗滌過程可以去除高達(dá)99%的游離糖以及90%的與木質(zhì)素一起進(jìn)入洗滌 過程的過量酸。洗滌后的木質(zhì)素離開最后階段以供進(jìn)一步處理。
[0239] 如以上就糖精制過程期間的酸回收所討論的，可以用水反萃取負(fù)載酸的萃取劑以 回收酸。在約50°C的溫度下，回收的酸流含有約15-23%的酸。優(yōu)選地，回收的酸流用于木 質(zhì)素洗滌。
[0240] 從木質(zhì)素洗滌離開的酸流可以含有最多38-42%的酸，該酸可以在水解中再循環(huán)。
[0241] 離開木質(zhì)素洗滌的木質(zhì)素可以含有0.5-1. 5%的糖?？梢詳D壓木質(zhì)素以去除過量 的液體。經(jīng)擠壓的木質(zhì)素可含有最多35-50%的固體，優(yōu)選小于1 %的殘余糖和13-20%的 HCl。 2.脫酸
[0242] 然后通過使洗滌后的（并且任選地經(jīng)擠壓的）木質(zhì)素2020-A與烴溶劑2040-A接 觸而對(duì)其進(jìn)行脫酸（圖20中的過程2040)。任選地，接觸之前進(jìn)行濕磨2030。濕磨有助于 提高脫酸的效率。這種提高的效率體現(xiàn)在接觸時(shí)間的縮短和/或洗滌流與進(jìn)料流之比的減 小方面。
[0243] 可以使用多種烴溶劑。優(yōu)選地，所述烴具有在大氣壓下為100-250°C、120-230°C或 140-2KTC的沸點(diǎn)。適合于本發(fā)明的烴的實(shí)例包括十二烷和各種異構(gòu)烷烴溶劑（例如，來自 ExxonMobil Chemical, USA的ISOPAR G、H、J、K、L或M)。在一些方法中，所選擇的異構(gòu)烷 烴液體基本上不溶于水。
[0244] 在一些脫酸過程中，將烴溶劑與木質(zhì)素混合以制備漿料。例如，烴溶劑與木質(zhì)素 以約7/1、9/1、11/1、15/1、30/1、40/1或45/lw/w(或中間的或更大的比例）的烴（例如， Isopar K):干木質(zhì)素比例混合。優(yōu)選地，9份經(jīng)（例如，Isopar K)與1份洗漆后的木質(zhì)素 流（例如，在原來基礎(chǔ)上約20 %的固體木質(zhì)素）接觸。
[0245] 然后將混合物蒸發(fā)，以從漿料中去除酸。酸與烴溶劑一起蒸發(fā)?？梢詫⒄舭l(fā)的酸 回收并再循環(huán)至水解過程。
[0246] 脫酸的木質(zhì)素流可以包含少于2%、1. 5%、1. 0%、0. 5%、0. 3%、0. 2%或0. 1%的 HC1。脫酸的木質(zhì)素流可以含有至少60%、70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%或99% 的固體木質(zhì)素。
[0247] 任選地，將脫酸的木質(zhì)素干燥以去除烴溶劑。優(yōu)選地，干燥的、脫酸的木質(zhì)素具有 小于5%的溶劑和小于0. 5%的酸。 VII.木質(zhì)素精制
[0248] 可以對(duì)干燥的、脫酸的木質(zhì)素進(jìn)行造粒以制備燃料顆粒，或者其可以如下所述進(jìn) 一步處理，以產(chǎn)生新的木質(zhì)素組合物。圖21提供了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施方案的木質(zhì)素精制 的示例性方法（過程2100)。 1. 堿溶解
[0249] 根據(jù)本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方案，將木質(zhì)素（例如，脫酸的木質(zhì)素）溶解，以產(chǎn) 生水性木質(zhì)素溶液。例如，木質(zhì)素可通過制漿，碾磨，選自硫酸鹽法制漿、亞硫酸鹽制漿、苛 性堿制漿、液壓機(jī)械制漿、木質(zhì)纖維素給料的弱酸水解、木質(zhì)纖維素給料的濃酸水解、木質(zhì) 纖維素給料的超臨界水或亞超臨界水水解、木質(zhì)纖維素給料的氨萃取的生物精制過程而溶 解。優(yōu)選地，用堿性溶液溶解木質(zhì)素。在如圖19所示的示例性實(shí)施方案中，將脫酸的木質(zhì)素 2040-B或干燥的、脫酸的木質(zhì)素2050-A溶解在堿溶液中以形成堿性木質(zhì)素溶液2110-A?？?以在高于 l〇〇°C、IKTC、120°C或 130°C，或低于 200°C、190°C、180°C、170°C、160°C或 150°C 的溫度下進(jìn)行堿溶解2110。優(yōu)選地，在160-220°C、170-2KTC、180-200°C或182-190°C下進(jìn) 行堿溶解2110。該反應(yīng)可進(jìn)行至少10、20、30、40、50、60、70、80、90或120分鐘，或少于10、 9、8、7、6、5. 5、5、4. 5、4或3. 5小時(shí)的持續(xù)時(shí)間。優(yōu)選地，堿溶解2110進(jìn)行約6小時(shí)（例如 在182°C下）。蒸煮時(shí)間和/或蒸煮溫度的增加有助于木質(zhì)素破碎和/或降解的增加。
[0250] 至少 5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%或中間的或更大百 分比的堿濃度（當(dāng)基于重量表示為1〇(^堿八堿+水）時(shí)）可以用于堿溶解。任選地，堿 溶液包括氨和/或氫氧化鈉和/或碳酸鈉。
[0251] 堿溶解后，來自脫酸的殘余烴（例如IsoPar K或十二烷）被容易地分離至單獨(dú)的 有機(jī)相中，傾析并再循環(huán)該有機(jī)相。 2. 溶解度有限的溶劑的鈍化
[0252] 可以使用溶解度有限的溶劑處理水性木質(zhì)素溶液（例如，堿性木質(zhì)素溶液）以制 備新的高純度木質(zhì)素材料（圖21中的過程2120)。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)素可以溶解于溶 解度有限的溶劑2120-B (例如，甲基乙基酮）中，并且使用溶解度有限的溶劑純化的木質(zhì)素 具有意想不到的、優(yōu)良的特性。在一些實(shí)施方案中，溶解度有限的溶劑是在20°C的水中的溶 解度小于約30% wt溶劑/水的有機(jī)溶劑。
[0253] 例如，堿性溶液可以與酸化劑2120_A(例如，HC1)接觸，并同時(shí)或隨后與溶解度有 限的溶劑2120-B混合，以形成包含酸性木質(zhì)素的兩相體系。本領(lǐng)域中已知的多種酸化劑可 以用來調(diào)節(jié)堿性溶液的pH至小于7. 0、6. 0、5. 0、4. 0、3. 0、2. 0或1. 0。優(yōu)選地，pH為約4. 0， 例如，約3. 5-4.0。酸化劑2120-A將堿性木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為酸性木質(zhì)素。木質(zhì)素溶解于溶劑相， 而水溶性雜質(zhì)和鹽留在水相中。可用水洗滌溶劑相中的木質(zhì)素，并任選地使用強(qiáng)酸性陽離 子交換劑對(duì)其進(jìn)行純化，以去除殘余的陽離子。
[0254] 溶解度有限的溶劑應(yīng)具有在水中的低溶解度，在室溫下的溶解度應(yīng)低于35% wt、 低于28% wt，低于10% wt。溶劑應(yīng)與水形成兩相，水在其中的溶解度在室溫下應(yīng)最高達(dá) 20%、最高達(dá)15%、最高達(dá)10%、最高達(dá)5%。優(yōu)選地，溶劑在最高達(dá)KKTC的溫度下在酸性 條件下應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)定的。優(yōu)選地，溶劑應(yīng)與水形成非均相共沸物，具有低于100 °C的沸點(diǎn)，其中 該共沸物組合物中包含占總共沸物的至少50%的溶劑、至少60%的溶劑。溶劑應(yīng)具有選自 酮、醇和醚或其他極性官能團(tuán)的至少一種親水性官能團(tuán)。優(yōu)選地，溶劑應(yīng)能夠以低成本商購(gòu) 獲得。
[0255] 適合于本發(fā)明的溶劑的實(shí)例包括甲基乙基酮、甲基異丁基酮、二乙酮、甲基異丙基 酮、甲基丙基酮、異亞丙基丙酮、二乙酰、2, 3-戊二酮、2, 4-戊二酮、2, 5-二甲基呋喃、2-甲 基呋喃、2-乙基呋喃、1-氯-2- 丁酮、甲基叔丁基醚、二異丙醚、苯甲醚、乙酸乙酯、乙酸甲 酯、甲酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丙酯、甲酸丙酯、甲酸異丙酯、2-苯基乙醇、甲苯、1-苯基乙 醇、苯酚、間甲酚、2-苯基乙基氯、2-甲基-2H-呋喃-3-酮、γ - 丁內(nèi)酯、乙縮醛、甲基乙基 縮醛、二甲基縮醛。任選地，溶解度有限的溶劑包括具有4至8個(gè)碳原子的酯、醚和酮中的 一種或多種。
[0256] 為獲得高純度的固體木質(zhì)素，將溶解度有限的溶劑與木質(zhì)素分離（圖21中的過 程2140)。例如，可蒸發(fā)溶解度有限的溶劑。優(yōu)選地，可以通過將含有酸性木質(zhì)素的溶劑溶 液與水在升高的溫度（例如，751：、851：、90°〇下混合而將溶解度有限的溶劑與木質(zhì)素分 離?？赏ㄟ^，例如，過濾或離心來回收沉淀的木質(zhì)素。固體木質(zhì)素可以溶解在任何合適的溶 劑（例如，苯乙醇）中以制成木質(zhì)素溶液。
[0257] 或者，包含酸性木質(zhì)素的溶解度有限的溶劑溶液可以與另一種溶劑（例如，甲苯） 混合?？烧舭l(fā)溶解度有限的溶劑，而替換溶劑（例如，甲苯）留在溶液中?？梢灾苽湓谒?望的溶劑中的木質(zhì)素溶液。 3.高純度木質(zhì)素
[0258] 用溶解度有限的溶劑純化方法獲得的高純度木質(zhì)素具有超過天然木質(zhì)素的意想 不到的優(yōu)異性能。人們發(fā)現(xiàn)，高純度木質(zhì)素具有低脂肪族羥基和高酚羥基，表明沿側(cè)鏈的裂 解或縮合以及在酚部分之間的縮合。相比于天然木質(zhì)素或其他工業(yè)木質(zhì)素，本發(fā)明的高純 度木質(zhì)素更致密。它具有較低的甲氧基含量和脂肪族鏈以及非常高的去甲基化程度。
[0259] 在一些實(shí)施方案中，高純度木質(zhì)素的特征在于一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè) 或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)、 九個(gè)或更多個(gè)、10個(gè)或更多個(gè)、11個(gè)或更多個(gè)、12個(gè)或更多個(gè)、13個(gè)或更多個(gè)、14個(gè)或更 多個(gè)、15個(gè)或更多個(gè)、16個(gè)或更多個(gè)、17個(gè)或更多個(gè)、18個(gè)或更多個(gè)下列特征，包括：(a) 最多2mmol/g的量的木質(zhì)素脂肪族輕基；(b)至少2. 5mmol/g的木質(zhì)素酚輕基；（c)至少 0. 35mmol/g的木質(zhì)素羧羥基；（d)最多1 %重量/重量的量的硫；（e)最多0. 05 %重量/重 量的量的氮；（f)最多〇. 1 %重量/重量的量的氯化物；（g)高于250°C的5%降解溫度；(h) 高于300°C的10%降解溫度；（i)低灰分含量；（j) CaHbOc的通式；其中a為9, b小于10, c 小于3 ; (k)至少0. 9的縮合度；（1)小于I. 0的甲氧基含量；(m)小于0. 4的0/C重量比； (η)基于干物質(zhì)至少97%的木質(zhì)素；(ο)最多0. I %重量/重量的量的灰分含量；(p)最多 0. 05%重量/重量的量的總碳水化合物含量；（q)在200°C下最多5%重量/重量的量的揮 發(fā)物含量；和（r)最多0. 05%重量/重量的量的非熔融顆粒含量。
[0260] 在一些實(shí)施方案中，高純度木質(zhì)素的特征在于一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或 更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)以下特征，包括：（a)基于干物質(zhì)至少97%的木質(zhì)素； (b)最多0. 1 %重量/重量的量的灰分含量；（c)最多0. 05 %重量/重量的量的總碳水化合 物含量；（d)在200°C下最多5%重量/重量的量的揮發(fā)物含量；以及（e)最多0.05%重量 /重量的量的非熔融顆粒含量。例如，高純度木質(zhì)素可以是具有下列特征的木質(zhì)素：(a)基 于干物質(zhì)至少97 %的木質(zhì)素；(b)最多0. 1 %重量/重量的量的灰分含量；（c)最多0.05% 重量/重量的量的總碳水化合物含量；及（d)在200°C下最多5%重量/重量的量的揮發(fā)物 含量。
[0261] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有高純度。在一些情況下，該高純度 木質(zhì)素的純度超過 80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、 99. 5 %、99. 7 %或99. 9 %。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有低灰分含量。 在一些情況下，該高純度木質(zhì)素具有最多5%、2%、1%、0. 9%、0. 8%、0. 7%、0. 6%、0. 5%、 0. 4%、0. 3%、0. 2%、0. 1%、0. 05%、0. 02%、0. 01%重量/重量的灰分含量。在一些實(shí)施方 案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有低碳水化合物含量。在一些情況下，該高純度木質(zhì)素具 有最多 0· 005%、0· 0075%、0· 01%、0· 015%、0· 020%、0· 025%、0· 030%、0· 035%、0· 04%、 0. 045 %,0. 05 %,0. 06 %,0. 07 %,0. 08 %,0. 09 %,0. 1 %,0. 2 %,0. 5 %U. 0 %>2. 0 %, 5. 0%重量/重量的總碳水化合物含量。在一些情況下，該高純度木質(zhì)素具有在200°C下最 多0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%重量/重量的揮發(fā) 物含量。
[0262] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有低非熔融顆粒含量。在一些情 況下，該高純度木質(zhì)素具有最多 〇. 005%、0. 0075%、0. 01%、0. 015%、0. 020%、0. 025%、 0. 030 %,0. 035 %,0. 04 %,0. 045 %,0. 05 %,0. 06 %,0. 07 %,0. 08 %,0. 09 %,0. 1 %, 0. 2%、0. 5%、1. 0%、2. 0%、5. 0%重量/重量的非熔融顆粒含量。
[0263] 在一些實(shí)施方案中，該高純度木質(zhì)素的特征在于一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè) 或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)、九 個(gè)或更多個(gè)、10個(gè)或更多個(gè)、11個(gè)或更多個(gè)、12個(gè)或更多個(gè)、13個(gè)或更多個(gè)以下特征，包括： (a)最多2mmol/g的量的木質(zhì)素脂肪族輕基；(b)至少2. 5mmol/g木質(zhì)素酚輕基；（c)至少 0. 35mmol/g的木質(zhì)素羧羥基；（d)最多1 %重量/重量的量的硫；（e)最多0. 05 %重量/重 量的量的氮；（f)最多〇. 1 %重量/重量的量的氯化物；（g)高于250°C的5%降解溫度；(h) 高于300°C的10%降解溫度；（i)低灰分含量；（j) CaHbOc的通式；其中a為9, b小于10, c 小于3 ; (k)至少0. 9的縮合度；（1)小于I. 0的甲氧基含量；以及（m)小于0. 4的0/C重量 t匕。例如，該高純度木質(zhì)素可以是具有以下特征的木質(zhì)素：(a)最多2mmol/g的量的木質(zhì)素 脂肪族輕基；(b)至少2. 5mmol/g的木質(zhì)素酚輕基；以及（c)至少0. 35mmol/g的木質(zhì)素羧輕 基。在一些實(shí)施方案中，該高純度木質(zhì)素的特征為：(a)最多2mmol/g的量的木質(zhì)素脂肪族 輕基；(b)至少2. 5mmol/g的木質(zhì)素酚輕基；和（c)至少0. 35mmol/g的木質(zhì)素羧輕基；（d) 最多1%重量/重量的量的硫；以及（e)最多0. 05%重量/重量的量的氮。在一些實(shí)施方 案中，該高純度木質(zhì)素的特征為（a)少于2mmol/g的木質(zhì)素脂肪族輕基；(b)至少2. 5mmol/ g的木質(zhì)素酚羥基；（c)至少0. 35mmol/g的木質(zhì)素羧羥基；（d)最多1 %重量/重量的量的 硫；（e)最多0. 05%的重量/重量的量的氮；以及（f)最多0. 1 %重量/重量的量的氯化 物。在一些實(shí)施方案中，該高純度木質(zhì)素的特征在于它的熱降解性質(zhì)，例如，高于250°C的 5%降解溫度；高于300°C的10%降解溫度。在一些實(shí)施方案中，該高純度木質(zhì)素的特征在 于CaHbOc的通式；其中a為9, b小于10,且c小于3,至少0. 9的縮合度,小于I. 0的甲氧 基含量，以及小于〇. 4的0/C重量比。在其他實(shí)施方案中，該高純度木質(zhì)素的特征在于小 于 0· 40、0· 39、0· 38、0· 37、0· 36、0· 35、0· 34、0· 33、0· 32、0· 31、0· 30、0· 29、0· 28、0· 27、0· 26、 0· 25、0· 24、0· 23、0· 22、0· 21、0· 20 或者 0· 20-0. 22、0· 22-0. 24,0· 24-0. 26、0· 26-0. 28、 0· 28-0. 30、0· 32-0. 34、0· 34-0. 36、0· 36-0. 38 或 0· 38-0. 40 的 0/C 重量比。
[0264] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有低含量的脂肪族羥基。在一些情 況下，該高純度木質(zhì)素具有最多 〇. l、〇. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9、1. 0、1. 2、1. 4、 1. 6、1. 8、1. 9或2. Ommol/g的量的木質(zhì)素脂肪族羥基。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純 度木質(zhì)素具有高含量的木質(zhì)素酚羥基。在一些情況下，該高純度木質(zhì)素具有超過2. 0、2. 2、 2· 4、2· 5、2· 6、2· 7、2· 8、2· 9、3· 0、3· 1、3· 2、3· 3、3· 4、3· 5、3· 6、3· 7、3· 8、3· 9 或 4. Ommol/g 的 木質(zhì)素酚羥基。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有高含量的木質(zhì)素羧羥基。 在一些情況下，該高純度木質(zhì)素具有超過0. 20、0. 25、0. 30、0. 35、0. 40、0. 45、0. 50、0. 60、 0. 70、0. 80、0. 90、1. Ommol/g的木質(zhì)素羧羥基。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì) 素具有低含量的脂肪族羥基、高含量的木質(zhì)素酚羥基和高含量的木質(zhì)素羧羥基。在一些情 況下，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有最多2mmol/g的量的木質(zhì)素脂肪族輕基、至少2. 5mmol/ g的木質(zhì)素酚輕基和至少〇. 35mmol/g的木質(zhì)素羧輕基。在一些情況下，本發(fā)明的高純度木 質(zhì)素具有最多l(xiāng)mmol/g的量的木質(zhì)素脂肪族輕基、至少2. 7mmol/g的木質(zhì)素酚輕基和至少 0. 4mmol/g的木質(zhì)素羧輕基。在一些情況下，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有最多0. 5mmol/g的 量的木質(zhì)素脂肪族輕基、至少3. Ommol/g的木質(zhì)素酚輕基和至少0. 9mmol/g的木質(zhì)素羧輕 基。
[0265] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有低硫含量。在一些情況下，該高純 度木質(zhì)素具有最多 〇· 1%、〇· 2%、0· 3%、0· 4%、0· 5%、0· 6%、0· 7%、0· 8%、0· 9%、L 0%、 L 5%、2%、2· 5%、3%、3· 5%、4%、4· 5%、5· 0%、10· 0%重量 / 重量的量的硫。在一些實(shí) 施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有低氮含量。在一些情況下，該高純度木質(zhì)素具有 最多 0· 005%、0· 0075%、0· 01 %、0· 015%、0· 020%、0· 025 %、0· 030%、0· 035 %、0· 04%、 0. 045 %,0. 05 %,0. 06 %,0. 07 %,0. 08 %,0. 09 %,0. 1 %,0. 2 %,0. 5 %U. 0 %>2. 0 %, 5.0%重量/重量的量的氮。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有低氯化物含 量。在一些情況下，該高純度木質(zhì)素具有最多0. 〇1%、〇. 02%、0. 05%、0. 10%、0. 15%、 0. 20%、0. 25%、0. 5%、0. 75%、1. 0%、2. 0%重量/重量的量的氯化物。在一些實(shí)施方案 中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有低灰分含量。
[0266] 本發(fā)明的高純度木質(zhì)素也具有優(yōu)異的熱性能如熱穩(wěn)定性。在一些實(shí)施方案中，本 發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有高于 100、150、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290 或 300°C的5%降解溫度。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有高于200、250、275、 280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390 或 400 ? 的 10 % 降解溫度。
[0267] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素的特征可在于CaHbOc的通式；其中a 為9, b小于10,且c小于3。在一些情況下，b小于9. 5、9. 0、8. 5、8. 0、7. 5或7. 0。在一 些情況下，c小于2. 9、2. 7、2. 6或2. 5。在其他實(shí)施方案中，該高純度木質(zhì)素的特征在于小 于 0·40、0·39、0·38、0· 37、0· 36、0· 35、0· 34、0· 33、0· 32、0· 31、0· 30、0· 29、0· 28、0· 27、0· 26、 0· 25、0· 24、0· 23、0· 22、0· 21、0· 20 或者 0· 20-0. 22、0· 22-0. 24、0· 24-0. 26、0· 26-0. 28、 0· 28-0. 30、0· 32-0. 34、0· 34-0. 36、0· 36-0. 38 或 0· 38-0. 40 的 0/C 重量比。
[0268] 在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有高縮合度。在一些情況下，本發(fā)明 的高純度木質(zhì)素具有至少〇. 7、0. 8、0. 9、0. 95、1. 0、1. 1、1. 2、1. 3、1. 4或1. 5的縮合度。在 一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的高純度木質(zhì)素的特征在于具有低甲氧基含量。在一些情況下，本 發(fā)明的高純度木質(zhì)素具有小于1. 〇、〇. 9、0. 8、0. 7、0. 6或0. 5的甲氧基含量。 4.下游處理
[0269] 示例件反溶劑處理：在一@實(shí)施方案中，反溶劑用于去溶劑。例如，甲基乙基酮 (MEK)具有在100克水溶液中27. 5克的溶解度（溶于溶解度有限的溶劑中的酸性木質(zhì)素， 在本實(shí)施方案中該溶劑是MEK)。在一些實(shí)施方案中，將溶解在MEK中的木質(zhì)素噴入水中（例 如在環(huán)境溫度下）使MEK溶解在水中。木質(zhì)素在MEK與水的混合物中的溶解度（在適當(dāng) 的水：MEK比下）低，從而使木質(zhì)素沉淀。在一些實(shí)施方案中，通過蒸餾其共沸物（73. 5°C， 89% MEK)，MEK從該混合物中分離。
[0270] 各溶劑/反溶劑組合表示本發(fā)明的另外的實(shí)施方案。示例性的溶劑/反溶劑組合 包括MEK-水、MEK-癸醇和MEK-癸烷。
[0271] 示例件蒸餾處理：在一@實(shí)施方案中，將溶解度有限的溶劑(例如甲基乙基酮；沸 點(diǎn)=79. 6°C )蒸餾出溶解在其中的木質(zhì)素。在一些實(shí)施方案中，蒸餾包括將其中溶解有木 質(zhì)素的溶解度有限的溶劑與熱氣體接觸（例如，噴霧干燥）。任選地，在預(yù)蒸發(fā)之后進(jìn)行熱 氣體接觸，這增加溶解度有限的溶劑中的木質(zhì)素濃度。在一些實(shí)施方案中，蒸餾包括將其中 溶解有木質(zhì)素的溶解度有限的溶劑與熱液體接觸。在一些實(shí)施方案中，接觸包括將其中溶 解有木質(zhì)素的溶解度有限的溶劑噴射到熱液體中（任選地在一些預(yù)濃縮之后）。在一些實(shí) 施方案中，熱液體包括水和/或油和/或Isopar K。在一些實(shí)施方案中，熱液體包括反溶 齊U。在一些實(shí)施方案中，蒸餾包括將其中溶解有木質(zhì)素的溶解度有限的溶劑與熱固體表面 接觸。
[0272] 在一些實(shí)施方案中，熱液體與其中溶解有木質(zhì)素的溶解度有限的溶劑接觸。熱液 體的親水/疏水性質(zhì)影響分離的固體木質(zhì)素的表面性質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，在那些采用 其中溶解有木質(zhì)素的溶解度有限的溶劑與熱液體接觸的蒸餾實(shí)施方案中，木質(zhì)素溶劑的化 學(xué)性質(zhì)影響分離的固體木質(zhì)素的表面性質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，熱液體影響分離的固體木 質(zhì)素上的反應(yīng)性官能團(tuán)的性質(zhì)和可用性。在一些實(shí)施方案中，分離的固體木質(zhì)素上的反應(yīng) 性官能團(tuán)的性質(zhì)和可用性有助于復(fù)合的效率，例如與其他聚合物復(fù)合的效率。在一些實(shí)施 方案中，熱液體的溫度影響分離的固體木質(zhì)素的分子量。
[0273] 示例件紡絲過稈：在一@實(shí)施方案中，將溶解在溶解度有限的溶劑中的木質(zhì)素噴 射至熱液體中和/或與反溶劑接觸產(chǎn)生適于濕紡的形式的木質(zhì)素。這些過程可通過調(diào)節(jié)不 同的參數(shù)而適于產(chǎn)生適合濕紡的形式的木質(zhì)素，這些參數(shù)例如是兩種液體的絕對(duì)和/或相 對(duì)溫度和/或溶解在溶解度有限的溶劑中的木質(zhì)素的濃度。在一些實(shí)施方案中，溶解在溶 解度有限的溶劑中的木質(zhì)素濃度有利于木質(zhì)素/溶劑溶液的粘度。
[0274] 示例件修飾劑：在一@實(shí)施方案中，與溶解在溶解度有限的溶劑中的木質(zhì)素接觸 的熱液體包括修飾劑。任選地，熱液體是修飾劑。在一些實(shí)施方案中，在與熱液體接觸時(shí)， 木質(zhì)素與修飾劑反應(yīng)和/或被修飾劑涂覆。
[0275] 示例性涂覆過程：通過將溶解在溶解度有限的溶劑中的木質(zhì)素與熱固體表面接觸 而實(shí)現(xiàn)蒸餾的一些示例性實(shí)施方案導(dǎo)致在固體表面上涂覆有木質(zhì)素層。根據(jù)一些實(shí)施方 案，這樣的涂層用來包裹固體表面。這一類型的包裹例如在緩釋肥料制品和/或提供防潮 層中是有用的。在一些實(shí)施方案中，待涂覆的固體作為纖維提供。所獲得的涂覆的纖維例 如在復(fù)合材料制造中是有用的。在一些實(shí)施方案中，木質(zhì)素溶解在揮發(fā)性溶劑（例如MEK) 中。使用揮發(fā)性溶解度有限的溶劑有助于涂覆熱敏感固體的能力。在一些實(shí)施方案中，將 增塑劑加至溶解在溶解度有限的溶劑中的木質(zhì)素。任選地，增塑劑有助于改善所得的涂層。
[0276] 聚合物組織化：在一些實(shí)施方案中，溶解在溶解度有限的溶劑中的木質(zhì)素與具有 線性排列的第二聚合物共噴射，以導(dǎo)致木質(zhì)素分子的桿狀裝配體的形成。獲得的具有高縱 橫比的共聚物排列在結(jié)構(gòu)應(yīng)用（如碳纖維）中是有用的。 VIII.從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中直接萃取木質(zhì)素
[0277] 如上文對(duì)于半纖維素糖萃取所討論的，本發(fā)明在一個(gè)方面中提供了在萃取半纖維 素糖之后直接從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中萃取木質(zhì)素的一種新的方法。該方法利用溶解度有限 的溶劑，并對(duì)各種大小的生物質(zhì)顆粒非常有效。因此，無需在木質(zhì)素萃取之前研磨顆粒。
[0278] 從生物質(zhì)中萃取半纖維素糖導(dǎo)致產(chǎn)生包含木質(zhì)素的剩余物。在一些方法中，半纖 維素糖的萃取不去除顯著量的纖維素糖。例如，半纖維素糖的萃取不去除超過1%、2%、 5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%重量/重量的纖維素。在一些方法中，包含木 質(zhì)素的剩余物包含木質(zhì)素和纖維素。在一些方法中，包含木質(zhì)素的剩余物包含少于50%、 45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、2%、1% 的半纖維素。在一些實(shí)施方案 中，木質(zhì)素可以直接從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中提取而不去除半纖維素糖。
[0279] 木質(zhì)素萃取溶液包含溶解度有限的溶劑，以及酸和水。適合于本發(fā)明的溶解度有 限的溶劑的實(shí)例包括甲基乙基酮、二乙酮、甲基異丙基酮、甲基丙基酮、異亞丙基丙酮、二乙 酰、2, 3-戊二酮、2, 4-戊二酮、2, 5-二甲基呋喃、2-甲基呋喃、2-乙基呋喃、1-氯-2- 丁酮、 甲基叔丁基醚、二異丙醚、苯甲醚、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丙酯、 甲酸丙酯、甲酸異丙酯、2-苯基乙醇、甲苯、1-苯基乙醇、苯酚、間甲酚、2-苯基乙基氯、2-甲 基-2H-呋喃-3-酮、Y-丁內(nèi)酯、乙縮醛、甲基乙基縮醛、二甲基縮醛、嗎啉、吡咯、2-甲基吡 啶、2, 5-二甲基吡啶。任選地，溶解度有限的溶劑包括具有4至8個(gè)碳原子的酯、醚和酮中 的一種或多種。例如，溶解度有限的溶劑可包括乙酸乙酯。任選地，溶解度有限的溶劑由或 基本上由乙酸乙酯組成。
[0280] 適于進(jìn)行木質(zhì)素萃取的溶解度有限的溶劑與水的比例可以根據(jù)生物質(zhì)材料和所 用的特定的溶解度有限的溶劑而不同。通常，溶劑與水的比例為100 :1至1 :1〇〇,例如，50 : 1 至 1 :50、20 :1 至 1 :20,優(yōu)選為 1 :1。
[0281] 多種無機(jī)酸和有機(jī)酸可用于木質(zhì)素萃取。例如，所述溶液可包含無機(jī)或有機(jī)酸如 H2S04、HCl、乙酸和甲酸。酸性水溶液可包含0-10%更多的酸或，例如0-0. 4%、0. 4-0. 6%、 0· 6-L 0%、L 0-2. 0%、2· 0-3. 0%、3· 0-4. 0%、4· 0-5. 0%或更多。優(yōu)選地，用于萃取和水解 的水溶液包括0. 6-5%、優(yōu)選I. 2-1. 5%的乙酸。酸性水溶液的pH可以是，例如，在0-6. 5 的范圍內(nèi)。
[0282] 升高的溫度和/或壓力在木質(zhì)素萃取中是優(yōu)選的。例如，木質(zhì)素萃取的溫度可以 在50-300°C的范圍內(nèi)，優(yōu)選160至200°C，例如，175-185°C。壓力可在I-IOmPa范圍內(nèi)，優(yōu) 選l-5mPa。可將溶液加熱0. 5-24小時(shí)，優(yōu)選1-3小時(shí)。
[0283] 在溶解度有限的溶劑（有機(jī)相）中萃取木質(zhì)素，剩余的固體主要包含纖維素。洗 滌固相以去除殘余的木質(zhì)素之后，纖維素可用于產(chǎn)生漿料，或作為用于水解（酸水解或酶 促水解）的起始材料。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案用纖維素酶水解纖維素的示例性方法示 于圖22中。在一些示例性實(shí)施方案中，纖維素水解和纖維素糖精制可在與以上第IV部分 和第V部分所述的相同或相似的條件下進(jìn)行。可使用以上在第VI部分和第VII部分中描 述的程序的條件對(duì)殘余木質(zhì)素進(jìn)行處理和精制。
[0284] 任選地，將溶劑的pH調(diào)節(jié)到3. 0至4. 5 (例如，3. 5-3. 8)。在該pH范圍內(nèi)，木質(zhì)素 得以質(zhì)子化并且容易地萃取到有機(jī)相中。包含溶劑和木質(zhì)素的有機(jī)相與強(qiáng)酸性陽離子交換 劑接觸，以去除殘余的金屬陽離子。為了獲得高純度的固體木質(zhì)素，溶解度有限的溶劑與木 質(zhì)素分離，例如，蒸發(fā)。優(yōu)選地，可以通過將包含酸性木質(zhì)素的溶劑溶液與水在升高的溫度 (例如，80°C )下混合而將溶解度有限的溶劑與木質(zhì)素分離。可通過，例如，過濾或離心而回 收沉淀的木質(zhì)素。固體木質(zhì)素可以溶解在用于制備木質(zhì)素溶液的任何合適的溶劑（如，苯 乙醇）中。
[0285] 或者，包含酸性木質(zhì)素的溶解度有限的溶劑溶液可與另一種溶劑（例如，甲苯）混 合?？烧舭l(fā)溶解度有限的溶劑，而替換溶劑（例如，甲苯）留在溶液中?？梢灾苽湓谒谕?的溶劑中的木質(zhì)素溶液。
[0286] 圖43是根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案從半纖維素耗盡的木質(zhì)素物質(zhì)中進(jìn)行木質(zhì)素 的酸-溶劑萃取以及精制溶劑可溶性木質(zhì)素的過程的示意性描述。這一過程產(chǎn)生流200,其 包含溶劑和溶解的木質(zhì)素，其中剩余的灰分小于lOOOppm，優(yōu)選小于500ppm，其中多價(jià)陽離 子相對(duì)于木質(zhì)素小于500ppm，優(yōu)選小于200ppm (基于干燥的），且殘余的碳水化合物相對(duì)木 質(zhì)素小于500ppm(基于干燥的）。該溶液不含顆粒物質(zhì)。 IX. 廢水處理
[0287] 為了利用存儲(chǔ)在有機(jī)溶質(zhì)中的能量以及符合環(huán)保要求，可在厭氧消化器中處理包 含有機(jī)物質(zhì)的水性廢物流以產(chǎn)生甲烷，甲烷可以燃燒。然而，已知厭氧消化器可被每個(gè)給定 的化學(xué)需氧量（COD)水平中過高的硫酸根離子水平毒化，并且也局限于具有低于400ppm鈣 離子的輸入流以防止碳酸鈣在消化器中的積聚。如上所述在本發(fā)明的各個(gè)階段中產(chǎn)生的水 性廢物流符合這些要求。此外，如上文所公開的，反萃取可以在數(shù)個(gè)步驟中進(jìn)行，從而允許 更好地控制相對(duì)于有機(jī)物質(zhì)的無機(jī)離子水平。 X. 木質(zhì)素應(yīng)用
[0288] 根據(jù)本文所公開的實(shí)施方案的高純度木質(zhì)素組合物具有低灰分含量、低硫和/或 磷濃度。這樣的高純度木質(zhì)素組合物通過促進(jìn)催化劑結(jié)垢和/或中毒的減少而特別適合于 在催化反應(yīng)中使用。尤其期望具有低硫含量的木質(zhì)素組合物作為燃料添加劑使用，例如在 汽油或柴油機(jī)燃料中。
[0289] 高純木質(zhì)素的一些其他潛在的應(yīng)用包括碳纖維生產(chǎn)、浙青生產(chǎn)，以及作為生物聚 合物中的組分。這些用途包括，例如，油井鉆探添加劑、混凝土添加劑、染料分散劑、農(nóng)業(yè)化 學(xué)品、動(dòng)物飼料、工業(yè)粘結(jié)劑、用于造紙工業(yè)的專業(yè)聚合物、貴金屬回收助劑、木材防腐、無 硫木質(zhì)素產(chǎn)品、汽車制動(dòng)器、木材面板產(chǎn)品、生物分散劑、聚氨酯泡沫、環(huán)氧樹脂、印刷電路 板、乳化劑、螯合劑、水處理制劑、用于墻板的強(qiáng)度添加劑、粘合劑、用于香草醛的原料、木糖 醇，以及作為對(duì)香豆醇、松柏醇、芥子醇的來源。
[0290] 第XI-XIV部分公開了本發(fā)明的另外的實(shí)施方案。 XI.備選的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)處理和酸回收實(shí)施方案
[0291] 在本部分中公開的實(shí)施方案總體上涉及木質(zhì)纖維素底物的處理，以產(chǎn)生糖和/或 木質(zhì)素，以及酸回收（例如，HCl回收）。
[0292] 例如，可以利用本文公開的一些實(shí)施方案通過以下步驟產(chǎn)生濃度大于37%的HCl 溶液：基于Sl溶劑的萃取劑中反萃取HC1，以產(chǎn)生亞共沸HCl溶液，然后在高于大氣壓下蒸 餾以產(chǎn)生HCl氣體。然后用亞共沸HCl溶液吸收HCl氣體，以產(chǎn)生濃度大于37%的HCl溶 液。 第一TK例件方法
[0293] 圖23是根據(jù)一些實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖。在圖23中，虛線表示溶劑流，實(shí) 線表示HCl流（氣體或水溶液）和/或糖流和/或木質(zhì)素流。
[0294] 所描繪的示例性方法包括：用再循環(huán)的HCl流（例如，來自130和/或160)水解 110木質(zhì)纖維素材料（未示出），以形成水性水解產(chǎn)物（在圖中其從110向下進(jìn)行）和固體 木質(zhì)素流（即，包含固體木質(zhì)素的流，其在圖中從110向右進(jìn)行）。任選地，對(duì)固體木質(zhì)素 流進(jìn)行研磨（例如在110之后及160之前）。在一些實(shí)施方案中，水解產(chǎn)物包含糖混合物 和超過20%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%或35%重量/重量 HCl/ [HC1 和水]的 HCl，和 / 或木質(zhì)素流包含超過 25 %、26 %、27 %、28 %、29 %、30 %、31 %、 32%、33%、34%或 35%重量 / 重量 HCl/[HC1 和水]的 HCl。
[0295] 所描述的示例性方法還包括用包含Sl溶劑的再循環(huán)萃取劑萃?。?20A和/或 120B)水解產(chǎn)物。萃取包括至少兩個(gè)萃取步驟（120A和120B)。在一些實(shí)施方案中，來自 120A的萃取物包含超過20 %、超過25 %、超過30 %、超過35 %或40 %重量/重量或更多的 HCl/[HC1和水]。由于Sl溶劑的性質(zhì)，酸和水比糖優(yōu)先萃取。
[0296] 任選地，所述方法包括增加糖混合物中單體糖與低聚糖的比例（例如通過二次水 解124)以及精制（例如通過層析法128)混合物以產(chǎn)生精制的混合物（129)，該精制的混 合物包含占總糖的至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%或至少95%重量 /重量的單體糖和在原來基礎(chǔ)上小于1 %、小于0. 7%、小于0. 5%、小于0. 3、小于0. 1 %或 小于0. 01%重量/重量的HC1。在一些實(shí)施方案中，增加糖混合物中單體糖與低聚糖的比 例包括層析分離128以將單體切取級(jí)分與低聚體切取級(jí)分分離。在一些實(shí)施方案中，將單 體切取級(jí)分收獲為精制糖129,并且使低聚體切取級(jí)分再循環(huán)至二次水解124,如從128到 124的向上箭頭所示。
[0297] 通過萃取120A和120B結(jié)合二次水解124和層析128對(duì)來自水解110的糖混合物 的處理在PCT/US2012/024033(出于所有目的通過引用并入本文）中描述。
[0298] 所描述的示例性方法還包括用水溶液反萃?。ɡ?30和/或132)萃取物，以形 成脫酸的萃取劑和水性反萃取物。水溶液可以是水。水溶液也可以包含一種或多種溶質(zhì)。
[0299] 所描述的示例性方法還包括將脫酸的萃取劑引入再循環(huán)的萃取劑中（從132 到120B的虛線）。在一些實(shí)施方案中，萃取劑的至少一部分轉(zhuǎn)移至純化135。在PCT/ US2011/046153(出于所有目的通過引用并入本文）中描述了純化135的示例性方法。
[0300] 所描繪的示例性實(shí)施方案包括在萃取（120A和/或120B)之前從水解產(chǎn)物中蒸發(fā) 111水和HCl的混合物。在一些實(shí)施方案中，蒸發(fā)的混合物進(jìn)入吸收器150。在一些實(shí)施方 案中，蒸發(fā)的混合物的至少一部分被濃縮，并輸送到高壓蒸發(fā)器142(參見圖24)。任選地， 將蒸發(fā)的混合物輸送到吸收器150有助于減少蒸發(fā)模塊145處的能耗。在一些實(shí)施方案中， 液體體積的減少或來自120A至130的流的HCl濃度的降低有助于減少145處的能耗。在 一些實(shí)施方案中，來自蒸發(fā)111 (穿過吸收器150之后）的水和HCl的混合物的至少一部分 洗滌固體木質(zhì)素流（例如，在162和/或160處）。
[0301] 在一些實(shí)施方案中，將130處產(chǎn)生的水性反萃取物引入到達(dá)水解110的再循環(huán)的 HCl流中。在一些實(shí)施方案中，來自130的反萃取物回到萃取120A中（見圖24)。
[0302] 在一些實(shí)施方案中，所述增加包括低聚糖的層析分離128和酸催化（二次）水解 124中的至少一個(gè)。任選地，所述增加包括低聚糖的層析分離128和酸催化水解124。
[0303] 在一些實(shí)施方案中，在一對(duì)至少兩個(gè)萃取步驟（例如120A和120B)之間，低聚糖 被水解成單體糖（124)。在其他實(shí)施方案中，所述方法包括在萃取步驟之后或在萃取步驟之 前將低聚糖水解為單體糖（124)(未示出）。在一些實(shí)施方案中，水解124由殘余在離開萃 取120A的水性流中的酸來催化。任選地，酸被來自層析128的水性流進(jìn)一步稀釋，其被輸 送到水解124。
[0304] 在一些實(shí)施方案中，所述增加包括在萃取120A和120B之后對(duì)混合物進(jìn)行的層析 分離128。在一些實(shí)施方案中，精制包括在萃取120A和120B之后對(duì)混合物進(jìn)行的層析分 離128。在一些實(shí)施方案中，所述增加和精制包括在萃取120A和120B之后對(duì)混合物進(jìn)行的 層析分離128。任選地，層析分離128生成糖切取級(jí)分和低聚體切取級(jí)分。在一些實(shí)施方 案中，糖切取級(jí)分充當(dāng)精制混合物129,并且低聚體切取級(jí)分富含低聚糖。在一些實(shí)施方案 中，低聚體切取級(jí)分富含HC1。在一些實(shí)施方案中，層析分離128有助于增加和精制。在一 些實(shí)施方案中，所述增加包括低聚糖的酸催化的水解124,并且將低聚體切取級(jí)分循環(huán)到酸 催化的水解124 (見從128開始的箭頭）。
[0305] 在一些實(shí)施方案中，木質(zhì)素流包含糖。將固體木質(zhì)素流用反萃取物的至少一部分 或稀反萃取物的至少一部分洗滌。產(chǎn)生了洗滌后的木質(zhì)素流和洗滌液。洗滌液作為再循環(huán) 的HCl流的至少一部分包括在內(nèi)。在圖23中，這在反萃取物從132經(jīng)過吸收器150流至第 二木質(zhì)素洗滌162時(shí)發(fā)生。固體木質(zhì)素從第二木質(zhì)素洗滌162向前流動(dòng)至脫酸164,并且洗 滌液向后通過第一木質(zhì)素洗滌160進(jìn)入水解110。在一些實(shí)施方案中，洗滌液包括最初存在 于木質(zhì)素流中的糖（在洗滌前）的70%、75%、80%、85%、90%或95%重量/重量，或中間 的或更大的百分比。在一些實(shí)施方案中，用來自蒸發(fā)111 (例如，在162和/或160處）的 水和HCl的混合物的至少一部分洗滌固體木質(zhì)素流。在一些實(shí)施方案中，水和HCl的混合 物的至少一部分在洗滌木質(zhì)素之前穿過吸收器150。在PCT/IL2011/000424(出于所有目的 通過引用并入本文）中更詳細(xì)地描述了用再循環(huán)的HCl流洗滌木質(zhì)素流的示例性方法。脫 酸的木質(zhì)素165包含小于0. 5%、小于0. 3%或小于0. 2%重量/重量的HCl。
[0306] 在一些實(shí)施方案中，來自132的反萃取物的至少一部分在蒸發(fā)模塊145中進(jìn)行處 理。示出的示例性蒸發(fā)模塊145包括至少一個(gè)低壓蒸發(fā)器140和至少一個(gè)高壓蒸發(fā)器142。 在一些實(shí)施方案中，蒸發(fā)模塊145生成亞共沸酸濃縮物、超共沸氣態(tài)HC1，再循環(huán)的HCl流 包含氣態(tài)HC1。任選地，低壓蒸發(fā)器140產(chǎn)生亞共沸酸濃縮物。任選地，高壓蒸發(fā)器142產(chǎn) 生超共沸氣態(tài)HCl。在一些實(shí)施方案中，亞共沸酸濃縮物包含在原來基礎(chǔ)上最多2%、1 %、 0. 1 %或0.01 %重量/重量的量的HC1。在一些實(shí)施方案中，再循環(huán)的HCl流包含括來自 142的氣態(tài)HCl (例如在吸收器150處吸收到水溶液中之后）。
[0307] 在一些實(shí)施方案中，用反萃取物的另一部分洗滌固體木質(zhì)素流，以產(chǎn)生洗滌后的 木質(zhì)素流和洗滌液。在一些實(shí)施方案中，該另一部分包括來自142的氣態(tài)HC1，其在吸收器 150處加入來自132的反萃取物，并進(jìn)入第二木質(zhì)素洗滌162。在一些實(shí)施方案中，該另一 部分包括來自蒸發(fā)111的水和HCl的混合物的至少一部分，其在吸收器150處加入來自132 的反萃取物并進(jìn)入第二木質(zhì)素洗滌162。
[0308] 在一些實(shí)施方案中，蒸發(fā)器模塊145產(chǎn)生超共沸HCl水溶液和亞共沸HCl水溶液。 在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)低壓蒸發(fā)器140產(chǎn)生超共沸HCl水溶液并且至少一個(gè)高壓蒸 發(fā)器142產(chǎn)生亞共沸HCl水溶液。
[0309] 在一些實(shí)施方案中，對(duì)木質(zhì)素流進(jìn)行脫酸164,以形成脫酸的木質(zhì)素和脫酸的HCl 流，并將脫酸的HCl流引入到再循環(huán)的HCl流中。在圖23中，脫酸的HCl流通過低壓蒸餾 140進(jìn)入高壓蒸餾142中。在一些實(shí)施方案中，來自142的氣態(tài)HCl經(jīng)由吸收器150再循環(huán) 到水解110,和/或稀液態(tài)HCl的水性流經(jīng)由反萃取130再循環(huán)至水解110。在一些實(shí)施方 案中，在形成為低壓蒸餾140底部的共沸HCl溶液和/或超共沸HCl溶液和/或形成為高 壓蒸餾142底部的亞共沸HCl溶液的存在下進(jìn)行脫酸164。在一些實(shí)施方案中，在包含高壓 蒸餾的蒸發(fā)模塊145中處理來自164的脫酸的HCl流，以形成亞共沸HCl溶液和氣態(tài)HCl， 并將氣態(tài)HCl流引入到再循環(huán)的HCl流中。在一些實(shí)施方案中，高壓蒸餾單元142形成亞 共沸HCl溶液和氣態(tài)HCl流。
[0310] 在一些實(shí)施方案中，使用水和/或稀（亞共沸）酸溶液（例如，形成為低壓蒸餾 140的濃縮物）和/或亞共沸HCl溶液（例如，形成為高壓蒸餾142的底部）進(jìn)行反萃取 130和/或132。在一些實(shí)施方案中，在兩個(gè)階段（130和132)進(jìn)行反萃?。合‰A段和濃縮 階段。任選地，用水和稀酸溶液（例如形成為低壓蒸發(fā)140的濃縮物）中的至少一個(gè)進(jìn)行稀 階段。在一些實(shí)施方案中，使用共沸HCl溶液、超共沸HCl溶液（例如形成為低壓蒸發(fā)140 的底部）和亞共沸HCl溶液（例如形成為高壓蒸發(fā)142的底部）中的至少一個(gè)進(jìn)行濃縮階 段。
[0311] 在一些實(shí)施方案中，來自120A的萃取物首先通過濃縮階段反萃取130,形成濃縮 的反萃取物，然后通過稀階段反萃取132,形成稀的反萃取物。在一些實(shí)施方案中，萃取物包 括糖，濃縮的反萃取物包括至少70 %的這些糖。任選地，該方法包括將濃縮的反萃取物引入 再循環(huán)的HCl流（圖23中從130至110的箭頭）中。在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案中， 將濃縮的反萃取物引入到萃取120A中，在此處其任選地有助于糖回收（參見圖24)。任選 地，將濃縮的反萃取物引入到再循環(huán)的HCl流中有助于糖回收。
[0312] 當(dāng)在兩個(gè)階段（130和132)進(jìn)行反萃取時(shí)，在第二階段（132)降低反萃取物中的 HCl濃度有利于增加在第二階段中HCl萃取的效率。
[0313] 在一些實(shí)施方案中，在包含至少一個(gè)低壓蒸發(fā)器140和至少一個(gè)高壓蒸發(fā)器142 的蒸發(fā)模塊145中處理稀反萃取物的一部分，以產(chǎn)生亞共沸酸濃縮物和（超共沸）氣態(tài) HC1，并且該方法包括將氣態(tài)HCl引入到再循環(huán)的HCl流中。任選地，低壓蒸發(fā)器140產(chǎn)生 亞共沸稀酸濃縮物。任選地，高壓蒸發(fā)器142產(chǎn)生氣態(tài)HC1。
[0314] 在一些實(shí)施方案中，用來自132的稀反萃取物的一部分（在穿過吸收器150后；圖 23)和/或用來自111的混合物的一部分（圖24)洗滌木質(zhì)素流，以生成洗滌后的木質(zhì)素流 和包含糖的洗滌液。在一些實(shí)施方案中，洗滌后的木質(zhì)素流向前進(jìn)入脫酸164,而洗滌液倒 流，以使其引入到達(dá)水解110的再循環(huán)的HCl流中。
[0315] 在一些實(shí)施方案中，固體木質(zhì)素流包括糖，并且用來自132的稀反萃取物的一部 分洗滌固體木質(zhì)素流。任選地，該方法包括在洗滌之前吸收來自132的稀反萃取物的一部 分中的HCl。在一些實(shí)施方案中，該方法包括在洗滌之前吸收來自111的混合物的至少一部 分中的HCl (150)(見圖24)。
[0316] 在一些實(shí)施方案中，該方法包括將超共沸HCl與濃縮的HCl流接觸以產(chǎn)生中間濃 度的HCl溶液，和/或該方法包括將亞共沸HCl與濃縮的HCl流接觸以產(chǎn)生中間濃度的HCl 溶液。在一些實(shí)施方案中，濃縮的HCl流是氣態(tài)流（例如，來自142和/或來自111)，并且 所述接觸包括在氣-液吸收器（例如，在150處）中的吸收。在一些實(shí)施方案中，該方法包 括將來自在111處生成的所述水解產(chǎn)物的水和HCl的蒸發(fā)混合物與至少一個(gè)其他HCl流接 觸。在一些實(shí)施方案中，該方法包括用中間濃度的HCl溶液（例如來自150)洗滌162固體 木質(zhì)素流。 另外的示例件方法
[0317] 再次參見圖23, 一些實(shí)施方案涉及包括用包含洗滌液（任選地是木質(zhì)素洗滌液） 的再循環(huán)HCl流水解110木質(zhì)纖維素材料的方法。在一些實(shí)施方案中，水解110形成水性 水解產(chǎn)物和固體木質(zhì)素流。任選地，水解產(chǎn)物包括糖混合物和多于20%、25 %、26 %、27 %、 28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%或35%重量/重量!1(：1/[!1(：1和水]的!1(：1，和/或 木質(zhì)素流包含多于 25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%或35%重量/ 重量HCl/[HC1和水]的HCl和糖。
[0318] 在一些實(shí)施方案中，所述方法包括用再循環(huán)的包含Sl溶劑的萃取劑（任選地脫 酸）萃?。?20A和/或120B)水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，萃取包括在至少兩個(gè)萃取步 驟（示出了 120A和120B)，以形成包含多于20%或多于25%重量/重量HC1/[HC1和水] 的萃取物。在一些實(shí)施方案中，在一個(gè)萃取步驟中進(jìn)行萃取。
[0319] 任選地，所述方法包括提高糖混合物中單體糖與低聚糖的比例以及精制糖混合 物，以產(chǎn)生包含占總糖的至少70 %的單體糖和少于1 %重量/重量的HCl的精制混合物（例 如，通過二次水解124和/或通過層析法128)。
[0320] 在一些實(shí)施方案中，所述方法包括用水溶液反萃?。?30和/或132)以形成脫酸 的萃取劑。在一些實(shí)施方案中，反萃取包括至少兩個(gè)反萃取階段（130和132)。任選地，這 些反萃取中的一個(gè)階段是形成濃縮的反萃取物和HCl耗盡的萃取物的濃縮階段（130)，另 一個(gè)階段是形成稀反萃取物和脫酸的萃取劑的稀階段（132)。
[0321] 在一些實(shí)施方案中，所述方法包括用包含來自132的反萃取物的至少一部分的木 質(zhì)素洗滌流洗滌固體木質(zhì)素流，以產(chǎn)生洗滌后的木質(zhì)素流和洗滌液。在一些實(shí)施方案中，洗 滌流穿過吸收器150,在其中通過與氣態(tài)HCl接觸而增加 HCl濃度。
[0322] 在一些實(shí)施方案中，所述方法包括對(duì)洗滌后的木質(zhì)素流進(jìn)行脫酸164,以形成脫酸 的洗滌木質(zhì)素165和脫酸的HCl流（從164至140的箭頭）。
[0323] 在一些實(shí)施方案中，所述方法包括在至少一個(gè)低壓蒸發(fā)器140中蒸發(fā)水性LP-HCl 溶液（即從132進(jìn)料至140)，以產(chǎn)生亞共沸稀酸濃縮物和超共沸HCl水溶液，并在至少一個(gè) 高壓蒸發(fā)器142中蒸發(fā)水性HP-HCl溶液（即從140進(jìn)料至142)，以產(chǎn)生氣態(tài)HCl和亞共沸 HCl水溶液。在一些實(shí)施方案中，水性LP-HCl溶液包括亞共沸HCl溶液和/或稀反萃取物 和/或脫酸HCl流。在一些實(shí)施方案中，水性HP-HCl溶液包括超共沸HCl溶液和/或脫酸 HCl流或稀反萃取物。在一些實(shí)施方案中，濃縮反萃取階段130采用來自低壓蒸發(fā)140的超 共沸溶液或來自高壓蒸發(fā)142的亞共沸溶液作為反萃取劑。在一些實(shí)施方案中，來自低壓 蒸發(fā)140的亞共沸酸濃縮物作為反萃取的稀階段132的反萃取劑。
[0324] 在一些實(shí)施方案中，所述方法包括在萃?。?20A和/或120B)之前預(yù)蒸發(fā)111來 自水解產(chǎn)物的水和HCl的混合物。該混合物的各種可能的用途和/或它們對(duì)蒸發(fā)模塊145 的能耗的影響如上所述。在一些實(shí)施方案中，來自蒸發(fā)111的水和HCl的混合物的至少一 部分洗滌固體木質(zhì)素（例如，在162和/或160處）。在一些實(shí)施方案中，這一洗滌在混合 物的至少一部分穿過吸收器150之后發(fā)生。
[0325] 在一些實(shí)施方案中，木質(zhì)素洗滌流包括來自132的稀反萃取物的一部分和在高壓 蒸發(fā)142中產(chǎn)生的所述氣態(tài)HCl的一部分（150至162的箭頭）。
[0326] 在一些實(shí)施方案中，所述方法包括使超共沸HCl與濃縮HCl流接觸以生成中間濃 度的HCl溶液。在一些實(shí)施方案中，所述方法包括超亞共沸HCl與濃縮HCl流接觸以生成 中間濃度的HCl溶液。在一些實(shí)施方案中，濃縮HCl流是氣態(tài)流（例如，來自142)并且所 述接觸包括在氣-液吸收器中吸收（例如，在150處）。在一些實(shí)施方案中，所述方法包括 使來自水解產(chǎn)物的水和HCl的蒸發(fā)混合物（從111至150的箭頭；圖23,和/或至142的箭 頭；圖24)與至少另一個(gè)HCl流接觸。在一些實(shí)施方案中，洗滌固體木質(zhì)素流（例如在162 處）采用中等濃度的HCl溶液（例如來自150)。 另外的示例件流動(dòng)路徑
[0327] 現(xiàn)在參見圖24,在一些實(shí)施方案中，將HCl/水的流從低壓蒸發(fā)單元140輸送到反 萃取130和/或木質(zhì)素脫酸164。在一些實(shí)施方案中，將HCl/水的流從低壓蒸發(fā)單元140 輸送到吸收器150(例如，如圖所示，通過與來自111的流混合）。 示例件系統(tǒng)
[0328] 再次參見圖23,本發(fā)明的一些實(shí)施方案提供了一種系統(tǒng)，其包括吸收器150,其適 應(yīng)于從蒸發(fā)器模塊145接收氣態(tài)HCl流，任選地從高壓蒸發(fā)單元142接收氣態(tài)HCl流，并且 將氣態(tài)HCl吸收至水溶液中，以產(chǎn)生濃縮的HCl溶液。在一些實(shí)施方案中，吸收器150吸收 HCl和來自預(yù)蒸發(fā)模塊111的水的混合物。
[0329] 在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)包括木質(zhì)素脫酸模塊（160+162+164)，其適應(yīng)于將濃 縮HCl溶液（來自150)與酸性木質(zhì)素流逆流接觸。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)包括反萃 取模塊（132和/或130)，其適應(yīng)于通過對(duì)木質(zhì)纖維素材料的酸水解產(chǎn)物的Sl溶劑萃取物 進(jìn)行反萃取而提供水溶液。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)包括萃取模塊（120A和/或120B)， 其適應(yīng)于將Sl溶劑萃取物提供至反萃取模塊（132和/或130)。在一些實(shí)施方案中，所述 系統(tǒng)包括水解容器110,其適應(yīng)于接收木質(zhì)纖維素材料以及輸出酸性木質(zhì)素流和包含糖和 HCl的水解產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)包括溶劑再循環(huán)回路（見從132至120B的 虛線箭頭），進(jìn)行或不進(jìn)行純化135。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)包括蒸發(fā)模塊145,其包 括至少一個(gè)低壓蒸發(fā)單元140和至少一個(gè)高壓蒸發(fā)單元142。在一些實(shí)施方案中，所述系統(tǒng) 包括預(yù)蒸發(fā)模塊111，其被配置成從水解產(chǎn)物中蒸發(fā)水和HCl的混合物，并將該混合物的至 少一部分輸送至吸收器150。在一些實(shí)施方案中，低壓蒸發(fā)單元140適應(yīng)于產(chǎn)生亞共沸酸濃 縮物以及由反萃取模塊132提供的來自反萃取物的超共沸HCl溶液。在一些實(shí)施方案中， 高壓蒸發(fā)單元142適應(yīng)于產(chǎn)生氣態(tài)HCl和亞共沸HCl溶液。 示例件蒸發(fā)考虎閔素
[0330] 在一些實(shí)施方案中，低壓蒸發(fā)140在約50°C和約100毫巴（底部）下進(jìn)行。在一 些實(shí)施方案中，高壓蒸發(fā)142在約135°C和約4巴（底部）下進(jìn)行。 XII.備選的纖維素糖精制實(shí)施方案
[0331] 圖26a是總體上表示為202的糖精制模塊的示例性實(shí)施方案的示意圖。雖然可以 采用其他酸，但是本說明書以HCl作為示例性的酸。在本部分中具體地提到HCl作為實(shí)例。 可以使用其他酸（例如硫酸）。
[0332] 模塊202是一種系統(tǒng)，其包括二次水解單元240和層析組件270,二次水解單元 240適應(yīng)于接收含有超共沸HCl水溶液中的糖混合物的輸入流131a并增加輸出流131b中 的單體糖與低聚糖的比例，層析組件270適應(yīng)于分離所述輸出流以產(chǎn)生富含單體糖的單體 切取級(jí)分230和富含低聚糖的低聚體切取級(jí)分280。在一些實(shí)施方案中，流131a包含在HCl 水溶液中的至少20%重量/重量的糖。在一些實(shí)施方案中，低聚體切取級(jí)分280再循環(huán)回 至二次水解單元240中。任選地，這種再循環(huán)有助于水解過程中酸和/或糖濃度的降低。
[0333] 在一些實(shí)施方案中，單體與低聚體的分離并不完全。在一些實(shí)施方案中，單體切取 級(jí)分230包含作為總糖的百分比為至少65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97. 5%或 99%重量/重量（或中間的或更大的百分比）的單體糖。在其他實(shí)施方案中，低聚體切取 級(jí)分280包含作為總糖的百分比為至少65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97. 5%或 99%重量/重量（或中間的或更大的百分比）的低聚糖。在一些實(shí)施方案中，低聚體切取 級(jí)分280包含殘余的酸。
[0334] 在一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)包括酸萃取器（示出了 2個(gè)萃取器210a和210b)，該萃 取器適應(yīng)于使輸入流130和輸出流131b或131c中的至少一個(gè)與含有Sl溶劑155的萃取 劑接觸。在一些實(shí)施方案中，通過萃取去除酸有助于減少單體的再寡聚和/或減少對(duì)樹脂 的損害和/或有助于將酸再循環(huán)到主水解反應(yīng)器11〇(圖25)中的能力。在一些實(shí)施方案 中，酸萃取器包括至少兩個(gè)串聯(lián)布置的酸萃取器210a和210b。在一些示例性實(shí)施方案中， 如圖所示進(jìn)行布置以使二次水解反應(yīng)器240安置于任何一對(duì)所述至少兩個(gè)酸萃取器（210a 和210b)之間。
[0335] 在一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)包括過濾單元250,該過濾單元250放置為用于過濾來 自二次水解單元240的輸出流131b。在一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)包括離子交換組件251，該 離子交換組件251適應(yīng)于從輸出流131c或133中去除殘余的酸156。在一些實(shí)施方案中， 酸萃取器210b的提供有助于降低156處剩余酸的量。在一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)包括安設(shè) 于二次水解單元240和層析組件270之間的蒸發(fā)單元260。蒸發(fā)單元260增加進(jìn)入層析單 元270的流131e中的總糖濃度。任選地，較高的糖濃度有助于在270處單體從低聚體中 分離的效率。在一些實(shí)施方案中，該系統(tǒng)包括安設(shè)于所述二次水解反應(yīng)器上游的蒸發(fā)單元 (290 ;圖26c)。單元290在圖26c的內(nèi)容中進(jìn)行了更詳細(xì)地描述。
[0336] 模塊202也可以描述為一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括酸萃取器210 (附圖中示出了 2個(gè) 萃取器210a和210b)和層析組件270。在一些實(shí)施方案中，層析組件270采用模擬移動(dòng)床 (SMB)和/或順序式模擬移動(dòng)床（SSMB)技術(shù)。在一些實(shí)施方案中，使用在SSMB模式下運(yùn)行 的12個(gè)柱。在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案中，采用更多或更少數(shù)目的柱。在一些實(shí)施方 案中，層析組件用來從富含單體糖的單體切取級(jí)分230中分離富含低聚糖的低聚體切取級(jí) 分280 (此處的富集是相對(duì)于總糖的）。
[0337] 所示的示例性酸萃取器210a和210b適應(yīng)于從輸入流130中萃取酸，該輸入流包 含超共沸HCl水溶液中的糖混合物。在一些實(shí)施方案中，該糖混合物包含超共沸HCl水溶 液中的至少20%、至少22%、至少24%、至少26%或至少28%重量/重量的糖。在一些實(shí) 施方案中，超共沸HCl水溶液包含22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%重量 /重量或中間的或更大的％ HC1/[HC1和水]百分比。根據(jù)本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案， 超共沸HCl水溶液包含小于40%、38%、36%、34%或小于32%重量/重量的HCl/[HC1和 水]。在一些實(shí)施方案中，適應(yīng)包括調(diào)整相對(duì)流速和/或萃取劑組成和/或溫度條件。在一 些實(shí)施方案中，用含有Sl溶劑（如上文所定義）的萃取劑進(jìn)行萃取以產(chǎn)生輸出糖流131a。 在一些實(shí)施方案中，SI溶劑包括正己醇和2-乙基-己醇中的至少一種。在一些實(shí)施方案 中，Sl溶劑是己醇并在45-55°C，任選地約50°C的溫度下進(jìn)行萃取。在圖26a中，為清楚起 見，萃取劑作為溶劑155示出。在實(shí)際應(yīng)用中，萃取劑中除可以存在Sl溶劑之外還可以存 在其他材料。在一些實(shí)施方案中，這些另外的材料來自于萃取劑循環(huán)。
[0338] 層析組件270適應(yīng)于從輸出流131a中分離糖以產(chǎn)生富含低聚糖的低聚體切取級(jí) 分280和富含單體糖的單體切取級(jí)分230。（相對(duì)于層析組件270的輸入流）。在一些實(shí)施 方案中，層析組件270包括離子交換樹脂。示例性的適應(yīng)包括樹脂選擇、流速和洗脫條件。
[0339] 在一些實(shí)施方案中，酸萃取器（210+210b)產(chǎn)生輸入流130和含有溶劑155的萃取 劑之間的逆流。在萃取過程中的某些時(shí)點(diǎn)，HCl 140(虛線箭頭）與流130分離并開始與萃 取劑中的溶劑155 (實(shí)線箭頭）一起流動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，所得的S1/HC1液相含有大于 20%、22%、24%、26%、28%、30%、32%、34%、36%、38%或40%重量/重量的[!1(：1八!1(：1 和水）]。任選地，所得的S1/HC1液相含有小于50%、小于48%、小于46%、小于44%或小 于42%重量/重量的[!1(：1八!1(：1和水）]。
[0340] 在一些實(shí)施方案中，逆流是通過當(dāng)輸入流130遞送至酸萃取劑210a的頂端時(shí)將 含有溶劑155的萃取劑從回收模塊150遞送至酸萃取器210b的底端而產(chǎn)生的。在一些實(shí) 施方案中，一臺(tái)或多臺(tái)泵（未示出）將含有溶劑155的萃取劑和/或輸入流130遞送至萃 取器210中。在一些實(shí)施方案中，酸萃取器210包括至少一個(gè)脈沖柱。任選地，該脈沖柱是 Bateman 脈沖柱（Bateman Litwin, Netherlands) 〇
[0341] Bateman脈沖柱包括大直徑垂直管道，該管道充滿交錯(cuò)的圓盤和圓環(huán)形的折流板， 其確保下降流130與上升萃取劑155當(dāng)穿過柱時(shí)相互接觸。萃取劑155中的溶劑從流130 中去除至少 35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或至少 92%重量/重量或中間的或更大的百分比的酸140。
[0342] 在一些實(shí)施方案中，酸耗盡的流131a中的糖離開萃取器210并進(jìn)入二次水解模塊 240 中。
[0343] 本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案既涉及糖精制又涉及與HCl和/或溶劑的再循環(huán)相 關(guān)的考慮因素。為了避免混淆，下文將按照糖流130隨著它行進(jìn)穿過模塊202而作為單體 切取級(jí)分230出現(xiàn)來進(jìn)行描述。在一些實(shí)施方案中，單體切取級(jí)分230基本上不含酸（例 如，在原來基礎(chǔ)上小于0. 1%或小于0. 05% )。在其他實(shí)施方案中，單體切取級(jí)分230包括 原來基礎(chǔ)上小于 0. 9%、0. 8%、0. 7%、0. 6%、0. 5%、0. 4%、0. 3%、0. 2%或甚至小于 0. 1% 重量/重量的HCl。
[0344] 現(xiàn)回到輸入糖流130當(dāng)其移動(dòng)通過模塊202時(shí)的順序描述：流130流經(jīng)萃取器 210 (此處示為210a和210b)并用含有Sl溶劑155和HCl 140的萃取劑進(jìn)行萃取。在一些 實(shí)施方案中，在210a處萃取之前，流130包含至少20%的總糖和水溶液中的超共沸濃度的 HC1。這些總糖可以包含多達(dá)30%、40%、50%、60%或甚至70%或中間的或更大的百分比 (以重量計(jì)）的寡糖。
[0345] 在一些實(shí)施方案中，糖作為酸減少的流131a從萃取器210a和210b中產(chǎn)生。任選 地，在210處的萃取去除了水和/或HCl從而使131a處的糖濃度比130處的糖濃度高。單 體糖與低聚糖的比例在這個(gè)階段基本保持不變。210處的萃取已經(jīng)使HCl濃度降低。HCl 140和Sl溶劑155離開萃取器210a至回收模塊150。在一些實(shí)施方案中，對(duì)HCl 140和Sl 溶劑155進(jìn)行蒸餾?；厥漳K150使分離的HCl (虛線箭頭）再循環(huán)至水解反應(yīng)器110中 并將分離的溶劑155送至萃取器210b中。在一些實(shí)施方案中，回收模塊150采用如第XI 部分中所述的反萃取。
[0346] 在一些實(shí)施方案中，酸減少的流131a流至二次水解反應(yīng)器240中，在其中酸減少 的流131a任選地與來自層析單元270的低聚體切取級(jí)分280 (細(xì)虛線箭頭）混合。在一些 實(shí)施方案中，水解反應(yīng)器240安設(shè)于酸反應(yīng)器210和層析組件270之間。
[0347] 由于在總糖和HCl方面，低聚體切取級(jí)分280比流131a都稀，所以這種混合用來 降低二次水解240中的糖濃度（和HCl濃度）。任選地，在這一階段加入額外的水性流，以 進(jìn)一步降低總糖濃度和/或降低酸濃度和/或增加低聚糖的比例。任選地，糖濃度的降低 有助于低聚體的較低平衡濃度。
[0348] 例如，低聚體切取級(jí)分280攜帶另外的糖，主要是低聚糖。這種混合的效果是：HC1 濃度降低至原來基礎(chǔ)上的1. 〇%、〇. 9%、0. 8%、0. 7%、0. 65%、0. 5%重量/重量或更少。任 選地，HCl濃度降低至0. 3% -I. 5%、0. 4% -1. 2%或0. 45% -0. 9%重量/重量。在一些實(shí) 施方案中，240處的總糖濃度降低至低于25%、低于22%、低于19%、低于16%、低于13% 或甚至低于10%重量/重量。在一些實(shí)施方案中，低聚體切取級(jí)分280起到低聚糖返回回 路的作用。
[0349] 在這樣的混合之后，稀HCl中的所得糖溶液在模塊240中進(jìn)行二次水解反應(yīng)。在 一些實(shí)施方案中，這種二次水解持續(xù)至少1小時(shí)、至少2小時(shí)或至少3小時(shí)或中間的或更長(zhǎng) 的時(shí)間。任選地，這種二次水解持續(xù)1至3小時(shí)，任選地約2小時(shí)。在一些實(shí)施方案中，溫 度保持在低于150°C、140°C、130°C、120°C、IKTC、100°C或低于90°C或中間的或更低的溫 度。在一些實(shí)施方案中，溫度保持在601：-1501：、701：-1401：或801：-1301：。在一些實(shí) 施方案中，在模塊240中進(jìn)行的二次水解得到總糖的80% -90%，任選地85% -88%，任選 地約86%的單體糖比例。在一些實(shí)施方案中，在模塊240中進(jìn)行的二次水解得到總糖的至 少72%、74%、76%、78%、80%、82%、84%、86%、88%或甚至至少90%重量/重量的單體 糖比例。在一些實(shí)施方案中，所得的二次水解產(chǎn)物131b含有至少20%、22%、24%、26%、 28%、30%、32%、34%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%或50%重量/重量的總糖。
[0350] 雖然為了簡(jiǎn)單起見在酸萃取器（210a和210b)與層析組件270間示出了一個(gè)二次 水解反應(yīng)器240,但是可以提供一個(gè)或多個(gè)水解反應(yīng)器240。
[0351] 在一些實(shí)施方案中，水解反應(yīng)器 240 在 95°C、100°C、105°C、110°C、115°C、12(rC* 125°C或中間的或更低的溫度下運(yùn)行。在一些實(shí)施方案中，水解反應(yīng)器240在1. 8、I. 9、2. 0、 2. 1或2. 2巴的壓力下運(yùn)行。在一些實(shí)施方案中，水解反應(yīng)持續(xù)1-3小時(shí)、1. 5-2. 5小時(shí)或 1.7-2小時(shí)。在一些實(shí)施方案中，240處的水解反應(yīng)在95°C下在大氣壓下進(jìn)行約2小時(shí)。在 本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案中，240處的水解反應(yīng)在125°C下在約2巴下進(jìn)行約1. 7小 時(shí)。
[0352] 在一些實(shí)施方案中，所得二次水解產(chǎn)物131b離開模塊240并進(jìn)入過濾單元250。 在一些實(shí)施方案中，放置過濾單元250以過濾二次水解反應(yīng)器240的出口流。在一些實(shí)施 方案中，過濾單元250從二次水解產(chǎn)物131b中去除細(xì)顆粒。在一些實(shí)施方案中，任選地使 用酸（例如，HC1)、S1溶劑和水的混合物，將這些顆粒定期從過濾器中沖洗下來并送回至萃 取器210。在一些實(shí)施方案中，過濾單元250包括微過濾組件。在一些實(shí)施方案中，濾過的 二次水解產(chǎn)物131c進(jìn)入安設(shè)于二次水解反應(yīng)器240和層析組件270之間的陰離子交換劑 251 中。
[0353] 在一些實(shí)施方案中，陰離子交換劑251包括弱堿性陰離子交換樹脂（WBA)和/或 含有至少20個(gè)碳原子的胺。在一些實(shí)施方案中，陰離子交換劑251從流131c中分離剩余 酸（例如，HC1)。根據(jù)備選的實(shí)施方案，流156含有酸、其鹽或其組合。在一些實(shí)施方案中， 在251處的陰離子交換劑是胺而156中的鹽包括氯化胺。在一些實(shí)施方案中，在251處使 用胺作為陰離子交換劑有助于去除糖的顏色和/或有助于減少下游糖精煉（polishing)。
[0354] 在一些實(shí)施方案中，通過用堿處理負(fù)載HCl的陰離子交換劑來再生陰離子交換 齊LU在一些實(shí)施方案中，堿選自堿金屬和氨的氫氧化物、碳酸氫鹽和碳酸鹽。在一些實(shí)施方 案中，再生形成了堿金屬或氨的氯鹽，并且處理該鹽以重新形成HCl和堿。在一些實(shí)施方案 中，堿是銨堿，并且形成氯化銨并至少部分作為肥料來使用。
[0355] 任選地，剩余的HCl或鹽156作為廢物丟棄。在一些實(shí)施方案中，大于80%、82%、 84%、86%、88%、90%、92%、94%、96%或大于98%重量/重量的進(jìn)入陰離子交換劑251的 HCl從流156中離開。在一些實(shí)施方案中，流132中的HCl濃度在原來基礎(chǔ)上小于2. 5%、 2%、1.5%、1.0%、0.5%、0.3%、0.2%、0.1%、小于0.05%或小于0.01%重量/重量。
[0356] 在一些實(shí)施方案中，陰離子交換劑251包含胺，并在40_60°C，任選地約50°C的溫 度下運(yùn)行。在一些實(shí)施方案中，離開陰離子交換劑251的流132進(jìn)入陽離子交換劑模塊253 中。在一些實(shí)施方案中，陽離子交換劑模塊253從糖流中分離二價(jià)陽離子（例如，Mg++和/ 或Ca++)。在一些實(shí)施方案中，糖131d與二價(jià)陽離子流157分開洗脫出來。在一些實(shí)施方 案中，陰離子交換劑251和/或陽離子交換劑模塊253稀釋離開陽離子交換劑模塊253的 流131d中的總糖濃度。在一些實(shí)施方案中，糖流131d用蒸發(fā)單元260濃縮。在一些實(shí)施 方案中，蒸發(fā)單元260放置于陰離子交換劑251和層析組件270之間。在一些實(shí)施方案中， 蒸發(fā)單元260在60°C、70°C、8(rC或90°C或中間的或更高的溫度下運(yùn)行。在一些實(shí)施方案 中，蒸發(fā)單元260在150、250、350、450、550、650、750、850或950毫巴或中間的或更大的壓 力下運(yùn)行。在一些實(shí)施方案中，在蒸發(fā)過程中，蒸發(fā)單元260中的溫度和/或壓力條件以受 控的方式改變。任選地，將單元260中的內(nèi)容物分成多個(gè)部分并且各個(gè)部分在不同條件下 蒸發(fā)。在一些實(shí)施方案中，來自前一部分的熱量蒸發(fā)下一部分。
[0357] 蒸發(fā)單元260從流131d中去除水142。任選地，至少一部分來自蒸發(fā)單元260的 水142用作層析組件270的洗脫液和/或用作二次水解模塊240的稀釋液。水的蒸發(fā)引起 糖濃度的增加。糖濃度的這種增加可有助于糖的寡聚（再寡聚），特別是如果存在HCl。在 一些實(shí)施方案中，HCl 140和/或156的去除有助于減少再寡聚。減少此類再寡聚的示例 性方式在本部分的"示例性平衡考慮因素"中進(jìn)行了討論。
[0358] 濃縮的濾過的二次水解產(chǎn)物131e在含有至少32%，任選地至少35%重量/重量 的糖的情況下離開蒸發(fā)單元260。在一些實(shí)施方案中，131d在含有40% -75^^45% -60% 或48% -68%重量/重量的糖的情況下離開蒸發(fā)單元260。在一些實(shí)施方案中，糖濃度的增 加有助于增加層析分離的效率。
[0359] 在一些實(shí)施方案中，濃縮的濾過的二次水解產(chǎn)物131e在含有至少30%、40%、 50 %或60 %重量/重量或更大百分比的總糖的情況下離開蒸發(fā)單元260。濃縮的濾過的二 次水解產(chǎn)物131e進(jìn)入任選地包含離子交換樹脂的層析組件270中。濃縮的濾過的二次水 解產(chǎn)物131e因在251處去除HCl 156而比水解產(chǎn)物131c包含更低濃度的酸。在一些實(shí)施 方案中，濃縮的濾過的水解產(chǎn)物131e包含在原來基礎(chǔ)上小于1 %、小于0. 9%、小于0. 8%、 0.7%、0.6%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、0.1%或0.05%重量/重量的！1(：1。在本部分中 描述了 "示例性平衡考慮因素"。
[0360] 流131e進(jìn)料至層析樹脂上并使用水溶液進(jìn)行洗脫。在一些實(shí)施方案中，從蒸發(fā)器 260遞送的水溶液142可作為洗脫流。這種洗脫產(chǎn)生低聚體切取級(jí)分280 (指向二次水解模 塊240的細(xì)虛線箭頭）和單體切取級(jí)分230。
[0361] 層析分離270包括與糖混合物的接觸和與洗脫流的接觸。洗脫流是水或水溶液。 在一些實(shí)施方案中，水溶液在該過程的另一階段中形成。在一些實(shí)施方案中，使用半纖維素 糖的水性流。任選地，半纖維素糖的水性流是用熱水預(yù)處理木質(zhì)纖維素材料的產(chǎn)物。用熱 水預(yù)處理木質(zhì)纖維素材料的示例性方法在PCT/US2012/064541 (為所有目的通過引用并入 本文）中進(jìn)行了描述。
[0362] 在一些實(shí)施方案中，使用陽離子交換樹脂進(jìn)行層析分離270。根據(jù)一些實(shí)施方案， 該樹脂至少部分負(fù)載堿金屬或銨的陽離子。
[0363] 在一些實(shí)施方案中，單體切取級(jí)分230含有80%、85%、90%、95%或97. 5%重量/ 重量或中間的或更大百分比的最初存在于混合物130中的糖。在一些實(shí)施方案中，這些糖 是約80-98%，任選地約89-90%的單體糖和約2-20%、任選地約10-11 %重量/重量的低 聚糖。在一些實(shí)施方案中，這些糖是占總糖的至少80 %、至少82 %、至少84 %、至少86 %、至 少88%、至少90%、至少92%、至少94%、至少96%、至少98%重量/重量或中間的或更大 百分比的單體糖。在一些實(shí)施方案中，單體切取級(jí)分230含有至少20 %、至少22、至少24 %、 至少26%、至少28%、至少30%、至少32%、至少34%、至少36%、至少38%、至少40%、至 少42%、至少44%、至少46%、至少48%或至少50%重量/重量的總糖。在低聚體切取級(jí) 分中剩余的任何糖可以在隨后的幾輪再循環(huán)中很大程度地回收。在一些實(shí)施方案中，在低 聚體切取級(jí)分中剩余的糖可以從富含低聚體的混合物轉(zhuǎn)換成主要為單體糖的混合物。
[0364] 雖然為了清楚起見，精制過程作為線性連續(xù)過程來描述，但是在實(shí)踐中它可以是 連續(xù)的和/或部分周期性的。 仵詵的附加精制纟目件
[0365] 圖26b示出了模塊200的任選的附加組件，總體上表示為模塊204。任選的模塊 204進(jìn)一步精制模塊202的輸出230。示出的示例性模塊204包括適應(yīng)于從單體切取級(jí)分 230中去除任何剩余的殘余溶劑155的脫溶劑器272。該溶劑可以通過將其送至回收模塊 150或送至萃取單元210 (在附圖中示出210a)而回收。糖繼續(xù)進(jìn)入適應(yīng)于去除可能不利地 影響下游發(fā)酵的雜質(zhì)的純化介質(zhì)274。在一些實(shí)施方案中，純化介質(zhì)274包括任選地在柱中 提供的顆粒狀的碳。任選地，該顆粒狀的碳去除雜質(zhì)，包括有色體、有色前體、羥甲基糠醛、 含氮化合物、糠醛和蛋白質(zhì)材料。這些材料中的每一種都具有抑制發(fā)酵的可能性。
[0366] 在一些實(shí)施方案中，純化介質(zhì)274包括離子交換樹脂。在一些實(shí)施方案中，離子交 換樹脂去除任何陰離子和/或陽離子。在一些實(shí)施方案中，這些陰離子和/或陽離子包括 氨基酸、有機(jī)酸和無機(jī)酸。任選地，離子交換樹脂包括強(qiáng)酸性陽離子樹脂和弱堿性陰離子樹 脂的組合。
[0367] 在一些實(shí)施方案中，純化介質(zhì)274用混合床系統(tǒng)使用強(qiáng)陽離子樹脂和強(qiáng)堿性陰離 子樹脂的組合來對(duì)糖進(jìn)行精煉。在一些實(shí)施方案中，該階段的糖濃度是約34-36%。在一 些實(shí)施方案中，使用濃縮器276,其適應(yīng)于增加單體切取級(jí)分230的固體含量。濃縮器276 任選地蒸發(fā)水。在一些實(shí)施方案中，所得的精制的糖輸出230'是77-80%糖的溶液，其中 70%或更多、80%或更多、90%或95%重量/重量或更多的糖作為單體存在。
[0368] 在一些實(shí)施方案中，所得產(chǎn)物（例如，從230得到）包含至少50%、60%、65%、 70%或75%重量/重量的糖。在一些實(shí)施方案中，所得產(chǎn)物包含相對(duì)于總糖為至少92%、 94 %、96 %、97 %或98 %重量/重量的單體糖。在一些實(shí)施方案中，所得產(chǎn)物包含在原來基 礎(chǔ)上小于0. 3%、0. 2%、0. 1%或0. 05%重量/重量的HC1。 示例件的仵詵的預(yù)蒸發(fā)樽塊
[0369] 圖26c示出了模塊200的任選的附加組件,總體上表示為模塊205。在這些包括它 的實(shí)施方案中，任選的模塊205安置在萃取器210a(圖26a)的上游。在一些實(shí)施方案中， 輸入流130 (如上所述）進(jìn)入預(yù)蒸發(fā)模塊290中。預(yù)蒸發(fā)任選地包括蒸餾和/或真空壓力 的施加。模塊290中的預(yù)蒸發(fā)產(chǎn)生HCl和水和改性的輸入流131g的氣態(tài)混合物292。在一 些實(shí)施方案中，改性的輸入流131g具有比輸入流130更高的糖濃度和更低的HCl濃度。例 如，在一些實(shí)施方案中，模塊290將流中的糖濃度從25%增加至30%重量/重量。在一些 實(shí)施方案中，模塊290將HCl濃度從33 %降低至27 %重量/重量[HCV (HC1和水）]。
[0370] 在一些實(shí)施方案中，模塊290在50_70°C，任選地約55_60°C的溫度下運(yùn)行。在一 些實(shí)施方案中，模塊290在100-200毫巴、任選地120-180毫巴、任選地約150毫巴的壓力 下運(yùn)行。在一些實(shí)施方案中，290處的蒸發(fā)產(chǎn)生比進(jìn)料流130具有更高HCl濃度的汽相。根 據(jù)這些實(shí)施方案，290處的預(yù)蒸發(fā)將HCl濃度相對(duì)于其在130中的濃度降低至少 6%、8%、10%、12%、14%或16%重量/重量。在一些實(shí)施方案中，290處的預(yù)蒸發(fā)將總糖 濃度相對(duì)于其在130中的濃度提高至少2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%或16%重量/ 重量。
[0371] 在一些實(shí)施方案中，來自290的汽相中的HCl濃度大于30%、35%、40%、42%、 44%、46%、48%、50%、52%、54%、56%、58%、或60%重量/重量或中間的或更大的百分 比[HC V (HC1 和水）]。
[0372] 根據(jù)包括預(yù)蒸發(fā)模塊290的本發(fā)明的這些實(shí)施方案，流131g替換130作為圖26a 中的萃取器210的輸入流。 在俥用胺萃取劑作為陰離子奪換劑中的示例件考虎閔素
[0373] 圖26d示出了總體上表示為206的脫酸系統(tǒng)，其類似于圖26a，具有任選的附加或 備選的組件。圖26d中出現(xiàn)的并且也在圖26a中使用的數(shù)字指示類似的組件或流。為清楚 起見，在圖26a中示出并在上文解釋過的一些項(xiàng)目未在圖26d中示出。示出的示例性配制 206適用于在陰離子交換251中使用胺萃取劑的本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0374] 在一些實(shí)施方案中，濾過的二次水解產(chǎn)物131c包含6-16%、7-15%、8_14%、 9-13%或10-12%重量/重量的糖。在一些實(shí)施方案中，濾過的二次水解產(chǎn)物131c含有在 原來基礎(chǔ)上小于I. 2%、1. 1%、1. 0%、0. 9%、0. 8%或0. 7%重量/重量的HC1。在一些實(shí)施 方案中，濾過的二次水解產(chǎn)物131c含有在原來基礎(chǔ)上大于0. 2%、0. 3%、0. 4%或0. 5%重 量/重量的HCl。
[0375] 在一些實(shí)施方案中，251處的胺作為萃取劑的一部分來提供。例如，在一些實(shí)施方 案中，萃取劑含有40-70%、45-65%、48-60%或50-55% (重量）的胺并且還含有稀釋劑。 適合在251處的萃取劑中使用的胺包括三月桂胺（TLA;例如COGNIS ALAMINE 304,來自 Cognis CorporationJucson AZ ;USA)、三辛胺、三辛酰胺和三癸胺。所有這些都是叔胺。 在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案中，采用具有至少20個(gè)碳原子的仲胺和伯胺。適合于在 251處的萃取劑中使用的稀釋劑包括長(zhǎng)鏈醇（例如，己醇和/或十二烷醇）。在一些實(shí)施方 案中，稀釋劑含有另外的組分。
[0376] 在一些實(shí)施方案中，251處的胺萃取劑的有機(jī)相：水相（相對(duì)于131c的水相）比 是1:1-1:4、1:1. 2-1:3. 5、1:1. 4-1:3. 0,任選地約1:2。在一些實(shí)施方案中，在251處的胺 萃取分4個(gè)或更少、3個(gè)或更少、2個(gè)或更少或1個(gè)階段進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，各階段在 混合沉降器中進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，在給定階段中的混合持續(xù)少于10分鐘、8分鐘、6 分鐘、4分鐘或2分鐘或中間的或更短的時(shí)間。在一些實(shí)施方案中，在給定階段中的沉降持 續(xù)少于10分鐘、8分鐘、6分鐘、4分鐘、2分鐘或1分鐘或中間的或更短的時(shí)間。在一些實(shí) 施方案中，在251處的胺萃取在40°C -80°C、45°C -75°C、50°C -70°C或約60°C下進(jìn)行。
[0377] 在一些實(shí)施方案中，離開251的糖流132(例如，圖26d中的132a)含有小于 lOOOppm、小于 800ppm、小于 700ppm、小于 600ppm、小于 500ppm、小于 400ppm、小于 300ppm、 小于200ppm或小于IOOppm的HCl或中間的或更少量的HCl。在一些實(shí)施方案中，離開251 的糖流132 (例如，圖26d中的132a)含有大于20ppm、大于40ppm、大于60ppm或大于80ppm 或中間的或更大量的HCl。
[0378] 在一些實(shí)施方案中，萃取物156含有氯化銨。在一些實(shí)施方案中，萃取物156含有 殘余的糖。任選地，這些糖通過用水洗滌來回收。
[0379] 在一些實(shí)施方案中，離開胺萃取251的糖流（萃余液）132a由于胺（例如，TLA) 在水溶液中的低溶解度而僅含有少量的胺。任選地，萃余液132a濃縮至約40%-80% (或 飽和）、約45% -75% (或飽和）或約50% -70 %，任選地約60 %重量/重量的糖（蒸發(fā)器 260)，和/或在層析分離270之前在陰離子交換劑253上進(jìn)行處理。在一些實(shí)施方案中，陽 離子交換劑253從流157中的萃余液132b中去除胺（例如，TLA)。
[0380] 在一些實(shí)施方案中，任選的汽提單元252從萃余液132a中蒸發(fā)殘余的己醇 133 (在251中用作稀釋劑）。在一些實(shí)施方案中，如圖所示，回收的己醇133在萃取210b中 使用。在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案中，回收的己醇133在251的萃取劑（未示出）中 用作稀釋劑的一部分。己醇耗盡的萃余液132b進(jìn)入陽離子交換劑253和/或蒸發(fā)260中。 蒸發(fā)260將糖濃度增加至約60%的糖和/或去除任何剩余的己醇。 通討反萃取的示例件胺回收
[0381] 仍參見圖26d，251處的胺萃取產(chǎn)生含有胺的氯鹽的萃取物156。在一些實(shí)施方 案中，反萃取255產(chǎn)生再生胺258和鹽256。反萃取255使用堿257 (例如，Na2C03、NH3或 NaOH)。在一些實(shí)施方案中，Na2CO3用作堿257并產(chǎn)生CO2 249。在本發(fā)明的其他示例性實(shí) 施方案中，NaOH用作堿257,并且NaOH是通過鹽256(NaCl)的水解離電滲析而再生的。水 性堿溶液（用再循環(huán)的部分鹽256 (示為256r)稀釋的堿257)與萃取物156的接觸將氯化 銨轉(zhuǎn)變成再生的胺258和氯鹽（例如，NaCl ;256)。如果Na2CO3用作堿，則也產(chǎn)生C02249。 由于胺（例如，TLA)與水不混溶，所以再生的胺258在反萃取255中與水相分離，并且可以 很容易地返回至陰離子交換251，以進(jìn)行另一輪胺萃取。過量的鹽256作為產(chǎn)物流256p而 去除。
[0382] 在一些實(shí)施方案中，鹽256作為10%、12%、14%、16%、18%或20%重量/重量或 中間的或更大百分比的NaCl溶液從反萃取255中回收。在一些實(shí)施方案中，反萃取255使 萃取物156與加入堿257(例如，Na 2CO3)的再循環(huán)的20% NaCl溶液（來自256,由虛線箭頭 示出）接觸。反萃取255產(chǎn)生再生的胺258和鹽256。在一些實(shí)施方案中，將鹽256的一部 分再循環(huán)至反萃取255。剩余的鹽256任選地作為產(chǎn)物流而去除。在一些實(shí)施方案中，255 處的有機(jī)相：水相比是7:1-1:1、6:1-2:1、5:1-3:1或4. 5:1-3. 5:1。在一些實(shí)施方案中，反 萃取255是一步完成的。
[0383] 在一些實(shí)施方案中，含有再生胺258的有機(jī)相包含在原來基礎(chǔ)上〈0.3 %、 〈0.25%、〈0.2%、〈0· 15%、〈0· 1%或〈0.05%重量 / 重量的 HC1。
[0384] 在一些實(shí)施方案中，堿257 (例如，Na2CO3)的量相對(duì)于156中的HCl為化學(xué)計(jì)量的， 或化學(xué)計(jì)量以上10%、15%、20%、25%或30%重量/重量，或化學(xué)計(jì)量以上的中間的或更 低的百分比。例如，如果流156還包括萃取的羧酸，則所用的堿的量應(yīng)足以使氯離子和羧酸 均轉(zhuǎn)變成其鹽形式。在一些實(shí)施方案中，這導(dǎo)致胺的再生。在一些實(shí)施方案中，反萃取255 在 60-1001：、65-951：、70-901：或 75-851：下進(jìn)行。
[0385] 在一些實(shí)施方案中，在返回至251之前，含有再生胺258的有機(jī)相用水溶液洗滌以 去除殘余的鹽（例如，NaCl和/或有機(jī)酸的鹽）（未示出）。 示例件稀釋劑考虎閔素
[0386] 在一些實(shí)施方案中，進(jìn)入胺萃取251的流131c (將用胺萃?。┖衼碜暂腿?10a 和/或210b的殘余的己醇。例如，在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，殘余的己醇的量為 0. 05%、0. 1%、0. 2%、0. 3%、0. 4%或0. 5%或中間的量。如上所述，251處的胺萃取采用含 有胺和稀釋劑的萃取劑。在一些實(shí)施方案中，萃取劑的稀釋劑組分包括己醇。在一些實(shí)施 方案中，己醇濃度（作為251處的萃取劑的稀釋劑的一部分）相對(duì)于251處的總萃取劑為 35%、40%，45%、50%、55%或60%或中間的或更低的百分比。根據(jù)這些實(shí)施方案，來自胺 萃取251的萃余液132a和萃取物156 (和鹽產(chǎn)物256)均含有少量己醇。例如，在本發(fā)明的 各種示例性實(shí)施方案中，萃余液132a含有0. 3%、0. 4%、0. 5%或0. 6%的己醇。
[0387] 在一些實(shí)施方案中，在本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案中，鹽256含有0. 10%、 0. 14%、0. 18%、0. 22%、0. 26%、0. 38%。在示例性實(shí)施方案中，對(duì)萃余液132a和鹽256均 進(jìn)行濃縮，并且萃余液132a中的己醇133在汽提塔252中蒸餾出來。
[0388] 在一些實(shí)施方案中，萃取劑中己醇的濃度通過在251處進(jìn)行下一個(gè)胺萃取循環(huán)之 前提供"補(bǔ)充的"己醇而保持在期望的水平（例如44%)。例如，相對(duì)于萃取劑中己醇的期 望水平，補(bǔ)充的己醇的量約為1. 5%。在一些實(shí)施方案中，補(bǔ)充的己醇通過從萃余液132a 中蒸餾己醇133并將己醇133遞送至胺萃取251而提供。在一些實(shí)施方案中，含有再生胺 258的有機(jī)相用含有冷凝的己醇133的水溶液進(jìn)行洗滌以合并殘余鹽的洗滌和己醇的重新 引入。
[0389] 在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案中，胺萃取劑（例如，TLA)的稀釋劑包含煤油和/ 或以鏈長(zhǎng)大于10,例如C12、C14或C16作為主要成分的醇。根據(jù)這些實(shí)施方案，來自流131 的己醇在胺萃取劑中積累。在一些實(shí)施方案中，胺萃取劑中積累的己醇通過蒸餾去除。 示例件羧酸考虎閔素
[0390] 在一些實(shí)施方案中，糖流131c含有由水解110 (圖25)得到的羧酸的陰離子。例 如，在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中，這些羧酸包括乙酸和/或甲酸。
[0391] 在一些實(shí)施方案中，糖溶液131c中的質(zhì)子當(dāng)量數(shù)比陰離子（包括氯離子）的當(dāng)量 數(shù)小。在一些實(shí)施方案中，在胺萃取251之前，溶液131c在酸形式的陽離子交換劑253'上 進(jìn)行處理。在一些實(shí)施方案中，陽離子交換劑253'將溶液131c中的陰離子轉(zhuǎn)變成其酸形 式。在一些實(shí)施方案中，陽離子交換劑253'去除有機(jī)雜質(zhì)和/或有助于胺萃取251中的相 接觸和/或相分離的改善。
[0392] 在一些實(shí)施方案中，胺萃取251從流131c的糖中去除HCl和/或有機(jī)酸。在一些 實(shí)施方案中，這樣的去除有助于降低位于下游的精煉組件上的負(fù)載。在一些實(shí)施方案中， 60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%重量/重量或中間的或更大百分比的有機(jī) 酸通過胺萃取251去除。
[0393] 在一些實(shí)施方案中，用堿（例如，Na2CO3)進(jìn)行的反萃取255分為兩個(gè)階段。在第一 階段，Na2CO3的量等于羧酸的量，并且只反萃取出羧酸以產(chǎn)生其（例如，鈉）鹽的溶液。在 第二階段，反萃取出HCl。在這種情況下，用堿而不用再循環(huán)的NaCl溶液來完成第一階段。 第二階段使用如上所述的再循環(huán)的NaCl。
[0394] 當(dāng)在251處采用弱堿性陰離子交換樹脂時(shí)，這些羧酸考慮因素還適用于HCl的去 除。在陽離子交換劑處理253'之后，這樣的弱堿性陰離子交換樹脂還吸附羧酸。 第一TK例件方法
[0395] 圖27是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖，總體上表示為300。 方法300包括用含有Sl溶劑的萃取劑萃取320a超共沸HCl水溶液中的糖混合物310。在 一些實(shí)施方案中，超共沸 HCl 溶液包括 22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30% 重量/重量或中間的或更大百分比的％HC1/[HC1和水]的水溶液。在一些實(shí)施方案中，超 共沸HCl溶液包括40 %、38 %、36 %、34 %或32 %重量/重量或中間的或更低百分比的％ HC1/[HC1 和水]。
[0396] 在一些實(shí)施方案中，方法300包括從糖混合物中分離322含有大于20%、22%、 24%、26%、28%、30%、32%、34%、36%、38%或40%重量/重量!1(：1/[!1(：1和水]和/或 小于50%、48%、46%、44%或42%重量/重量!1(：1/[!1(：1和水]的31/!1(：1液相 324。任 選地，方法300包括例如通過蒸餾和/或反萃取將Sl從HCl中分離。在一些實(shí)施方案中， 這種分離與木質(zhì)素流120的洗滌（圖25)同時(shí)進(jìn)行，如上文第XI部分和共同未決的申請(qǐng) W0/2011/151823 (為了所有目的通過引用并入本文）所述。
[0397] 在一些實(shí)施方案中，糖混合物310包含水解產(chǎn)物130 (圖25或26a)和/或通過洗 滌來自萃取物的Sl萃取劑得到的酸性流。任選地，來自萃取物的Sl萃取劑的洗滌包括反 萃取。
[0398] 在一些實(shí)施方案中，該方法包括使得到的水相與陰離子交換劑接觸330并從糖混 合物中分離332負(fù)載HCl的陰離子交換劑334。
[0399] 示出的示例性方法300包括增加340單體糖與低聚糖（來自混合物的糖）的比例 以產(chǎn)生富含單體糖的混合物342,該混合物342含有按重量計(jì)至少70%、75%、80%、85%、 90%、95%、96%、97. 5%或甚至99%重量/重量或中間的或更大百分比的單體糖（相對(duì)于 總糖）。在一些實(shí)施方案中，這種增加可通過二次水解（參見圖26a中的240)和/或?qū)游?分離（參見圖26a中的270)來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施方案中，采用這些技術(shù)的組合。因此，在 所示的分離322之后和/或分離332之后可以進(jìn)行增加340。
[0400] 在一些實(shí)施方案中，增加340包括進(jìn)行層析分離（參見圖26a中的270)。在一些 實(shí)施方案中，層析分離270的進(jìn)料包括基于HC1/[HC1和水]為小于1.0%、0.9%、0. 7%、 0. 5%、0. 3%或0. 1%重量/重量或中間的或更低百分比的HC1。在一些實(shí)施方案中，層析分 離270包括采用陽離子交換樹脂進(jìn)行分離。在一些實(shí)施方案中，陽離子交換樹脂至少部分 負(fù)載堿金屬（例如鈉或鉀）和/或銨的陽離子。在一些實(shí)施方案中，層析分離270包括使 樹脂與糖混合物接觸并與洗脫流接觸。在一些實(shí)施方案中，該洗脫流是水或水溶液。在一 些實(shí)施方案中，該水溶液在該過程的另一階段形成。在一些實(shí)施方案中，水性流包括半纖維 素糖。任選地，含有半纖維素糖的流通過用熱水預(yù)處理底物112(圖25)而得到。底物112 的示例性熱水處理在共同未決的申請(qǐng)PCT/US2012/064541(為了所有目的通過引用并入本 文）中公開。在采用陽離子交換樹脂的實(shí)施方案中，洗脫包括在一些情況下與含有半纖維 素糖的水溶液接觸。
[0401] 在其中增加340包括層析分離（參見圖26a中的270)的本發(fā)明的這些實(shí)施方 案中，單體糖與低聚糖的比例提高到80%、82%、84%、84%、86%、88%、90%、92%、94%、 96%或98%重量/重量或中間的或更大的百分比。
[0402] 在一些實(shí)施方案中，在萃取320和接觸330之間進(jìn)行水解（參見圖26a中的240)。 在一些實(shí)施方案中，由水解240導(dǎo)致的增加340將單體糖與低聚糖的比例提高至72%、 74%、76%、78%、80%、82%、88%或90%重量/重量或中間的或更大的百分比。
[0403] 在一些實(shí)施方案中，層析分離（參見圖26a中的270)產(chǎn)生以重量計(jì)相對(duì)于糖混合 物310富含低聚糖的低聚體切取級(jí)分（280 ;圖26a)和相對(duì)于糖混合310富含單體糖的單體 切取級(jí)分（230 ;圖26a)。在不包括與陰離子交換劑接觸330的本發(fā)明的這些實(shí)施方案中， 富含單體糖的混合物可包含殘余的HCl。
[0404] 在其中增加340既包括二次水解240又包括層析分離270的本發(fā)明的那些示例性 實(shí)施方案中，在富含單體糖的混合物342 (例如，圖26a中的單體切取級(jí)分260)中單體糖 與低聚糖的比例是 72%、74%、76%、78%、80%、82%、84%、86%、88%、90%、92%、94%、 96%或98%重量/重量或中間的或更大的百分比。
[0405] 在一些實(shí)施方案中，如圖27所示，在開始增加340混合物中單體糖與低聚糖的比 例之前，結(jié)束糖混合物310的萃取320。在本發(fā)明的許多實(shí)施方案中，萃取320具有小于 100 %的效率，使得萃取320結(jié)束之后該混合物仍含有HCl。在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方 案中，增加340包括在開始萃取320糖混合物310之前，將低聚糖水解（例如，在圖26a中 的240)成單體糖（圖27中未示出）。如果流130直接進(jìn)入240,該選項(xiàng)在圖26a中示出。
[0406] 在一些實(shí)施方案中，在分離322和接觸330之間進(jìn)行水解（參見圖26a中的240)。 在一些實(shí)施方案中，層析分離（參見圖26a中的270)產(chǎn)生以重量計(jì)相對(duì)于糖混合物310富 含低聚糖的低聚體切取級(jí)分（280 ;圖26a)和相對(duì)于糖混合310富含單體糖的單體切取級(jí) 分（230 ;圖 26a)。
[0407] 示出的示例性方法300包括從混合物310中分離322S1/HC1液相324 (例如，通過 萃取320)。在一些實(shí)施方案中，S1/HC1液相324包括大于20%、25%、30%、35%或甚至大 于40% HC1/[HC1和水]。在一些實(shí)施方案中，S1/HC1液相324包括小于50%、48%、46%、 44%或42 %重量/重量HCl/ [HC1和水]。
[0408] 在一些實(shí)施方案中，Sl溶劑包括正己醇或2-乙基己醇。任選地，這兩種溶劑中的 一種與另一種Si溶劑組合。在一些實(shí)施方案中，Sl溶劑基本上由正己醇組成。在一些實(shí) 施方案中，Sl溶劑基本上由2-乙基己醇組成。任選地，溶劑Sl包括具有至少5個(gè)碳原子 的另一種醇和/或一種或多種酮和/或一種或多種醛。在一些實(shí)施方案中，Sl溶劑在1個(gè) 大氣壓下具有l(wèi)〇〇°C至200°C的沸點(diǎn)，并與水形成非均相共沸物，該共沸物在1個(gè)大氣壓下 具有低于l〇〇°C的沸點(diǎn)。
[0409] 在一些實(shí)施方案中，萃取320包括逆流萃取。在一些實(shí)施方案中，萃取320用來將 HCl濃度降至小于10%、5%、2. 5%或1%重量/重量或中間的或更低的百分比。在一些實(shí)施 方案中，富含單體糖的混合物342包含至少20 %、22 %、24 %、26 %、28 %、30 %、32 %、34 %、 36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%或50%重量/重量或中間的或更大百分比的總糖。 在一些實(shí)施方案中，該濃度比混合物310中的濃度更高。
[0410] 在一些實(shí)施方案中，富含單體糖的混合物342包含占總糖的小于25%、20%、15% 或10%或5%、3%重量/重量或更少的低聚糖（即二聚物或較高級(jí)低聚體）。在一些實(shí)施 方案中，接觸330處的陰離子交換劑是弱堿性樹脂（WBA)。任選地，WBA的再生335通過與 堿接觸而發(fā)生。在一些實(shí)施方案中，堿包括一種或多種堿金屬和/或氨的氫氧化物和/或 碳酸氫鹽和/或碳酸鹽。在一些實(shí)施方案中，再生335形成堿金屬和/或氨的氯鹽，并且對(duì) 該鹽進(jìn)行處理以重新形成HCl和堿。在一些實(shí)施方案中，堿是銨堿，并且氯化銨作為鹽而形 成。任選地，由于氯化銨可用作肥料，所以氯化銨的形成增加了該工藝的價(jià)值。
[0411] 在一些實(shí)施方案中，在示出的所述萃取320之后進(jìn)行接觸330。在一些實(shí)施方案 中，在對(duì)糖混合物130 (131a)進(jìn)行二次水解240 (圖26a)之后進(jìn)行接觸330。在一些實(shí)施方 案中，在層析分離270 (圖26a)之前進(jìn)行接觸330。在一些實(shí)施方案中，接觸330是與具有 類似于二次水解240的酸濃度的流進(jìn)行接觸。在一些實(shí)施方案中，接觸330將HCl濃度降 至以HC1/[HC1+水]計(jì)小于1%、0. 9%、0. 7%、0. 5%、0. 3%或0. 1%重量/重量或中間的 或更低濃度的HCl。在一些實(shí)施方案中，層析分離（參見圖26a中的260和270)之前，濃縮 接觸330之后的混合物。任選地，該階段中不存在酸有助于將糖的再寡聚和/或降解降至 無關(guān)緊要的水平。
[0412] 在一些實(shí)施方案中，接觸330處的陰離子交換劑是含有至少20個(gè)碳原子的胺。在 一些實(shí)施方案中，該胺是叔胺，例如三辛胺、三辛酰胺、三癸胺或三月桂胺。
[0413] 在一些實(shí)施方案中，方法300包括在萃取320之前降低用來制備糖混合物310的 超共沸HCl水溶液中的HCl濃度。在一些實(shí)施方案中，這種降低是2%、4%、6%、8%、10%、 12 %、14%或16 %重量/重量或中間的或更大的相對(duì)百分比的相對(duì)降低。任選地，290處的 蒸發(fā)（圖27c)有助于這種降低。
[0414] 在一些實(shí)施方案中，方法300包括在萃取320之前增加糖混合物310中的糖濃度。 在一些實(shí)施方案中，這種增加是2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%或16%重量/重量或者 中間的或更大的相對(duì)百分比的相對(duì)增加。任選地，290處的蒸發(fā)（圖26c)有助于這種增加。 示例件討稈產(chǎn)物
[0415] 一些實(shí)施方案涉及通過方法300產(chǎn)生的組合物。在一些實(shí)施方案中，該組合物含 有在原來基礎(chǔ)上至少50% (重量）的糖、相對(duì)于總糖為至少90%的單體糖和在原來基礎(chǔ)上 小于0. 3%的HCl。在一些實(shí)施方案中，該組合物中的相對(duì)單體濃度是相對(duì)于總糖的92%、 94%、96%、97%或98%重量/重量或中間的或更大的百分比。在一些實(shí)施方案中，該組合 物含有按重量計(jì)至少55%、60%、65%、70%或75%重量/重量總糖。在一些實(shí)施方案中， 該組合物含有在原來基礎(chǔ)上小于〇. 2、0. 1或0. 05的HCl。 第二示例件方法
[0416] 圖28是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案的糖精制方法的簡(jiǎn)化流程圖，總體上 表示為400。方法400包括向?qū)游瞿Ｊ降臉渲羞M(jìn)料410含有纖維素單體和低聚糖的水性、 低酸糖混合物。在一些實(shí)施方案中，該方法包括將來自二次水解（例如，圖26a中的240)的 糖引入至水性、低酸糖混合物。在本文中和相應(yīng)的權(quán)利要求中使用的術(shù)語"低酸"表示在原 來基礎(chǔ)上小于0. 5%、0. 4%、0. 3%、0. 2%或0. 1%重量/重量的HC1。在一些實(shí)施方案中， 糖混合物作為水溶液來提供。任選地，該混合物包含殘余的Sl溶劑。合適的樹脂在本部分 的"示例性層析樹脂"中進(jìn)行了描述。任選地，采用強(qiáng)酸性陽離子樹脂。
[0417] 在一些實(shí)施方案中，糖混合物含有至少40 %、45 %、50 %、51 %、52 %、53 %、54 %、 55 %、56 %或58 %重量/重量或中間的或更高濃度的總糖。任選地，該糖混合物含有按重 量計(jì)40-75 %重量/重量總糖，在一些實(shí)施方案中為約45-60%，在一些實(shí)施方案中為約 48-68 %重量/重量。
[0418] 示出的示例性方法400包括將水溶液（任選地水）進(jìn)料420至樹脂，以產(chǎn)生相對(duì)于 在410處進(jìn)料的混合物富含低聚糖（相比于總糖）的低聚體切取級(jí)分422和相對(duì)于在410 處進(jìn)料的混合物富含單體糖（相對(duì)于總糖）的單體切取級(jí)分424。在一些實(shí)施方案中，單體 切取級(jí)分 424 是占總糖的至少80%、82%、84%、86%、88%、90%、92%、94%、96%或98% 或中間的或更大百分比的單體糖（以重量計(jì)）。
[0419] 在一些實(shí)施方案中，在420處進(jìn)料的水溶液包含來自先前蒸發(fā)步驟（例如，圖26a 中的142)的水。在一些實(shí)施方案中，在420處進(jìn)料的水溶液包含來自壓力洗滌的半纖維素 糖的流，如在共同未決的申請(qǐng)PCT/US2012/064541 (為了所有目的通過引用并入本文）中所 述。
[0420] 任選地，低聚體切取級(jí)分422包括從410處進(jìn)料的樹脂中回收的總糖的至少5%， 至少10 %，任選地20 %，任選地30 %，任選地40 %，任選地50 %重量/重量或中間的或更大 的百分比。
[0421] 在一些實(shí)施方案中，對(duì)低聚體切取級(jí)分422進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施方案中，調(diào)節(jié)包 括水解430在低聚體切取級(jí)分422中的低聚糖。其他調(diào)節(jié)策略（未示出）包括濃縮和/或 水的蒸發(fā)。在一些實(shí)施方案中，調(diào)節(jié)增加單體與低聚體的比例。在一些實(shí)施方案中，用在原 來基礎(chǔ)上不大于I. 5%、1. 0%、0. 8%、0. 7%、0. 6%或0. 5%重量/重量或中間的或更低百 分比的濃度的HCl催化水解430。
[0422] 在其中調(diào)節(jié)包括水解430的本發(fā)明的那些示例性實(shí)施方案中，富含單體糖（相對(duì) 于總糖）的二次水解產(chǎn)物432通過產(chǎn)生的低聚體切取級(jí)分422中的低聚糖的至少一部分的 水解而產(chǎn)生。任選地，水解430與對(duì)131a (圖26a)和低聚體切取級(jí)分422的混合物的水解 240(圖26a) -起進(jìn)行。任選地，低聚體切取級(jí)分422稀釋131a中的糖，并且這種稀釋改善 水解動(dòng)力學(xué)。
[0423] 在一些實(shí)施方案中，來自二次水解產(chǎn)物432的糖用作在410處進(jìn)料的糖混合物的 一部分，如向上的箭頭所示。
[0424] 在一些實(shí)施方案中，用以重量計(jì)不大于L 5%、1· 2%、1%、0·9%、0·8%、0· 7%、 0. 6%或0. 5%重量/重量或中間的或更低值的濃度的HCl催化水解430。在一些實(shí)施方案 中，用0. 3-1. 5%、0. 4-1. 2%或0. 45-0. 9%重量/重量的濃度的HCl催化水解430。在一些 實(shí)施方案中，水解430在60-150°C、70-140°C或80-130°C的溫度下進(jìn)行。
[0425] 在一些實(shí)施方案中，二次水解產(chǎn)物432含有相對(duì)于總糖含量為至少70 %、至少 72%、74%、76%、78%、80%、82%、84%、86%、88%或90%重量/重量（或者中間的或更大 的百分比）的單體糖。在一些實(shí)施方案中，二次水解產(chǎn)物432的總糖含量是以在410處進(jìn) 料的混合物的糖含量的重量計(jì)，至少86 %、88 %、90 %、92 %、94 %、96 %、98 %、99 %或甚至 99. 5%重量/重量或中間的或更大的百分比。
[0426] 在一些實(shí)施方案中，方法400包括用陰離子交換劑處理409含有纖維素單體和低 聚糖的糖混合物。根據(jù)這些實(shí)施方案，來自409的處理后的混合物進(jìn)入所示的410中。在 一些實(shí)施方案中，陰離子交換劑包括弱堿性樹脂陰離子交換劑（WBA)和/或具有至少20個(gè) 碳原子的陰離子胺。 第三示例件方法
[0427] 圖29是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案的糖精制方法的簡(jiǎn)化流程圖，總體上 表示為500。方法500包括水解530低聚糖和單體糖的混合物510。具體而言，方法500包 括提供510在至少I. 5% HCl和/或小于38%重量/重量的HCl的水溶液中總濃度為至少 20%、22%、24%、26%、28%、30%、32%、34%、36%、38%或40%重量/重量或中間的或更 大百分比的低聚糖和單體糖的混合物。
[0428] 在一些實(shí)施方案中，在510處提供的混合物具有20-38%、22-36%、24_30%或 26-32%重量/重量的HC1。在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案中，在510處提供的混合物具 有在原來基礎(chǔ)上為1.7-6%、1.9-5.5%、2.1-5%、2.3-4.5%重量/重量的!1(：1。在一些實(shí) 施方案中，在510處提供的混合物具有30%的總糖和/或27%的HCl (例如，在存在預(yù)蒸 發(fā)290但不存在萃取210a時(shí)）。在一些實(shí)施方案中，在510處提供的混合物包含至少4% 的HC1、至少6%的HCl或至少8%的HCl (以重量計(jì)）。在一些實(shí)施方案中，在510處提供 的混合物包含小于10%的HC1、小于8%的HC1、小于6%的HCl或小于4%的HCl (以重量 計(jì)）。在一些實(shí)施方案中，方法500包括將混合物中的糖濃度降低520至25%以下、22 %以 下、20%以下、18%以下或16%以下（以重量計(jì)）。在一些實(shí)施方案中，降低520之后，HCl 濃度保持在4、6、8或10以上。
[0429] 示出的示例性方法500包括水解530。水解530產(chǎn)生富含單體糖（相對(duì)于總糖） 的二次水解產(chǎn)物532。
[0430] 在一些實(shí)施方案中，方法500包括使二次水解產(chǎn)物532與陰離子交換劑接觸540。 在一些實(shí)施方案中，接觸540有助于水解產(chǎn)物532中的糖與反應(yīng)催化劑（例如，HC1)的分 尚 550。
[0431] 在一些實(shí)施方案中，分離550包括從負(fù)載HCl的陰離子交換劑554回收水性、脫酸 的水解產(chǎn)物552。在一些實(shí)施方案中，將HCl 140從負(fù)載的陰離子交換劑554上洗滌下來以 再生該陰離子交換劑。在一些實(shí)施方案中，這種再生通過用形成鹽的堿進(jìn)行洗滌，使得140 本身包括氯鹽而非HCl。
[0432] 在一些實(shí)施方案中，540處的陰離子交換劑包括弱堿性樹脂陰離子交換劑（WBA) 和/或具有至少20個(gè)碳原子的胺。
[0433] 在一些實(shí)施方案中，水解530采用無機(jī)酸（例如HC1)作為催化劑。任選地，富集 由混合物中的低聚糖的至少一部分的水解而產(chǎn)生。任選地，水解產(chǎn)物532含有相對(duì)于其中 的總糖量為至少72%、至少78%、至少82%、至少88%、至少90%或至少93%重量/重量 的單體糖或中間的或更高的百分比。
[0434] 在一些實(shí)施方案中，510處的混合物中的HCl濃度可以在2重量％至3重量％，例 如，2. 5重量％或2. 6重量％的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，水解530由在原來基礎(chǔ)上為 0· 5%、0· 6%、0· 7%、0· 8%、0· 9%、1· 0%、1· 1%、1· 2%、1· 3%、1· 4%或 1. 5%，0· 3-1. 5%、 0. 4.1. 2%或0.45-0. 9% (重量）的HCl催化。在一些實(shí)施方案中，水解530由濃度不大于 1. 2%的HCl催化。
[0435] 在一些實(shí)施方案中，在水解530之前，通過稀釋混合物而降低HCl百分比。在一些 實(shí)施方案中，稀釋是用低聚體切取級(jí)分280(參見圖26a)進(jìn)行的。在一些實(shí)施方案中，水解 530在60°C -150°C、70°C _140°C或80°C _130°C的溫度下進(jìn)行。任選地，糖的小于1%的非 水解降解在水解530過程中發(fā)生。在一些實(shí)施方案中，（二次）水解產(chǎn)物532的總糖含量 是在510處提供的混合物的糖含量的至少90%、95%、97. 5%或99% (或中間的或更大的 百分比）（以重量計(jì)）。在一些實(shí)施方案中，富含單體糖的水解產(chǎn)物532含有以重量計(jì)占總 糖的至少70%、至少75%、至少80%、至少85%或至少90% (或中間的或更大的百分比） 的單體糖。
[0436] 在一些實(shí)施方案中，方法500包括蒸發(fā)水解產(chǎn)物532中的水260 (參見圖26a)。任 選地，該蒸發(fā)的至少一部分在低于70°C或低于80°C的溫度下進(jìn)行。任選地，在蒸發(fā)后，總糖 的至少63%、任選地至少70%是單體。在一些實(shí)施方案中，水解產(chǎn)物532中小于10%、5%、 2. 5%或甚至小于1%或中間的或更低百分比的單體糖在蒸發(fā)260(參見圖26a)期間寡聚 化。
[0437] 在一些實(shí)施方案中，接觸540在蒸發(fā)（參見圖26a中的251和260)之前進(jìn)行并且 形成水性、脫酸的水解產(chǎn)物132 (圖26a)。
[0438] 在一些實(shí)施方案中，方法500包括用陽離子交換劑從水性、脫酸的水解產(chǎn)物 552 (任選地在蒸發(fā)之前）中去除558二價(jià)陽離子。任選地，由于加入一些水以從陽離子交 換劑洗滌糖，所以去除558降低糖濃度。
[0439] 示出的示例性方法500包括將水解產(chǎn)物552 (任選地在去除558之后）進(jìn)料560 至層析模式的樹脂（參見圖26a中的270)，并將水溶液進(jìn)料570至樹脂，以產(chǎn)生相對(duì)于水解 產(chǎn)物552富含低聚糖（與總糖成比例）的低聚體切取級(jí)分572和相對(duì)于水解產(chǎn)物552富含 單體糖（與總糖成比例）的單體切取級(jí)分574。任選地，水溶液的進(jìn)料570用于從樹脂上釋 放糖。在一些實(shí)施方案中，該樹脂是離子交換樹脂。
[0440] 再次參見圖26a，向?qū)游龇蛛x270的進(jìn)料131e相對(duì)于向二次水解240的進(jìn)料131a 富含單體糖，而層析處理270得到的單體切取級(jí)分230與進(jìn)料流131e相比富含單體糖。
[0441] 任選地，再循環(huán)（向上的箭頭）低聚體切取級(jí)分572,以使得在510處提供的混合 物包含來自先前的低聚體切取級(jí)分572的糖。
[0442] 在一些實(shí)施方案中，方法500包括將負(fù)載HCl的陰離子交換劑554與水解產(chǎn)物532 分離以形成水性的、脫酸（即低酸）的水解產(chǎn)物552。任選地，接觸540在蒸發(fā)程序（參見 圖26a中的260)之前進(jìn)行，并形成水性的、脫酸的水解產(chǎn)物552。 第四示例件方法
[0443] 圖32是用于提高輸入糖流中的單體糖與總糖的比例的方法的簡(jiǎn)化流程圖，總體 上表示為方法1000。在一些實(shí)施方案中，方法1000包括水解1010輸入糖流1008中的低 聚糖，以產(chǎn)生含有單體糖的輸出流1012。在一些實(shí)施方案中，輸入流1008是單體糖和低聚 糖的混合物。在一些實(shí)施方案中，輸入流1008包含相對(duì)于總糖為30%、40%、50%、60%、 70%或80% (重量）的低聚糖（或中間的或更大的百分比）。在一些實(shí)施方案中，輸入流 1008具有20 %、25 %、30 %、35 %或40 %的總糖濃度或中間的或更大的濃度。在一些實(shí)施方 案中，輸入流1008具有20%、25%、30%或35% (重量）的HC1/[HC1和水]濃度或中間的 或更大的濃度。
[0444] 在一些實(shí)施方案中，方法1000包括從輸出流1012層析富集1020單體糖以產(chǎn)生單 體切取級(jí)分1030。在一些實(shí)施方案中，單體切取級(jí)分1030包含占總糖的百分比為80%、 85%、90%、95%、97.5%或99%(重量）或更多的單體。
[0445] 在一些實(shí)施方案中，方法1000包括下列任選的動(dòng)作中的至少兩個(gè)： ⑴從輸入糖流1008中蒸發(fā)1009HC1 (和/或水）1007 ; (ii) 使輸入糖流1008和/或輸出流1012與含有Sl溶劑的萃取劑（1013和/或1016) 接觸；和 (iii) 使輸出流1012與適應(yīng)于從該流中去除酸的陰離子交換劑1019接觸。
[0446] -些實(shí)施方案僅包括動(dòng)作（i)和（ii)。本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案僅包括動(dòng) 作（i)和（iii)。本發(fā)明的又一些其他示例性實(shí)施方案僅包括動(dòng)作（ii)和（iii)。本發(fā)明 的又一些其他示例性實(shí)施方案包括所有三個(gè)動(dòng)作（i)、（ii)和（iii)。在包括動(dòng)作（i)的 本發(fā)明的這些實(shí)施方案中，液體1007任選地包括HCl和/或水。任選地，蒸發(fā)1009用于降 低流1008中的HCl濃度和/或增加流1008中的總糖濃度。在包括動(dòng)作（ii)的這些實(shí)施 方案中，一些實(shí)施方案僅包括使輸入糖流1008與含有Sl溶劑的萃取劑1013接觸；其他實(shí) 施方案僅包括使輸出流1012與含有Sl溶劑的萃取劑1016接觸；又一些其他實(shí)施方案既包 括輸入糖流1008與含有Sl溶劑的萃取劑1016接觸1011又包括輸出流1012與含有Sl溶 劑的萃取劑1016接觸1014。如圖26a所示，在一些實(shí)施方案中，萃取劑1016作為萃取劑 1013重新使用（參見圖26a中的210a和210b以及隨附的解釋）。
[0447] 在一些實(shí)施方案中，方法1000包括接觸1011、萃取劑1013,以及蒸發(fā)1009和與陰 離子交換劑1019接觸1014中的至少一個(gè)。 第五示例件方法
[0448] 圖33是根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施方案的糖精制方法的簡(jiǎn)化流程圖，總體上 表示為1100。方法1100包括超共沸HCl水溶液中的糖混合物1108的脫酸1109。在一些 實(shí)施方案中，超共沸HCl水溶液具有如上所述的HCl濃度。脫酸1109包括用含有Sl溶劑 的萃取劑進(jìn)行萃取1110,然后與陰離子交換劑接觸1112,并層析分離1120以重量計(jì)相對(duì)于 糖混合物1108富含低聚糖的低聚體切取級(jí)分1122和相對(duì)于糖混合物1108富含單體糖的 單體切取級(jí)分1124。在一些實(shí)施方案中，1112處的陰離子交換劑包括弱堿性樹脂（WBA)和 /或含有至少20個(gè)碳原子的胺。
[0449] 在一些實(shí)施方案中，方法1100包括從低聚體切取級(jí)分1122中水解1130糖以形成 單體糖1132。
[0450] 再次參見圖26a，方法1100將流131a送至陰離子交換劑251并將流132送至層析 組件270 (任選地通過所示的陽離子交換劑253和/或蒸發(fā)器260)。 示例件混合方法
[0451] 再次參見圖26a，在一些實(shí)施方案中，將流131a的一部分在不進(jìn)行240處的二次水 解的情況下送至陰離子交換劑251，而流131a的第二部分經(jīng)由二次水解240進(jìn)入陰離子交 換劑251。這兩個(gè)部分最終都到達(dá)層析組件270 (相同的組件或不同的組件），并且所得的 低聚體切取級(jí)分280返回至240處的二次水解。 示例件溶劑詵擇考虎閔素
[0452] 在一些實(shí)施方案中，用含有Sl的萃取劑萃取320 (圖27)糖混合物導(dǎo)致HCl從糖 混合物至萃取劑的選擇性轉(zhuǎn)移或選擇性萃取以形成S1/HC1-液相（324)和HCl耗盡的糖混 合物（例如，圖26a中的131a)。
[0453] HCl萃取相對(duì)于水萃取的選擇性（SA/W)可通過用萃取劑平衡水解產(chǎn)物并分析平衡 相中酸和水的濃度來確定。在這種情況下，選擇性為： SA/ff = (CA/Cff) 有機(jī)相 "CA/CW)水相
[0454] 其中，（CA/CW) 是在水相中酸濃度與水濃度之間的比例，而（CA/CW) 是有機(jī)相 中酸濃度與水濃度的比例。
[0455] SA/W可取決于多種參數(shù)，例如溫度和水相中是否存在其他溶質(zhì)，例如碳水化合物。 酸相對(duì)于水的選擇性萃取意指S A/W>1。
[0456] 在一些實(shí)施方案中，在至少一些條件下，HCl從糖混合物310中的萃取320提供了 至少約1. 1、任選地至少約1. 3和任選地至少約1. 5的SA/W。
[0457] 類似地，酸相對(duì)于碳水化合物的選擇性（SA/。）可以通過用所述萃取劑平衡水解產(chǎn) 物并分析平衡相中酸和碳水化合物的摩爾濃度來確定。在這種情況下，選擇性為： SA/c = (CA/Cc) 有機(jī)相 /(CA/Cc) 7m
[0458] 其中，（CA/Cc) 是水相中的酸濃度與碳水化合物（或多種碳水化合物）濃度的比 例，而（CA/Ce)wiwa是有機(jī)相中的酸濃度與碳水化合物（或多種碳水化合物）濃度的比例。
[0459] SA/?？梢匀Q于多種參數(shù)，例如溫度和水相中是否存在其他溶質(zhì)，例如，HC1。酸相 對(duì)于碳水化合物的選擇性萃取意指S A/C；> 1。
[0460] 在一些實(shí)施方案中，在至少一些條件下，用萃取劑從糖混合物310中萃取320HC1 具有至少約2、任選地至少約5和任選地至少約10的S A/C。
[0461] 正己醇具有相對(duì)較高的SA/W和相對(duì)較低的SA/。。2-乙基-1-己醇具有相對(duì)較低的 SA/W和相對(duì)較高的sA/c。
[0462] 這兩種己醇的這些特性導(dǎo)致以前將其用于從HCl中分離糖的努力集中于將 二者組合起來，或?qū)⑵渲兄慌c互補(bǔ)性溶劑組合使用（參見例如Forster等人的US 4, 237, 110)。
[0463] 在一些實(shí)施方案中，正己醇或2-乙基-1-己醇用作萃取320中的唯一的Sl溶劑。 示例件初級(jí)水解效率
[0464] 在一些實(shí)施方案中，木質(zhì)纖維素底物112中至少70% wt (任選地，以重量計(jì)大于 80%、90%、95%)的多糖在水解反應(yīng)器110中水解成可溶性碳水化合物。在一些實(shí)施方案 中，水解介質(zhì)中的可溶性碳水化合物的濃度隨著水解反應(yīng)的進(jìn)行而增加。 示仞丨件萃耳又齊I丨考虎因素
[0465] 任選地，萃取劑包括醇和相應(yīng)的烷基氯的混合物。任選地，萃取劑包括己醇和己基 氣。在一些實(shí)施方案中，萃取劑包括2_乙基-1-己醇和2_乙基-1-己基氣。任選地，萃取 劑包括己醇、2-乙基-1-己醇、己基氯和2-乙基-1-己基氯。任選地，乙醇/烷基氯w/w比 大于約10,任選地大于約15,任選地大于約20,并且任選地大于約30。在一些實(shí)施方案中， 萃取劑還包括水。在一些實(shí)施方案中，非碳水化合物雜質(zhì)被選擇性地萃取到萃取劑中，從而 導(dǎo)致萃取物131a(圖26A)中的碳水化合物的純化。任選地，選擇性萃取的程度是不同的， 使得達(dá)到30 %、任選地40 %、任選地50 %、任選地60 %、任選地70 %、任選地80 %、任選地 90 %或中間的或更大的百分比。 示仞丨件誅.擇件轉(zhuǎn)移參數(shù)
[0466] 任選地，萃取320選擇性地將HCl從糖混合物310轉(zhuǎn)移至萃取劑以形成萃取物 131a和S1/HC1液相324。在一些實(shí)施方案中，至少85%、至少88%、至少92%或至少95% (重量）的來自糖混合物的HCl轉(zhuǎn)移至萃取劑。在一些實(shí)施方案中，萃取物131a含有殘余 的HCl。任選地，殘余的HCl相當(dāng)于糖混合物中的約0. 1 %至約10 %的HCl，任選地約0. 5 % 至約8%，任選地約2%至約7% (重量）。 示仞丨件重量比
[0467] 在一些實(shí)施方案中，低聚體切取級(jí)分280或422的總可溶性碳水化合物濃度在1% 至30%的范圍內(nèi)，任選地2%-20%，任選地3%-10% (重量）。在一些實(shí)施方案中，低聚 體切取級(jí)分422的HCl濃度小于0. 2%、小于0. 1 %或小于0. 05% (重量）。 示例件二次水解考虎閔素
[0468] 在一些實(shí)施方案中，低聚體切取級(jí)分422 (圖28)中的低聚體的水解430 (圖28)和 / 或 340 (圖 27)在高于 60°C，任選地 70°C -130°C，任選地 80°C -120°C，任選地 90°C -110°C 的溫度下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，水解430和/或340進(jìn)行至少10分鐘，任選地20分鐘 至6小時(shí)，任選地30分鐘至4小時(shí)，任選地45分鐘至3小時(shí)。
[0469] 在一些實(shí)施方案中，在這些條件下的二次水解增加單體糖的產(chǎn)率，而沒有或幾乎 沒有糖的降解。在一些實(shí)施方案中，在水解340和/或430后，單體占總糖的分?jǐn)?shù)大于70%， 任選地大于80 %，任選地大于85 %，任選地大于90 % (重量）。在一些實(shí)施方案中，在水解 過程中單體糖的降解小于1 %，任選地小于〇. 2 %，任選地小于0. 1 %，任選地小于0. 05 % (重量）。 示例件層析樹脂
[0470] 一些實(shí)施方案采用離子交換（IE)樹脂（例如，410和/或270處）。
[0471] 存在四種主要類型的在其官能團(tuán)上不同的離子交換樹脂：強(qiáng)酸性（例如，使用磺 酸基團(tuán)如聚苯乙烯磺酸鈉或聚AMPS)，強(qiáng)堿性（例如，使用季氨基，例如，三甲基銨基團(tuán)，例 如聚APTAC)，弱酸性（例如，使用羧酸基團(tuán)），和弱堿性（例如使用伯、仲和/或叔氨基基團(tuán)， 例如聚乙烯胺）。
[0472] 屬于這四種主要類型中的每一種的樹脂可商購(gòu)獲得。在一些實(shí)施方案中，采用這 四種類型中的一種或多種的樹脂。
[0473] 在一些實(shí)施方案中，在410 (圖28)和/或270 (圖26b)處采用的樹脂是強(qiáng)酸性陽 離子交換樹脂，其中鈉、鉀或銨至少部分地替換樹脂上的氫離子。
[0474] 強(qiáng)酸性陽離子樹脂包括Purolite?樹脂，例如PUR0LITE樹脂PCR642H+和/或 642K(The Purolite Company, Bala Cynwood，PA, USA)。
[0475] 在一些實(shí)施方案中，純化介質(zhì)274(圖26b)包括樹脂。任選地，這種樹脂是使用強(qiáng) 陽離子樹脂和強(qiáng)堿性陰離子樹脂的組合的混合床系統(tǒng)。適于本文使用的混合床樹脂也可從 The Purolite Company (Bala Cynwood, PA, USA)獲得。 示例件明離子奪換劑
[0476] 有眾多弱堿性樹脂（WBA)是可商購(gòu)獲得的。這些樹脂中有許多都適于在本發(fā)明 的各種實(shí)施方案的內(nèi)容（例如，圖26a中的251)中使用。合適的樹脂包括D0WEX66 (Dow Chemical Co. ;USA)和 AlOO 和 / 或 A103S 和 / 或 A105 和 / 或 A109 和 / 或 Alll 和 / 或 A120S 和 / 或 133S 和 / 或 A830 和 / 或 A847 (The Purolite Co. ;USA)。
[0477] 在一些實(shí)施方案中，眾多具有少于20個(gè)碳原子的胺萃取劑是可用的。適合于在本 發(fā)明的實(shí)施方案中使用的示例性胺萃取劑包括叔胺，如三辛胺、三辛酰胺、三癸胺或三月桂 胺。 示仞丨件IX
[0478] 眾多離子交換劑（IX)可商購(gòu)獲得。這些樹脂中有許多都適于在本發(fā)明的各種實(shí) 施方案的內(nèi)容（例如，圖26a中的253)中使用。合適的樹脂包括強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，例 如 DOWEX 88 (Dow Chemical Co. ;USA)或 ClOO 和 / 或 ClOOE 和 / 或 C120E 和 / 或 C100X10 和 / 或 SGC650 和 / 或 C150 和 / 或 C160 (The Purolite Co. ;USA)。 示例件平衡考虎閔素
[0479] HCl既催化低聚糖的水解又催化單體糖的寡聚。在一段適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)，將建立起平 衡。反應(yīng)方向受到糖濃度和單體：低聚體比例的影響。反應(yīng)動(dòng)力學(xué)可受到溫度和/或HCl 濃度的影響。
[0480] 再次參見圖26a和二次水解單元240 :在一些實(shí)施方案中，輸入糖濃度具有相對(duì)于 平衡條件過量的低聚體。從層析單元270返回的低聚體切取級(jí)分的稀釋將單體：低聚體平 衡轉(zhuǎn)變成更進(jìn)一步遠(yuǎn)離平衡條件。在這些條件下，HCl推動(dòng)反應(yīng)朝向水解方向。
[0481] 由于低聚體已被水解，離開水解單元240的糖組合物更接近于平衡條件。然而，蒸 發(fā)260可以使平衡向單體過量轉(zhuǎn)變。如果發(fā)生這種情況，HCl會(huì)傾向于催化單體的再寡聚。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，在顯著高于二次水解240的糖濃度下操作層析分離270。為了避免在糖 濃縮期間的再寡聚，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，通過與陰離子交換劑251接觸來去除酸 156。
[0482] 在二次水解反應(yīng)的平衡中，單體糖與寡聚糖的比例是總糖濃度的函數(shù)。該反應(yīng)的 動(dòng)力學(xué)由溫度和HCl濃度設(shè)定。考慮到投資和運(yùn)行成本，溫度和HCl濃度的選擇是優(yōu)化的關(guān) 鍵。在任何情況下，可達(dá)到平衡?；蛘撸梢栽诘竭_(dá)平衡之前停止反應(yīng)。這是數(shù)種因素（例 如單體糖降解和運(yùn)行及投資成本等）的優(yōu)化的關(guān)鍵。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)水解達(dá)到至少 70%、75%、80%、85%或90%(重量）的平衡比或中間的或更大的百分比時(shí)，停止水解。 示例件流動(dòng)控制考虎閔素
[0483] 在一些實(shí)施方案中，具有不同程度的粘度的液體必須從一個(gè)模塊或組件輸送到另 一個(gè)模塊或組件。在一些實(shí)施方案中，糖濃度和/或溶劑濃度和/或HCl濃度促進(jìn)溶液的 粘性。在一些實(shí)施方案中，這種輸送至少部分依賴于重力。在一些實(shí)施方案中，可使用泵來 輸送液體。在一些實(shí)施方案中，液體沿不同的方向和/或以不同的速率移動(dòng)。任選地，一些 液體在儲(chǔ)器中保存以備后用。在一些實(shí)施方案中，控制器用于調(diào)節(jié)一種或多種液體流。
[0484] 圖30是示出類似于圖26a的糖精制模塊的流動(dòng)控制組件的示意圖，總體上表示為 800。在系統(tǒng)100的情況下，模塊800類似于模塊200。以數(shù)字"1"開始的數(shù)字指代上文描 述的溶液或流。以數(shù)字"8"開始的多個(gè)數(shù)字指代圖26a中以數(shù)字"2"開始的類似數(shù)字，并 且僅在它們與此處的流動(dòng)控制組件的關(guān)系上進(jìn)行描述。
[0485] 在一些實(shí)施方案中，泵811a提供了基于Sl的萃取劑155通過酸萃取器810a和 810b的流動(dòng)。該流與其一起攜帶HC1。萃取器串聯(lián)布置，并且泵送該流通過810b至810a。 在一些實(shí)施方案中，使用一個(gè)萃取器810。
[0486] 泵812a提供了糖混合物130向酸萃取器810a的流動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，控制 器890調(diào)節(jié)泵812a和811a的流速，以確保萃取劑對(duì)酸的有效萃取。任選地，正確的相對(duì)流 速有助于這種效率。在一些實(shí)施方案中，設(shè)置有泵812a和811a作為如上所述的Bateman 脈沖柱的一部分。在一些實(shí)施方案中，泵812a和/或811a中的流速是不同的，以適應(yīng)酸萃 取器810a，從而提供期望程度的萃取效率。
[0487] 在一些實(shí)施方案中，酸減少的流131a從萃取器810a出現(xiàn)并被泵842抽吸穿過二 次水解模塊840。再者，控制器890調(diào)節(jié)通過模塊840的流速，以確保實(shí)現(xiàn)期望程度的水解。 任選地，如圖所示，另外的泵832將流131a移動(dòng)至二次水解模塊840。將所得的二次水解產(chǎn) 物131b泵送到過濾單元850。任選地，過濾泵852抽吸水解產(chǎn)物131b穿過該單元中的過濾 器和/或?qū)V過的二次水解產(chǎn)物131c泵送至陰離子交換劑851。在一些實(shí)施方案中，單獨(dú) 的泵848周期性地提供漂洗流（向右的箭頭）至過濾單元850,以洗滌來自過濾器的累積的 碎屑。在一些實(shí)施方案中，控制器890協(xié)調(diào)泵848與842和/或852的運(yùn)行，以保證過濾器 單元850的正確運(yùn)行。
[0488] 在一些實(shí)施方案中，泵854將濾過的流131c泵送穿過陰離子交換劑851，以產(chǎn)生脫 酸的水解產(chǎn)物132。在一些實(shí)施方案中，單獨(dú)的泵849將洗滌流遞送至陰離子交換劑851， 以產(chǎn)生HCl 156的稀流。在一些實(shí)施方案中，控制器890協(xié)調(diào)泵854與849和/或856的 運(yùn)行，以確保陰離子交換851的正確運(yùn)行。
[0489] 在一些實(shí)施方案中，泵856抽吸脫酸的水解產(chǎn)物132穿過陽離子交換劑模塊853。 輸出流131d的陽離子含量降低。在一些實(shí)施方案中，單獨(dú)的泵852將洗滌流遞送至模塊 853,以產(chǎn)生洗脫的陽離子的流157。在一些實(shí)施方案中，控制器890協(xié)調(diào)泵852與856和/ 或862的運(yùn)行，以確保模塊853的正確運(yùn)行。
[0490] 在一些實(shí)施方案中，泵862將出口流131d抽吸至蒸發(fā)單元860中，其通過蒸發(fā)水 而增加糖濃度。所得濃縮的濾過的二次水解產(chǎn)物131e被泵872泵送到層析組件870。
[0491] 在一些實(shí)施方案中，由蒸發(fā)器860產(chǎn)生的水142被收集機(jī)構(gòu)864泵送至層析單元 870,以用作洗脫液。因?yàn)樵谝恍?shí)施方案中層析單元870在樣品進(jìn)料和洗脫之間循環(huán)交 替，收集機(jī)構(gòu)864任選地包括儲(chǔ)水器以及泵。
[0492] 在一些實(shí)施方案中，控制器890協(xié)調(diào)收集機(jī)構(gòu)864及泵872的動(dòng)作，以循環(huán)地將樣 品流和和洗脫流進(jìn)料至層析單元870中的樹脂。這種循環(huán)進(jìn)料和洗脫產(chǎn)生低聚體切取級(jí)分 280和單體切取級(jí)分230,低聚體切取級(jí)分280被泵872再循環(huán)至水解單元840,而單體切取 級(jí)分230任選地被泵872泵送至模塊204 (圖26b)。
[0493] 任選地，控制器890響應(yīng)于安置在各個(gè)模塊和/或單元的入口和/或出口處的傳 感器（未示出）的反饋。在一些實(shí)施方案中，這些傳感器包括流量傳感器并且控制器890 調(diào)節(jié)相對(duì)流速。在一些實(shí)施方案中，低聚體切取級(jí)分和單體切取級(jí)分之間的分割是基于層 析單元870中的樹脂關(guān)于樣品進(jìn)料后流出物的床體積方面的歷史性能數(shù)據(jù)而進(jìn)行的。
[0494] 在一些實(shí)施方案中，傳感器包括參數(shù)檢測(cè)器。任選地，參數(shù)檢測(cè)器監(jiān)測(cè)糖濃度和/ 或酸濃度。在一些實(shí)施方案中，糖濃度通過測(cè)定折射率和/或粘度來測(cè)量。任選地，酸濃度 是通過測(cè)量PH值來監(jiān)測(cè)。在一些實(shí)施方案中，低聚體切取級(jí)分和單體切取級(jí)分之間的分割 是基于層析單元870中的樹脂的實(shí)際性能數(shù)據(jù)而進(jìn)行的，該數(shù)據(jù)是關(guān)于如根據(jù)折射率測(cè)定 的特定糖的濃度和/或從pH估算的酸濃度。 示例件單體濃度
[0495] 再次參見圖26a，在本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案中，由二次水解240產(chǎn)生的富含 單體糖的混合物131b包含相對(duì)于總糖為72%、74%、76%、78%、80%、82%、84%、86%、 88%或90% (重量/重量）或中間的或更大百分比的單體糖。在一些實(shí)施方案中，在本發(fā) 明的各種示例性實(shí)施方案中，來自層析270的單體切取級(jí)分230包含相對(duì)于總糖為80%、 82%、84%、86%、88%、90%、92%、94%、96%、98%、99%或99.5%(重量/重量）或中間 的或更大百分比的單體糖。 示仞丨件操作順?序
[0496] 再次參見圖26a，本發(fā)明的許多示例性實(shí)施方案包括二次水解單元240和層析組 件270和其他組件和/或單元的各種組合。
[0497] 在一些實(shí)施方案中，來自流130的糖直接進(jìn)入二次水解單元240中，并且二次水解 產(chǎn)物131b進(jìn)入（任選地經(jīng)由過濾單元250)酸萃取器210b，進(jìn)入陰離子交換劑251，然后進(jìn) 入（任選地經(jīng)由陽離子交換劑模塊253)蒸發(fā)單元260,然后進(jìn)入層析單元270中。
[0498] 在一些實(shí)施方案中，來自流130的糖直接進(jìn)入二次水解單元240中，并且二次水解 產(chǎn)物131b進(jìn)入（任選地經(jīng)由過濾單元250)酸萃取器210b，然后進(jìn)入蒸發(fā)單元260中，然后 進(jìn)入層析單元270中。
[0499] 在一些實(shí)施方案中，流130在290 (圖26c)處預(yù)蒸發(fā)，然后來自流130的糖進(jìn)入 二次水解單元240中，并且二次水解產(chǎn)物131b進(jìn)入（任選地經(jīng)由過濾單元250)酸萃取器 210b中，進(jìn)入陰離子交換劑251中，然后進(jìn)入（任選地經(jīng)由陽離子交換劑模塊253)蒸發(fā)單 元260中，然后進(jìn)入層析單元270中。
[0500] 在一些實(shí)施方案中，流130在290 (圖26c)處預(yù)蒸發(fā)，然后來自流130的糖進(jìn)入 二次水解單元240中，并且二次水解產(chǎn)物131b進(jìn)入（任選地經(jīng)由過濾單元250)酸萃取器 210b中，然后進(jìn)入蒸發(fā)單元260中，然后進(jìn)入層析單元270中。
[0501] 在一些實(shí)施方案中，流130在酸萃取器210a處萃取，然后來自流130的糖進(jìn)入二 次水解單元240中，并且二次水解產(chǎn)物131b進(jìn)入到（任選地經(jīng)由過濾單元250)酸萃取器 210b中，進(jìn)入陰離子交換劑251中，然后進(jìn)入（任選地經(jīng)由陽離子交換劑模塊253)蒸發(fā)單 元260中，然后進(jìn)入層析單元270中。
[0502] 在一些實(shí)施方案中，流130在290 (圖26c)處預(yù)蒸發(fā)，在酸萃取器210a處萃取，然 后來自流130的糖進(jìn)入二次水解單元240中，并且二次水解產(chǎn)物131b進(jìn)入（任選地經(jīng)由過 濾單元250)酸萃取器210b中，進(jìn)入陰離子交換劑251中，然后進(jìn)入（任選地經(jīng)由陽離子交 換劑模塊253)蒸發(fā)單元260,然后進(jìn)入層析單元270。
[0503] 在一些實(shí)施方案中，流130在290 (圖26c)處預(yù)蒸發(fā)，在酸萃取器210a處萃取，然 后來自流130的糖進(jìn)入二次水解單元240,并且二次水解產(chǎn)物131b進(jìn)入（任選地經(jīng)由過濾 單元250)酸萃取器210b中，然后進(jìn)入蒸發(fā)單元260中，然后進(jìn)入層析單元270中。
[0504] 在一些實(shí)施方案中，流130在290 (圖26c)處預(yù)蒸發(fā)，在酸萃取器210a處萃取，然 后來自流130的糖進(jìn)入二次水解單元240中，并且二次水解產(chǎn)物131b進(jìn)入（任選地經(jīng)由過 濾單元250)蒸發(fā)單元260,然后進(jìn)入層析單元270中。
[0505] 在一些實(shí)施方案中，流130在酸萃取器210a處萃取，然后來自流130的糖進(jìn)入二 次水解單元240中，并且二次水解產(chǎn)物131b進(jìn)入（任選地經(jīng)由過濾單元250)蒸發(fā)單元260 中，然后進(jìn)入層析單元270中。 其他示例件方法及相關(guān)產(chǎn)品
[0506] 圖31a是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖，總體上表示為 900。 方法900包括提供910發(fā)酵罐，并發(fā)酵920含有單體糖的培養(yǎng)基以產(chǎn)生轉(zhuǎn)化產(chǎn)物930。 在一些情況下，圖25和26a和/或26b和/或26c所不的過程在一個(gè)工廠或系統(tǒng)中與發(fā)酵 920 -起進(jìn)行。
[0507] 圖31b是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案的方法的簡(jiǎn)化流程圖，總體上表示為 901。 方法901包括提供911含有單體糖的溶液，并使用化學(xué)過程921將溶液中的糖轉(zhuǎn)化成 轉(zhuǎn)化產(chǎn)物931。
[0508] 在一些實(shí)施方案中，單體糖或含有單體糖的溶液可作為富含單體糖的混合物（例 如，342或1032)和/或作為單體切取級(jí)分（例如，230或574)和/或作為含有單體糖的水 解產(chǎn)物（例如510、532或552)來提供。
[0509] 在一些實(shí)施方案中，發(fā)酵920和/或化學(xué)過程921如US 7, 629, 010、US 6,833, 149,US 6, 610, 867,US 6,452, 05UUS 6, 229, 046,US 6, 207, 209,US 5, 959, 128,US 5,859,270川3 5,847,238川3 5,602,286和舊5,357,035中所述，所述專利的內(nèi)容通過引 用并入本文。在各種實(shí)施方案中，上述美國(guó)專利中所述的過程與本文所述的一種或多種方 法相組合，例如，與本文所述的二級(jí)水解和/或?qū)游龇ㄏ嘟M合。
[0510] 在一些實(shí)施方案中，發(fā)酵920可以采用遺傳修飾的生物體（GMO)。眾多的GMO潛在 地與通過本文所述方法生產(chǎn)的糖相兼容。GMO可以包括梭菌屬、埃希氏菌屬、沙門氏菌屬、 發(fā)酵單胞菌屬、紅球菌屬、假單胞菌屬、芽孢桿菌屬、腸球菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、乳桿菌屬、克雷 伯氏菌屬、類芽孢桿菌屬、棒桿菌屬、短桿菌屬、畢赤酵母屬、假絲酵母屬、漢遜酵母屬和酵 母屬的成員。可能特別感興趣的寄主包括食羧寡養(yǎng)菌、大腸桿菌、地衣芽孢桿菌、浸麻芽孢 桿菌、紅串紅球菌、惡臭假單胞菌、植物乳桿菌、屎腸球菌、鶉雞腸球菌、糞腸球菌、枯草芽孢 桿菌和釀酒酵母。此外，這些種的任何已知的菌株可以用作起始微生物。在各種示例性實(shí) 施方案中，微生物是選自天藍(lán)色鏈霉菌、變鉛青鏈霉菌、吸水鏈霉菌或紅色糖多胞菌的放線 菌。在各種示例性實(shí)施方案中，微生物是選自大腸桿菌、熒光假單胞菌、惡臭假單胞菌、銅綠 假單胞菌、枯草芽孢桿菌或蠟狀芽孢桿菌的真細(xì)菌。
[0511] 在一些示例性實(shí)施方案中,GMO是革蘭氏陰性細(xì)菌。在一些示例性實(shí)施方案中，重 組微生物選自發(fā)酵單胞菌屬、埃希氏菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬和克雷伯氏菌屬。在一些示例性實(shí)施 方案中，重組微生物選自大腸桿菌、鉤蟲貪銅菌和食羧寡養(yǎng)菌的種。在一些示例性實(shí)施方案 中，重組微生物是大腸桿菌菌株。
[0512] 在一些實(shí)施方案中，發(fā)酵920產(chǎn)生作為轉(zhuǎn)化產(chǎn)物930的乳酸。乳酸作為商品化學(xué) 品的潛力是已知的，例如用于生產(chǎn)各種工業(yè)聚合物。這已經(jīng)在例如美國(guó)專利5, 142, 023、 5, 247, 058、5, 258, 488、5, 357, 035、5, 338, 822、5, 446, 123、5, 539, 081、5, 525, 706、 5, 475, 080、5, 359, 026、5, 484, 881、5, 585, 191、5, 536, 807、5, 247, 059、5, 274, 073、 5, 510, 526 和 5, 594, 095 中進(jìn)行了描述。（由 Cargill, Inc. ,Minneapolis, Minn.持有的這 17項(xiàng)專利的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。）對(duì)開發(fā)用于乳酸的生產(chǎn)和分離的改進(jìn)技術(shù) 產(chǎn)生存在普遍的興趣。另外，由于它們的潛在商業(yè)價(jià)值，對(duì)其他有價(jià)值的乳酸酯相關(guān)產(chǎn)品 如丙交酯、乳酸酯和酰胺以及低聚體的分離也存在極大的興趣；參見，例如，同樣的17項(xiàng)專 利。
[0513] -般而言，通過進(jìn)行大規(guī)模、工業(yè)、微生物發(fā)酵過程，特別是是在培養(yǎng)基中使用通 過本文所述的示例性方法產(chǎn)生的糖如右旋糖，以及合適的礦物質(zhì)和基于氨基酸的營(yíng)養(yǎng)物， 能夠容易地生產(chǎn)大量的乳酸。通常，這樣的生產(chǎn)在至少45°C，通常約為48°C的液體培養(yǎng)基 溫度下進(jìn)行。
[0514] 乳酸生產(chǎn)所關(guān)注的問題尤其包括：發(fā)酵體系內(nèi)的pH的適當(dāng)控制以確保針對(duì)微生 物作用的適當(dāng)?shù)沫h(huán)境，乳酸或乳酸鹽之一或二者從發(fā)酵過程的分離和分開，涉及分離的乳 酸或乳酸衍生產(chǎn)品的下游分離和生產(chǎn)。
[0515] 在一些實(shí)施方案中，將通過本文所述的示例性方法產(chǎn)生的糖引入發(fā)酵產(chǎn)物中， 如下列美國(guó)專利所述：US 7,678,768、US 7,534,597、US7，186,856、US 7，144,977、US 7,019, 17〇>US 6,693, 188,US 6, 534, 679,US 6,452, 05UUS 6, 361, 990,US 6, 320, 077,US 6,229,046、舊6，187,951、舊6，160，173、舊 6,087,532、舊 5,892，109、舊 5,780,678 和 US 5, 510, 526,其中每一個(gè)的內(nèi)容均通過引用并入本文。
[0516] 在一些實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)化產(chǎn)物（930或931)可以是，例如，醇、羧酸、氨基酸、用于聚 合物工業(yè)的單體或蛋白質(zhì)。在一些實(shí)施方案中，對(duì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物（930或931)進(jìn)行處理以生產(chǎn) 消費(fèi)產(chǎn)品，該消費(fèi)產(chǎn)品選自去污劑、基于聚乙烯的產(chǎn)品、基于聚丙烯的產(chǎn)品、基于聚烯烴的 產(chǎn)品、基于聚乳酸（聚交酯）的產(chǎn)品、基于聚羥基脂肪酸酯的產(chǎn)品和基于聚丙烯酸的產(chǎn)品。 任選地，該去污劑包括基于糖的表面活性劑、基于脂肪酸的表面活性劑、基于脂肪醇的表面 活性劑或細(xì)胞培養(yǎng)物衍生的酶。任選地，所述基于聚丙烯酸的產(chǎn)品是塑料、地板拋光劑、地 毯、油漆、涂料、粘合劑、分散劑、絮凝劑、彈性體、丙烯酸玻璃、吸收性物品、失禁墊、衛(wèi)生棉、 女性衛(wèi)生產(chǎn)品和尿片。任選地，所述基于聚烯烴的產(chǎn)品是牛奶壺、去污劑瓶、人造奶油容器、 垃圾容器、水管、吸收性物品、尿片、無紡布、HDPE玩具或HDPE去污劑包裝。任選地，所述 基于聚丙烯的產(chǎn)品是吸收性物品、尿片或無紡布。任選地，所述基于聚乳酸的產(chǎn)品是農(nóng)產(chǎn) 品或乳制品的包裝、塑料瓶、可生物降解產(chǎn)品或一次性產(chǎn)品。任選地，所述基于聚羥基脂肪 酸酯的產(chǎn)品是農(nóng)產(chǎn)品的包裝、塑料瓶、涂布紙、模制或擠出的物品、女性衛(wèi)生產(chǎn)品、棉塞施放 器、吸收性物品、一次性無紡布或擦拭物、醫(yī)用手術(shù)服、粘合劑、彈性體、薄膜、涂料、水性分 散劑、纖維、藥物中間體或粘結(jié)劑。任選地，轉(zhuǎn)化產(chǎn)物930或931是乙醇、丁醇、異丁醇、脂肪 酸、脂肪酸酯、脂肪醇或生物柴油。
[0517] 在一些實(shí)施方案中，方法900或901包括轉(zhuǎn)化產(chǎn)物930或931的處理，以生產(chǎn)至少 一個(gè)產(chǎn)品，例如，異丁烯縮合產(chǎn)品、噴氣燃料、汽油、汽油醇、柴油機(jī)燃料、隨時(shí)替代型燃料、 柴油機(jī)燃料添加劑或其前體。
[0518] 任選地，汽油醇是富含乙醇的汽油和/或富含丁醇的汽油。
[0519] 在一些實(shí)施方案中，由轉(zhuǎn)化產(chǎn)物930或931生產(chǎn)的產(chǎn)品是柴油機(jī)燃料、汽油、噴氣 燃料或隨時(shí)替代型燃料。
[0520] 本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案包括由轉(zhuǎn)化產(chǎn)物930或931生產(chǎn)的消費(fèi)產(chǎn)品、消費(fèi) 產(chǎn)品的前體以及消費(fèi)產(chǎn)品的成分。
[0521] 任選地，所述消費(fèi)產(chǎn)品、消費(fèi)產(chǎn)品的前體以及消費(fèi)產(chǎn)品的成分包括至少一種轉(zhuǎn)化 產(chǎn)物930或931，例如，羧酸或脂肪酸，二羧酸，羥基羧酸，羥基二羧酸，羥基脂肪酸，甲基乙 二醛，一元醇、二元醇或多元醇，烷烴，烯烴，芳族化合物，醛，酮，酯，生物聚合物，蛋白質(zhì)， 肽，氨基酸，維生素，抗生素，和藥物。
[0522] 例如，所述產(chǎn)品可以是富含乙醇的汽油、噴氣燃料或生物柴油。
[0523] 可選地，所述消費(fèi)產(chǎn)品具有約2. OxKT13或更高的碳-14 :碳-12比。任選地，所述 消費(fèi)產(chǎn)品包括如上所述的消費(fèi)產(chǎn)品的成分和由除木質(zhì)纖維素材料之外的原材料產(chǎn)生的附 加成分。在一些實(shí)施方案中，成分和由除木質(zhì)纖維素材料之外的原材料產(chǎn)生的附加成分基 本上具有相同的化學(xué)組成。任選地，所述消費(fèi)產(chǎn)品包含至少IOOppb的濃度的標(biāo)記分子。
[0524] 在一些實(shí)施方案中，所述標(biāo)記分子可以是，例如，糠醛、羥甲基糠醛、糠醛或羥甲基 糠醛縮合的產(chǎn)物、由糖的焦糖化衍生的有色化合物、乙酰丙酸、乙酸、甲醇、半乳糖醛酸或甘 油。 XIII.各詵的木質(zhì)素處理實(shí)施方案
[0525] 圖25是產(chǎn)生用作輸入流的木質(zhì)素流的示例性水解系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)總體上 表示為100。系統(tǒng)100包括接收木質(zhì)纖維素底物112并產(chǎn)生兩個(gè)出口流的水解容器110。第 一出口流是包含具有溶解的糖的HCl水溶液的酸性水解產(chǎn)物130。第二出口流120是木質(zhì) 素流。處理木質(zhì)素流120以去除HCl和水是本申請(qǐng)的一個(gè)焦點(diǎn)。被去除的HCl的再循環(huán)是 本申請(qǐng)的另一個(gè)焦點(diǎn)。不稀釋HCl而實(shí)現(xiàn)此再循環(huán)的方式是本文所述的某些示例性實(shí)施方 案的一個(gè)重要特征。在一些實(shí)施方案中，木質(zhì)素流120包含基于干物質(zhì)相對(duì)于木質(zhì)素小于 5 %、小于3. 5 %、小于2 %或小于1 %重量/重量的纖維素。
[0526] 在一些實(shí)施方案中，水解容器110是在共同未決的國(guó)際申請(qǐng)PCT/ US2011/057552(為了所有目的通過引用并入本文）中描述的類型。在一些實(shí)施方案中，水 解容器可以包括一種或多種其他類型的水解反應(yīng)器。在一些實(shí)施方案中，底物112包含松 木。水解產(chǎn)物流130的處理在糖精制模塊201中進(jìn)行并產(chǎn)生精制糖230,該精制糖230基 本上不含殘余的HC1。為了概述系統(tǒng)100,足以注意到，模塊201產(chǎn)生濃縮HCl的再循環(huán)流 140,該流140被輸送到水解容器110。在一些實(shí)施方案中，HCl 140通過用基于溶劑的萃取 齊U 155萃取而從水解產(chǎn)物130中回收。任選地，這種萃取發(fā)生在精制模塊201中。在一些 實(shí)施方案中，萃取劑155與HCl 140在溶劑回收模塊150中分離。在一些實(shí)施方案中，木質(zhì) 素流120包含顯著量的HCl和溶解糖。 示例件方法
[0527] 圖34是用于處理木質(zhì)素流的方法的簡(jiǎn)化流程圖，總體上表示為200。進(jìn)料流208 對(duì)應(yīng)于圖25的木質(zhì)素流120。
[0528] 方法200包括洗滌（210a和/或210b)進(jìn)料流208。進(jìn)料流208包括溶解在超共 沸HCl水溶液中的一種或多種糖以及固體木質(zhì)素。在許多情況下，在流208中的固體木質(zhì)素 被溶液濕潤(rùn)或用溶液浸漬。在一些實(shí)施方案中，洗滌（210a和/或210b)用來從木質(zhì)素中去 除糖。在一些實(shí)施方案中，洗滌（210a和/或210b)用包含至少5% wt的HCl的洗滌-HCl 溶液（207a和/或207b)進(jìn)行，以形成洗滌后的糖溶液（212a和/或212b)和洗滌后的木 質(zhì)素流214。在一些實(shí)施方案中，洗滌后的木質(zhì)素流214包含固體木質(zhì)素、水和HCl。
[0529] 方法200還包括使洗滌后的木質(zhì)素流214與再循環(huán)的烴218接觸220,以形成脫酸 的木質(zhì)素222流和含有HCl和水的汽相224。在一些實(shí)施方案中，再循環(huán)的烴218與洗滌后 的木質(zhì)素流222的接觸220在65°C、70°C、75°C、80°C、85°C或90°C或中間的或更高的溫度 下發(fā)生。任選地，接觸220在烴218沸騰的溫度下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，汽相224還含 有烴218 (未示出）。在一些實(shí)施方案中，脫酸的木質(zhì)素流222包含固體木質(zhì)素和小于2重 量％的!1(：1。
[0530] 在一些實(shí)施方案中，方法200包括汽相224的冷凝230,以形成冷凝的HCl水溶液 232。在一些實(shí)施方案中，方法200包括在洗滌210a和/或210b中使用234冷凝的HCl水 溶液232。在一些實(shí)施方案中，方法200包括在木質(zhì)纖維素材料112的水解110中使用236 冷凝的HCl水溶液232 (參見圖25)。在一些實(shí)施方案中，冷凝230產(chǎn)生額外的回收的烴 231 (未示出）。在一些實(shí)施方案中，回收的烴231從脫酸的木質(zhì)素222再循環(huán)233至218。 在一些實(shí)施方案中，再循環(huán)233包括離心、蒸汽冷凝、蒸發(fā)和蒸餾中的一個(gè)或多個(gè)。 示例件洗滌考虎閔素
[0531] 在一些實(shí)施方案中，208處進(jìn)料流中的木質(zhì)素濃度在原來基礎(chǔ)上為5 %至50 %、 15%至45%、20%至40%或25%至35%重量/重量。在一些實(shí)施方案中，進(jìn)料流中的HCl 濃度是35 %至45 %、37 %至44 %、38 %至43 %或39 %至42. 5 %重量/重量HCl/[HC1和 水]。在一些實(shí)施方案中，流208中的糖濃度基于原樣為5%至35%、10%至30%、12%至 27%、15%至25%重量/重量。
[0532] 在一些實(shí)施方案中，葡萄糖含有進(jìn)料流208中的總糖的至少50%、至少60%、至 少70 %、至少80 %或至少90 %重量/重量。在一些實(shí)施方案中，葡萄糖含有進(jìn)料流208中 的總糖的50%至80%、50%至85%、50%至90%、50%至95%、50%至99%、60%至80%、 60%至85%、60%至90%、60%至95%或60%至99%重量/重量。在一些實(shí)施方案中，流 208含有一種或多種C5糖且C5糖占流208中的總糖的小于50%、小于40%，小于30%、小 于20%、小于10%或小于5%。
[0533] 在一些實(shí)施方案中，進(jìn)料流208的洗滌210a和/或210b包括至少一次逆流接觸。 在一些實(shí)施方案中，溶液207a和/或207b中的HCl濃度為至少20wt %、至少25wt %、至少 30wt %、至少 35wt % 或至少 40wt %。
[0534] 在一些實(shí)施方案中，洗滌進(jìn)料流208包括與含有至少5% wt HCl的第一溶液207a 進(jìn)行第一逆流接觸210a以形成第一洗滌后的糖溶液212a，以及與含有至少5% wt HCl的 第二溶液207b進(jìn)行第二逆流接觸210b以形成第二洗滌后的糖溶液212b。在一些實(shí)施方 案中，第一溶液207a中的HCl濃度為至少35% wt、至少37% wt、至少39% wt、至少41% wt或至少42% wt。在一些實(shí)施方案中，第二溶液207b中的HCl濃度為至少20% wt、至少 25% wt、至少28% wt、至少30% wt或至少32% wt。在一些實(shí)施方案中，洗漆后的木質(zhì)素 流214中的糖濃度為在原來基礎(chǔ)上小于5%、4%、3%、2%或1%。
[0535] 在一些實(shí)施方案中，洗滌階段的數(shù)目不同。在圖34中描述了兩個(gè)洗滌階段（210a 和210b)。在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方案中，進(jìn)行了更多數(shù)目的洗滌階段。例如，在本發(fā) 明的一些實(shí)施方案中進(jìn)行三至十個(gè)洗滌階段。在一些實(shí)施方案中，洗滌溫度在階段之間不 同。例如，在一些實(shí)施方案中，最后一個(gè)或幾個(gè)階段與早期階段相比在稍微升高的溫度下進(jìn) 行，例如，與早期階段的KTC至20°C相比，在25°C至40°C下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，各個(gè) 洗滌階段在水力旋流器中進(jìn)行。任選地，水力旋流器中的壓力為40-90psig。在一些實(shí)施 方案中，兩個(gè)洗滌流（207a和207b)用于超過兩個(gè)水力旋流器。在一些實(shí)施方案中，洗滌流 207a具有40-43 %的HCl濃度而洗滌流207b具有32-36 %的HCl濃度。在一些實(shí)施方案 中，流207a進(jìn)入第一水力旋流器（從進(jìn)料流208的角度來看）而流207b進(jìn)入最后的水力 旋流器（從進(jìn)料流208的角度來看）。任選地，在洗滌中，隨著HCl濃度降低，洗滌溫度升 商。 示仞丨件的彳千誅.的研磨
[0536] 在一些實(shí)施方案中，在洗滌210 (210a和/或210b)之前進(jìn)行進(jìn)料流208的濕磨。 任選地，濕磨有助于洗滌效率的提高。在一些實(shí)施方案中，在接觸220之前進(jìn)行流214的濕 磨。任選地，濕磨有助于脫酸效率的提高。這種提高的效率體現(xiàn)在接觸220時(shí)間的縮短和 /或洗滌流210a和/或210b與進(jìn)料流208之比的減小方面。 示仞丨件接角蟲考虎因素
[0537] 在一些實(shí)施方案中，在接觸220中采用的烴具有在大氣壓下為100°C _250°C、 120°C _230°C或140°C -210°C的沸點(diǎn)。合適的烴包括異構(gòu)烷烴流體（例如來自ExxonMobil Chemical，USA的ISOPAR G、H、J、K、L或Μ)。在一些實(shí)施方案中，選定的異構(gòu)烷烴流體基本 上不溶于水。在一些實(shí)施方案中，使用十二烷作為接觸220中的烴218。
[0538] 在一些實(shí)施方案中，9份Isopar K作為烴218與1份洗滌后的木質(zhì)素流214(例 如，在原來基礎(chǔ)上約20%的固體木質(zhì)素）接觸220。根據(jù)這些實(shí)施方案，Isopar K與干木 質(zhì)素之比為約7/1、9/1、11/1、15/1、30/1、40/1或45/lw/w(或中間的或更大的比例）并在 220中接觸。
[0539] 在一些實(shí)施方案中，洗滌210a和/或210b在40至90psig的壓力下進(jìn)行。在一 些實(shí)施方案中，接觸220在大氣壓下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，脫酸的木質(zhì)素流222包含在 原來基礎(chǔ)上小于2%、小于1. 5%、小于I. 0%、小于0. 5%、小于0. 3%、小于0. 2%或小于 0. 1 %重量/重量的HCl。在一些實(shí)施方案中，脫酸的木質(zhì)素流222含有在原來基礎(chǔ)上至少 60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%或至少 99 %重量/重量的固體木質(zhì)素。 示例件冷凝考虎閔素
[0540] 在一些實(shí)施方案中，冷凝的HCl水溶液232中的HCl濃度作為HCV (HC1和水）大 于20%、大于22%、大于24%、大于26%或大于28%重量/重量。 另外的示例件再循環(huán)回路
[0541] 在一些實(shí)施方案中，方法200包括在木質(zhì)纖維素材料的水解（如在圖25中的110) 中使用洗滌后的糖溶液212a或212b。在一些實(shí)施方案中，方法200包括在木質(zhì)纖維素材料 的水解中使用第一洗滌后的糖溶液212a。在一些實(shí)施方案中，方法200包括在木質(zhì)纖維素 材料的水解中使用第二洗滌后的糖溶液212b。 示例件水解考虎閔素
[0542] 在一些實(shí)施方案中，木質(zhì)纖維素材料112 (圖25)包括軟木（例如松樹）。在一些實(shí) 施方案中，木質(zhì)纖維素材料112包括硬木（例如桉木或橡木）。在一些實(shí)施方案中，110 (圖 25)中的水解溫度小于25°C、小于23°C、小于21°C、小于19°C、小于17°C或小于15°C。 第二示例件方法
[0543] 圖35是根據(jù)一些實(shí)施方案處理木質(zhì)素流的方法的簡(jiǎn)化流程圖，總體上表示為 300。在一些實(shí)施方案中，進(jìn)料流308對(duì)應(yīng)于圖25的木質(zhì)素流120。
[0544] 方法300包括對(duì)含有固體木質(zhì)素、超共沸HCl水溶液和至少一種糖的進(jìn)料流308 進(jìn)行脫酸310,以形成脫酸的木質(zhì)素流312。在一些實(shí)施方案中，流312包含固體木質(zhì)素和 在原來基礎(chǔ)上小于2%、小于1. 5%、小于1.0%、小于0. 5%、小于0. 3%、小于0. 2%或小于 0. 1 %重量/重量的HCl。在一些實(shí)施方案中，流312包含至少70%、至少75%、至少80%、 至少85%、至少90%或至少95%重量/重量的固體（或中間的或更大的百分比）的木質(zhì) 素。
[0545] 所描繪的方法還包括在堿溶液318中蒸煮320固體木質(zhì)素以形成含有溶解的木質(zhì) 素的堿性溶液322。在一些實(shí)施方案中，溶解在堿性溶液322中的木質(zhì)素的收率是流312 中木質(zhì)素的量的至少85%、90%、92. 5%、95%、97. 5%、99%、99. 5%或基本上100%重量/ 重量。在一些實(shí)施方案中，322中的溶解的木質(zhì)素的濃度為至少5%、7%、8%、10%、15%、 20%或25%重量/重量或中間的或更大的百分比（表示為溶解的固體）。在一些實(shí)施方 案中，蒸煮320在高于100°C、高于110°C、高于120°C或高于130°C的溫度下進(jìn)行。在一 些實(shí)施方案中，蒸煮320在低于200°C、低于190°C、低于180°C、低于170°C、低于160°C或 低于150°C的溫度下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，蒸煮320在160°C -220°C、170°C -2KTC、 180°C -200°C或182°C -190°C的溫度下進(jìn)行。在一些實(shí)施方案中，蒸煮320具有至少10分 鐘、至少20分鐘、至少30分鐘、至少40分鐘、至少50分鐘、至少60分鐘、至少70分鐘、至 少80分鐘、至少90分鐘或至少120分鐘的持續(xù)時(shí)間。在一些實(shí)施方案中，蒸煮320具有少 于10小時(shí)、少于9小時(shí)、少于8小時(shí)、少于7小時(shí)、少于6小時(shí)、少于5. 5小時(shí)、少于5小時(shí)、 少于4. 5小時(shí)、少于4小時(shí)或少于3. 5小時(shí)的持續(xù)時(shí)間。在一些實(shí)施方案中，蒸煮時(shí)間為約 6小時(shí)（例如，在182°C下）。在一些實(shí)施方案中，蒸煮時(shí)間和/或蒸煮溫度的增加有助于木 質(zhì)素破碎和/或降解的增加。在一些實(shí)施方案中，蒸煮320在含有小于20%、小于15%、小 于10%、小于5%或小于2%的溶劑的堿溶液中蒸煮。任選地，蒸煮320在基本上不含溶劑 的堿溶液中蒸煮。蒸煮320是對(duì)幾乎不含纖維素的組合物進(jìn)行的，因此它與木材制漿非常 不同。
[0546] 在一些實(shí)施方案中，調(diào)節(jié)堿溶液318的堿濃度以使得320中的堿濃度當(dāng)表示為 以重量計(jì)的IOOx堿八堿和水）時(shí)是至少5%、6%、7%、8%、9%、10%、11 %、12%、13%、 14%、15%重量/重量或中間的或更大的百分比。下表說明了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)中蒸煮320 時(shí)的組分的示例性量和關(guān)系。
[0547] 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)的示例性條件

【權(quán)利要求】
1. 一種精制糖流的方法，其包括： (i) 使糖流與胺萃取劑接觸以形成混合物； (ii) 從所述混合物中分離出包含胺萃取劑和酸或雜質(zhì)的第一流，以及包含一種或多種 糖的第二流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一流是有機(jī)流，且所述第二流是水性流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一流包含少于0. 5% w/w的糖。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二流包含少于0. 5% w/w的酸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二流包含少于0. 5% w/w的胺。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二流包含少于0. 5% w/w的雜質(zhì)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將雜質(zhì)從糖流萃取至胺萃取劑中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：在步驟（i)之前，使糖流與強(qiáng)酸性陽離子 交換劑接觸，以去除殘余的陽離子。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述胺萃取劑包含胺和稀釋劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中胺與稀釋劑的比例為3 :7。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中胺與稀釋劑的比例為5. 5 :4. 55。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中胺與稀釋劑的比例為3 :7至6 :4。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述稀釋劑包含醇。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述稀釋劑包含C6、C8、CIO、C12、C14、C16醇或 煤油。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述稀釋劑包含己醇。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述胺是包含至少20個(gè)碳原子的胺。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述胺是三月桂胺。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括用填充蒸餾柱從第二流中去除稀釋劑。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中去除第二流中至少95%的稀釋劑。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：使糖流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸以去 除殘余的胺，從而形成已去除胺的水解產(chǎn)物。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括：使已去除胺的水解產(chǎn)物與弱堿性陰離 子交換劑接觸，以形成中和的水解產(chǎn)物。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的方法，進(jìn)一步包括使水解產(chǎn)物蒸發(fā)以形成濃縮的水解 產(chǎn)物。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20-22中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將水解產(chǎn)物分級(jí)分離為單 體糖流和低聚糖流。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括：對(duì)單體糖流進(jìn)行純化或濃縮。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：在使糖流與胺萃取劑接觸以形成第一混 合物之前，使糖流中殘余的酸將糖流中的至少一些低聚糖水解成單體糖。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括：在使糖流中殘余的酸將糖流中的至少 一些低聚糖水解成單體糖之前，將糖流稀釋至更低的糖濃度。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括：在使糖流中殘余的酸將糖流中的至少 一些低聚糖水解成單體糖之前，提高糖流的酸濃度。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中將酸濃度提高至大于0. 5%。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括：在使糖流與胺萃取物接觸之前將低聚 糖流與根據(jù)權(quán)利要求1所述的糖流合并；其中糖流中殘余的酸將低聚糖流中的至少一些低 聚糖水解成單體糖。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括：使第一流與堿溶液接觸，以形成中和的 胺萃取劑。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述接觸在70°C下進(jìn)行。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，在使第一流與堿溶液接觸之前，進(jìn)一步包括：用水性 流洗滌第一流，以從第一流中去除糖。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中洗滌后的第一流包含少于0. 1 %重量/重量的 糖。
34. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，進(jìn)一步包括：用水洗滌所述中和的胺萃取劑的至少 一部分，并使洗滌后的胺萃取劑再循環(huán)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括：通過將洗滌后的中和的胺萃取劑流的 一部分與10 %的石灰一起加熱來處理該部分。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述加熱在80-90°C下進(jìn)行。
37. -種從酸性半纖維素糖流中去除酸的方法，其包括： (i) 使包含酸和一種或多種半纖維素糖的酸性半纖維素糖流與胺萃取劑接觸，以形成 胺混合物；以及 (ii) 從胺混合物中分離出包含酸和胺萃取劑的第一流，以及包含半纖維素糖流的第二 流。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，進(jìn)一步包括：在步驟（i)之前，使木質(zhì)纖維素給料與 酸性水溶液接觸；并從木質(zhì)纖維素給料中分離出酸性水溶液，從而形成木質(zhì)纖維素流和酸 性半纖維素糖流。
39. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述第一流是有機(jī)流，且所述第二流是水性流。
40. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述第一流包含少于0. 5% w/w的半纖維素糖。
41. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述第二流包含少于0. 5% w/w的酸。
42. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述第二流包含少于0. 5% w/w的胺。
43. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述第二流包含少于0. 5% w/w的雜質(zhì)。
44. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中將雜質(zhì)從酸性半纖維素糖流萃取至胺萃取劑 中。
45. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述胺萃取劑包含胺和稀釋劑。
46. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中胺與稀釋劑的比例為3 :7。
47. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中胺與稀釋劑的比例為5. 5 :4. 55。
48. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中胺與稀釋劑的比例為3 :7至6 :4。
49. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述稀釋劑包含醇。
50. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述稀釋劑包含C6、C8、CIO、C12、C14、C16醇 或煤油。
51. 根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中所述稀釋劑包含己醇。
52. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述胺是包含至少20個(gè)碳原子的胺。
53. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述胺是三月桂胺。
54. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述酸性水溶液包含0. 1-2%的酸。
55. 根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中所述酸包括H2S04和/或S02和/或H 2S03，和/ 或 HC1。
56. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，進(jìn)一步包括用填充蒸餾柱從第二流中去除稀釋劑。
57. 根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其中去除第二流中至少95%的稀釋劑。
58. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，進(jìn)一步包括：使第二流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸 以去除殘余的胺，從而形成已去除胺的糖流。
59. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，進(jìn)一步包括：使已去除胺的糖流與弱堿性陰離子交 換劑接觸，以形成中和的糖流。
60. 根據(jù)權(quán)利要求58或59所述的方法，進(jìn)一步包括使糖流蒸發(fā)，從而形成濃縮的糖溶 液。
61. 根據(jù)權(quán)利要求58-60中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將糖流分級(jí)分離為富含木 糖的流和混合糖流。
62. 根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中使用離子交換樹脂對(duì)糖進(jìn)行分級(jí)分離。
63. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的方法，其中離子交換柱是陰離子交換樹脂。
64. 根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中所述陰離子交換樹脂具有在200-400 y m范圍內(nèi) 的顆粒大小。
65. 根據(jù)權(quán)利要求63所述的方法，其中所述陰離子交換樹脂具有在280-320 y m范圍內(nèi) 的顆粒大小。
66. 根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述分級(jí)分離在模擬移動(dòng)床模式下進(jìn)行。
67. 根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其中所述分級(jí)分離在順序式模擬移動(dòng)床模式下進(jìn) 行。
68. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中順序式模擬移動(dòng)床層析系統(tǒng)包括以下步驟1-3 : 在步驟1中使進(jìn)料流進(jìn)入吸附劑并從吸附劑中沖洗出第一萃余液流；在步驟2中使用解吸 劑流從吸附劑中沖洗出第二萃余液流；以及在步驟3中將解吸劑再循環(huán)回到吸附劑中；其 中在步驟1和步驟2中均對(duì)富含木糖的流進(jìn)行萃取。
69. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的方法，其中所述層析系統(tǒng)的解吸劑流速等于萃取物流速與 萃余液流速的總和。
70. 根據(jù)權(quán)利要求61-69中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括從富含木糖的流中結(jié)晶出 木糖。
71. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，進(jìn)一步包括使第一流與堿溶液接觸，以形成中和的 萃取劑。
72. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，在使第一流與堿溶液接觸之前，進(jìn)一步包括：用水性 流洗滌第一流，以從第一流中去除半纖維素糖。
73. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的方法，其中洗滌后的第一流包含少于0. 1%重量/重量的 糖。
74. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的方法，進(jìn)一步包括：用水洗滌所述中和的萃取劑，并使洗滌 后的胺萃取劑再循環(huán)。
75. 根據(jù)權(quán)利要求74所述的方法，進(jìn)一步包括：通過將洗滌后的中和的萃取劑的一部 分與10 %的石灰一起加熱來處理該部分。
76. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述木質(zhì)纖維素流用于制備生物能顆粒。
77. -種對(duì)包含第一級(jí)分和第二級(jí)分的混合物的液體樣品進(jìn)行分級(jí)分離的方法，其包 括： (i) 使用順序式模擬移動(dòng)床層析系統(tǒng)對(duì)該液體樣品進(jìn)行分級(jí)分離；其中該順序式模擬 移動(dòng)床層析系統(tǒng)包括以下步驟1-3 :在步驟1中使進(jìn)料流進(jìn)入吸附劑并從吸附劑中沖洗出 第一萃余液流；在步驟2中使用解吸劑流從吸附劑中沖洗出第二萃余液流；以及在步驟3 中將解吸劑再循環(huán)回到吸附劑中； (ii) 從所述層析系統(tǒng)中回收一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)物流； 其中在步驟1和步驟2中均對(duì)產(chǎn)物流進(jìn)行萃取。
78. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中所述液體樣品進(jìn)一步包含第三級(jí)分。
79. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中所述層析系統(tǒng)的解吸劑流速等于萃取物流速與 萃余液流速的總和。
80. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的方法，其中所述層析系統(tǒng)包含離子交換樹脂。
81. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中所述離子交換樹脂是陰離子交換樹脂。
82. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中所述離子交換樹脂具有在200-400 y m范圍內(nèi)的 顆粒大小。
83. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中所述離子交換樹脂具有在280-320 y m范圍內(nèi)的 顆粒大小。
84. -種半纖維素糖混合物，其包含以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè)或 更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)，或者六個(gè)或七個(gè)或八個(gè)或更多個(gè)： (i) 與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 50重量/重量的單糖； (ii) 與總單糖的比例〈〇. 25重量/重量的葡萄糖； (iii) 與總單糖的比例>〇. 18重量/重量的木糖； (iv) 與總單糖的比例〈〇. 10重量/重量的果糖； (v) 與總單糖的比例>〇. 01重量/重量的果糖； (vi) 含量最高為0. 01 %重量/重量的糠醛； (vii) 含量最高為500ppm的一種或多種酚；以及 (viii) 含量最高為0. 1%重量/重量的己醇。
85. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中單糖與總干固體的比例>0. 70重量/重量。
86. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中單糖與總干固體的比例>0. 90重量/重量。
87. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中葡萄糖與總單糖的比例〈0. 15重量/重量。
88. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中葡萄糖與總單糖的比例〈0. 13重量/重量。
89. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中葡萄糖與總單糖的比例〈0. 06重量/重量。
90. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中木糖與總單糖的比例>0. 20重量/重量。
91. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中木糖與總單糖的比例>0. 50重量/重量。
92. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中木糖與總單糖的比例>0. 70重量/重量。
93. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中果糖與總單糖的比例>0. 02重量/重量。
94. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其中果糖與總單糖的比例〈0. 08重量/重量。
95. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其包含含量最高為0. 005%重量/重量的糠醛。
96. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其包含含量最高為0. 001 %重量/重量的糠醛。
97. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其包含含量最高為400ppm的酚。
98. 根據(jù)權(quán)利要求84所述的混合物，其包含含量最高為300ppm的酚。
99. 一種富含木糖的流半纖維素糖混合物，其包含以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更 多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或 更多個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)，或者十個(gè)或更多個(gè)： (i) 與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 10重量/重量的寡糖； (ii) 與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 50重量/重量的木糖； (iii) 與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 10重量/重量的阿拉伯糖； (iv) 與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 05重量/重量的半乳糖； (v) 總和與總?cè)芙馓堑谋壤?. 10重量/重量的葡萄糖和果糖； (vi) 與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 02重量/重量的甘露糖； (vii) 與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 05重量/重量的果糖； (viii) 含量最高為0. 01 %重量/重量的糠醛； (ix) 含量最高為500ppm的酚；以及 (x) 含量最高為0. 1 %重量/重量的己醇。
100. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其中寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 07。
101. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其中寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 05。
102. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 40重量/重量。
103. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 70重量/重量。
104. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 80重量/重量。
105. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其中葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?〈0.09。
106. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其中葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?〈0.05。
107. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其包含含量最高為0. 005%重量/重量的糠醛。
108. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其包含含量最高為0. 001 %重量/重量的糠醛。
109. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其包含含量最高為60ppm的酚。
110. 根據(jù)權(quán)利要求99所述的混合物，其包含含量最高為0. 05ppm的酚。
111. 一種已去除木糖的半纖維素糖混合物，其包含以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或 更多個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè) 或更多個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)，或者十個(gè)或更多個(gè)： (i) 與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 15重量/重量的寡糖； (ii) 總和與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 20重量/重量的葡萄糖和果糖； (iii) 與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 02重量/重量的阿拉伯糖； (iv) 與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 02重量/重量的半乳糖； (V)與總?cè)芙馓堑谋壤?. 20的木糖； (vi) 與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 01的甘露糖； (vii) 與總?cè)芙馓堑谋壤?. 05的果糖； (viii) 含量最高為0. 01 %重量/重量的糠醛； (ix) 含量最高為500ppm的酚；以及 (x) 含量最高為0. 1 %重量/重量的己醇。
112. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其中寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0.20重量/重量。
113. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其中寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0.23重量/重量。
114. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其中寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0.25重量/重量。
115. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其中葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?>0? 10重量/重量。
116. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其中葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?>0.25重量/重量。
117. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其中葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?>0.35重量/重量。
118. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其包含含量最高為0. 005%重量/重量的糠醛。
119. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其包含含量最高為0. 001 %重量/重量的糠醛。
120. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其包含含量最高為60ppm的酚。
121. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其包含含量最高為0. 05ppm的酚。
122. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 30重量/重量。
123. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 15重量/重量。
124. 根據(jù)權(quán)利要求111所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 10重量/重量。
125. -種母液半纖維素糖混合物，其包含以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三 個(gè)或更多個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)、六個(gè)或更多個(gè)、七個(gè)或更多個(gè)、八個(gè)或更多個(gè)、 九個(gè)或更多個(gè)，或者十個(gè)或更多個(gè)： (i) 與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 15重量/重量的寡糖； (ii) 與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 40重量/重量的木糖； (iii) 與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 15重量/重量的阿拉伯糖； (iv) 與總?cè)芙馓堑谋壤穿? 06重量/重量的半乳糖； (v) 總和與總?cè)芙馓堑谋壤?. 20重量/重量的葡萄糖和果糖； (vi) 與總?cè)芙馓堑谋壤?. 03的甘露糖； (vii) 與總?cè)芙馓堑谋壤?. 04的果糖； (viii) 含量最高為0. 01 %重量/重量的糠醛； (ix) 含量最高為500ppm的酚；以及 (x) 含量最高為0. 1 %重量/重量的己醇。
126. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其中寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 12。
127. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其中寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 10。
128. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其中寡糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 20。
129. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 50重量/重量。
130. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 60重量/重量。
131. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 70重量/重量。
132. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其中葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?〈0? 30。
133. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其中葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?〈0? 20。
134. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其中葡萄糖和果糖的總和與總?cè)芙馓堑谋壤?〈0? 10。
135. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其包含含量最高為0. 005%重量/重量的糠醛。
136. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其包含含量最高為0. 001 %重量/重量的糠醛。
137. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其包含含量最高為60ppm的酚。
138. 根據(jù)權(quán)利要求125所述的混合物，其包含含量最高為0. 05ppm的酚。
139. -種產(chǎn)生纖維素糖流的方法，其包括： (i) 使木質(zhì)纖維素流和酸流逆流移動(dòng)通過多個(gè)攪拌罐反應(yīng)器，以產(chǎn)生酸性水解產(chǎn)物流 和酸性木質(zhì)素流；以及 (ii) 從酸性木質(zhì)素流中分離出酸性水解產(chǎn)物流； 其中所述多個(gè)攪拌罐反應(yīng)器包括第一反應(yīng)器、終末反應(yīng)器以及一個(gè)或多個(gè)中間反應(yīng) 器；其中木質(zhì)纖維素流進(jìn)入第一反應(yīng)器，酸流進(jìn)入終末反應(yīng)器，酸性水解產(chǎn)物流離開第一反 應(yīng)器，并且木質(zhì)素流離開終末反應(yīng)器。
140. 根據(jù)權(quán)利要求139所述的方法，進(jìn)一步包括：在步驟（i)之前，使木質(zhì)纖維素給料 與酸性水溶液接觸；并從木質(zhì)纖維素給料中分離出酸性水溶液，從而形成酸性半纖維素糖 流和木質(zhì)纖維素流。
141. 根據(jù)權(quán)利要求139所述的方法，進(jìn)一步包括：在步驟（i)之前，將木質(zhì)纖維素流中 的顆粒大小降低至400至5000微米。
142. 根據(jù)權(quán)利要求139所述的方法，其中所述酸性水解產(chǎn)物流包含一種或多種纖維素 糖。
143. 根據(jù)權(quán)利要求142所述的方法，其中所述酸性水解產(chǎn)物流進(jìn)一步包含一種或多種 半纖維素糖。
144. 根據(jù)權(quán)利要求139所述的方法，進(jìn)一步包括： (iii) 使包含酸和一種或多種纖維素糖的酸性水解產(chǎn)物流與S1溶劑萃取劑接觸以形 成第一混合物；以及 (iv) 從第一混合物中分離出包含酸和S1溶劑萃取劑的第一流以及包含一種或多種纖 維素糖的第二流；其中所述酸從酸性水解產(chǎn)物流萃取至S1溶劑萃取劑中。
145. 根據(jù)權(quán)利要求144所述的方法，其中所述接觸在50°C下進(jìn)行。
146. 根據(jù)權(quán)利要求144所述的方法，進(jìn)一步包括： (v) 使包含一種或多種纖維素糖的第二流蒸發(fā)以形成濃縮的第二流；以及 (vi) 重復(fù)權(quán)利要求144的步驟（iii)和（iv)以形成包含酸和S1溶劑萃取劑的流以及 包含一種或多種纖維素糖的流。
147. 根據(jù)權(quán)利要求144所述的方法，其中在所述酸性水解產(chǎn)物流與S1溶劑萃取劑接觸 之前使所述酸性水解產(chǎn)物流蒸發(fā)，從而將所述酸性水解產(chǎn)物流中的酸濃度降低至共沸物。
148. 根據(jù)權(quán)利要求144所述的方法，其中所述第一流是有機(jī)流，且所述第二流是水性 流。
149. 根據(jù)權(quán)利要求144所述的方法，進(jìn)一步包括： (v) 使第二流與胺萃取劑接觸以形成第二混合物；以及 (vi) 從第二混合物中分離出包含酸和胺萃取劑的第三流以及包含一種或多種纖維素 糖的第四流。
150. 根據(jù)權(quán)利要求149所述的方法，進(jìn)一步包括：在使第二流與胺萃取劑接觸以形成 第二混合物之前，使第二流中殘余的酸將糖流中的至少一些低聚糖水解為單體糖，從而形 成纖維素糖流。
151. 根據(jù)權(quán)利要求150所述的方法，進(jìn)一步包括：在使第二流中殘余的酸將糖流中的 至少一些低聚糖水解為單體糖之前，將第二流稀釋至更低的糖濃度。
152. 根據(jù)權(quán)利要求150所述的方法，進(jìn)一步包括：在使第二流中殘余的酸將糖流中的 至少一些低聚糖水解為單體糖之前，提高第二流的酸濃度。
153. 根據(jù)權(quán)利要求152所述的方法，其中將酸濃度提高至高于0. 5%。
154. 根據(jù)權(quán)利要求149所述的方法，其中在使第二流與胺萃取物接觸之前向第二流中 加入低聚糖流；其中第二流中殘余的酸將低聚糖流和第二流的混合物中的至少一些低聚糖 水解為單體糖。
155. 根據(jù)權(quán)利要求149所述的方法，其中所述第三流是有機(jī)流，且所述第四流是水性 流。
156. 根據(jù)權(quán)利要求139所述的方法，其中使用過濾器、膜或水力旋流器從木質(zhì)素流中 分離出酸性水解產(chǎn)物流。
157. 根據(jù)權(quán)利要求139所述的方法，其中所述酸流包含至少40%重量/重量的酸。
158. 根據(jù)權(quán)利要求144所述的方法，其中所述S1溶劑萃取劑包含醇。
159. 根據(jù)權(quán)利要求144所述的方法，其中所述S1溶劑萃取劑包含C6、C8、CIO、C12、 C14、C16醇或煤油或它們的混合物。
160. 根據(jù)權(quán)利要求144所述的方法，其中所述S1溶劑萃取劑包含己醇。
161. 根據(jù)權(quán)利要求149所述的方法，其中所述胺萃取劑包含胺和稀釋劑。
162. 根據(jù)權(quán)利要求161所述的方法，其中胺與稀釋劑的比例為3 :7。
163. 根據(jù)權(quán)利要求161所述的方法，其中胺與稀釋劑的比例為5. 5 :4. 55。
164. 根據(jù)權(quán)利要求161所述的方法，其中胺與稀釋劑的比例為3 :7至6 :4。
165. 根據(jù)權(quán)利要求161所述的方法，其中所述稀釋劑包含醇。
166. 根據(jù)權(quán)利要求161所述的方法，其中所述稀釋劑包含C6、C8、C10、C12、C14、C16醇 或煤油。
167. 根據(jù)權(quán)利要求161所述的方法，其中所述稀釋劑包含己醇。
168. 根據(jù)權(quán)利要求161所述的方法，其中所述胺是包含至少20個(gè)碳原子的胺。
169. 根據(jù)權(quán)利要求161所述的方法，其中所述胺是三月桂胺。
170. 根據(jù)權(quán)利要求140所述的方法，其中所述木質(zhì)纖維素給料主要包含纖維素和木質(zhì) 素。
171. 根據(jù)權(quán)利要求139所述的方法，其中在木質(zhì)纖維素流進(jìn)入第一反應(yīng)器之前，將離 開一個(gè)或多個(gè)中間罐的酸性水解產(chǎn)物流的至少一部分加至木質(zhì)纖維素流中。
172. 根據(jù)權(quán)利要求171所述的方法，其中對(duì)所述木質(zhì)纖維素流進(jìn)行加熱。
173. 根據(jù)權(quán)利要求139所述的方法，其中所述酸性水解產(chǎn)物流包含22-33%重量/重 量的酸。
174. 根據(jù)權(quán)利要求149所述的方法，進(jìn)一步包括使用填充蒸餾柱從第四流中去除稀釋 劑。
175. 根據(jù)權(quán)利要求174所述的方法，其中去除第四流中至少95%的稀釋劑。
176. 根據(jù)權(quán)利要求149所述的方法，進(jìn)一步包括：使第四流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接 觸以去除殘余的胺，從而形成已去除胺的水解產(chǎn)物。
177. 根據(jù)權(quán)利要求176所述的方法，進(jìn)一步包括：使已去除胺的水解產(chǎn)物與弱堿性陰 離子交換劑接觸以形成中和的水解產(chǎn)物。
178. 根據(jù)權(quán)利要求176或177所述的方法，進(jìn)一步包括使所述水解產(chǎn)物蒸發(fā)以形成濃 縮的水解產(chǎn)物。
179. 根據(jù)權(quán)利要求176-178中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將所述水解產(chǎn)物分級(jí)分 離為單體糖流和低聚糖流。
180. 根據(jù)權(quán)利要求179所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)單體糖流進(jìn)行純化或濃縮。
181. 根據(jù)權(quán)利要求179所述的方法，進(jìn)一步包括：在使第二流與胺萃取物接觸之前將 低聚糖流與第二流合并；其中第二流中殘余的酸將低聚糖流中的至少一些低聚糖水解為單 體糖。
182. 根據(jù)權(quán)利要求144所述的方法，進(jìn)一步包括：使包含酸和S1溶劑萃取劑的第一流 與水溶液接觸以形成脫酸的萃取劑和水性反萃取物；其中所述酸從第一流中萃取至水性反 萃取物中。
183. 根據(jù)權(quán)利要求182所述的方法，其中所述接觸在50°C下進(jìn)行。
184. 根據(jù)權(quán)利要求182所述的方法，進(jìn)一步包括：在使第一流與水溶液接觸以形成脫 酸的萃取劑和水性反萃取物之前，使第一流與共沸的或更高的濃度的酸溶液接觸，以從第 一流中回收糖。
185. 根據(jù)權(quán)利要求182所述的方法，其中所述水性反萃取物包含15-20%的酸并在下 游過程中使用。
186. 根據(jù)權(quán)利要求182所述的方法，進(jìn)一步包括：使水性反萃取物在第一壓力下蒸發(fā)， 從而生成酸濃度高于水性反萃取物在蒸發(fā)之前的酸濃度的超共沸酸溶液。
187. 根據(jù)權(quán)利要求186所述的方法，進(jìn)一步包括：使所述超共沸酸溶液在第二壓力下 蒸發(fā)以生成超共沸氣態(tài)酸，其中所述第二壓力高于第一壓力。
188. 根據(jù)權(quán)利要求187所述的方法，進(jìn)一步包括：在水溶液中吸收所述超共沸氣態(tài)酸 以產(chǎn)生濃縮的酸溶液。
189. 根據(jù)權(quán)利要求149所述的方法，進(jìn)一步包括：使第三流與堿溶液接觸以形成中和 的胺萃取劑。
190. 根據(jù)權(quán)利要求189所述的方法，其中所述接觸在70°C下進(jìn)行。
191. 根據(jù)權(quán)利要求189所述的方法，在使第三流與堿溶液接觸之前，進(jìn)一步包括使用 水性流洗漆第二流以從第二流中去除纖維素糖。
192. 根據(jù)權(quán)利要求190所述的方法，其中洗滌后的第三流包含少于0. 1 %重量/重量 的纖維素糖。
193. 根據(jù)權(quán)利要求189所述的方法，進(jìn)一步包括用水洗滌所述中和的胺萃取劑的至少 一部分，并使洗滌后的胺萃取劑再循環(huán)。
194. 根據(jù)權(quán)利要求193所述的方法，進(jìn)一步包括：通過將洗滌后的中和的胺萃取劑流 的一部分與10 %的石灰一起加熱來處理該部分。
195. 根據(jù)權(quán)利要求194所述的方法，其中所述加熱在80-90°C下進(jìn)行。
196. -種水解低聚糖的方法，其包括： (i) 使包含酸和一種或多種纖維素糖的酸性水解產(chǎn)物流與S1溶劑萃取劑接觸以形成 第一混合物； (ii) 從第一混合物中分離出包含酸和S1溶劑萃取劑的第一流以及包含一種或多種纖 維素糖的第二流；其中所述酸從酸性水解產(chǎn)物流萃取至S1溶劑萃取劑中； (iii) 使第二流中殘余的酸將糖流中的至少一些低聚糖水解為單體糖，從而形成纖維 素糖流；以及 (iv) 將纖維素糖流分級(jí)分離為單體糖流和低聚糖流。
197. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，進(jìn)一步包括：在分級(jí)分離之前，將低聚糖流加入第 二流中，其中第二流中殘余的酸將第二流和低聚糖流的混合物中的至少一些低聚糖水解為 單體糖，從而形成纖維素糖流。
198. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，進(jìn)一步包括：在使第二流中殘余的酸將糖流中的 至少一些低聚糖水解為單體糖之前，將第二流稀釋至更低的糖濃度。
199. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，進(jìn)一步包括：在使第二流中殘余的酸將糖流中的 至少一些低聚糖水解為單體糖之前，提高第二流的酸濃度。
200. 根據(jù)權(quán)利要求199所述的方法，其中將酸濃度提高至高于0. 5%。
201. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，其中在輸入流與S1溶劑萃取劑接觸之前使酸性水 解產(chǎn)物流蒸發(fā)，從而將酸性水解產(chǎn)物流的酸濃度降低至共沸物。
202. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，進(jìn)一步包括使纖維素糖流與陰離子交換劑接觸以 從該流中去除酸。
203. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，其中所述水解由濃度不高于1. 2%重量/重量的 HC1催化。
204. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，其中所述水解由濃度不高于0. 7%重量/重量的 HC1催化。
205. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，其中所述水解在60°C至150°C范圍內(nèi)的溫度下進(jìn) 行。
206. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，其中所述二次水解產(chǎn)物包含占總糖的至少70%重 量/重量的單體糖。
207. 根據(jù)權(quán)利要求196所述的方法，其中所述二次水解產(chǎn)物的總糖含量是所述水性、 低酸混合物的糖含量的至少90%重量/重量。
208. -種高濃度C6糖混合物，其包含以下特征中的一個(gè)或多個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)、三個(gè) 或更多個(gè)，或者四個(gè)或更多個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)，或者六個(gè)或更多個(gè)： (i) 與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;〇. 85重量/重量的單糖； (ii) 與總?cè)芙馓堑谋壤?.40-0. 70重量/重量范圍內(nèi)的葡萄糖； (iii) l-200ppm 的氯化物； (iv) 含量最高為0. 01 %重量/重量的糠醛； (v) 含量最高為500ppm的酚；以及 (vi) 含量最高為0. 1 %重量/重量的己醇。
209. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中單糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 90重量/重量。
210. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中單糖與總?cè)芙馓堑谋壤?gt;0. 95重量/重量。
211. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中葡萄糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 40-0. 60重 量/重量的范圍內(nèi)。
212. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中葡萄糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 50-0. 60重 量/重量的范圍內(nèi)。
213. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中氯化物的濃度在10-100ppm的范圍內(nèi)。
214. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中氯化物的濃度在10-50ppm的范圍內(nèi)。
215. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其包含含量最高為0. 005%重量/重量的糠醛。
216. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其包含含量最高為0. 001 %重量/重量的糠醛。
217. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其包含含量最高為400ppm的酚。
218. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其包含含量最高為lOOppm的酚。
219. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 03-0. 12重量 /重量的范圍內(nèi)。
220. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中木糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 05-0. 10重量 /重量的范圍內(nèi)。
221. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中阿拉伯糖與總?cè)芙馓堑谋壤?0. 005-0. 015重量/重量的范圍內(nèi)。
222. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中半乳糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 025-0. 035 重量/重量的范圍內(nèi)。
223. 根據(jù)權(quán)利要求208所述的混合物，其中甘露糖與總?cè)芙馓堑谋壤?. 14-0. 18重 量/重量的范圍內(nèi)。
224. -種生產(chǎn)高純度木質(zhì)素的方法，其包括： (i) 將包含木質(zhì)素的水溶液的pH調(diào)節(jié)至酸性pH ; (ii) 使所述酸性水性木質(zhì)素溶液與包含溶解度有限的溶劑的木質(zhì)素萃取溶液接觸，從 而形成包含木質(zhì)素和木質(zhì)素萃取溶液的第一流以及包含水溶性雜質(zhì)的第二流； (iii) 使第一流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸以去除殘余的陽離子，從而獲得純化的第 一流；以及 (iv) 將溶解度有限的溶劑與木質(zhì)素分離，從而獲得高純度木質(zhì)素組合物。
225. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述分離步驟包括通過使純化的第一流與水 接觸而使木質(zhì)素沉淀。
226. 根據(jù)權(quán)利要求225所述的方法，其中使純化的第一流與熱水接觸，從而閃蒸出溶 解度有限的溶劑。
227. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述分離步驟包括從木質(zhì)素中蒸發(fā)溶解度有 限的溶劑。
228. 根據(jù)權(quán)利要求226所述的方法，其中所述蒸發(fā)包括噴霧干燥。
229. 根據(jù)權(quán)利要求225所述的方法，進(jìn)一步包括從水中過濾木質(zhì)素顆粒。
230. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述包含木質(zhì)素的水溶液通過在堿性溶液中 溶解木質(zhì)素材料而生成。
231. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述包含木質(zhì)素的水溶液通過選自以下的 過程而生成：制漿、碾磨、生物精制、硫酸鹽法制漿、亞硫酸鹽法制漿、苛性制漿、液壓機(jī)械制 漿、木質(zhì)纖維素給料的弱酸水解、木質(zhì)纖維素給料的濃酸水解、木質(zhì)纖維素給料的超臨界水 或亞超臨界水水解、木質(zhì)纖維素給料的氨萃取。
232. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述木質(zhì)素材料是脫酸的木質(zhì)素；該方法進(jìn) 一步包括：在步驟（i)之前，使酸性木質(zhì)素與烴溶劑接觸以形成混合物；加熱該烴溶劑以從 該混合物中去除酸，從而獲得脫酸的木質(zhì)素。
233. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中將水性木質(zhì)素溶液的pH調(diào)節(jié)至3. 5-4。
234. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述第一流是有機(jī)流，且所述第二流是水性 流。
235. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述木質(zhì)素材料是通過從木質(zhì)纖維素給料中 萃取半纖維素糖，隨后用酸進(jìn)行纖維素水解而獲得的酸性木質(zhì)素。
236. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述木質(zhì)素材料是脫酸的木質(zhì)素。
237. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述水溶液是水。
238. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述水溶液是酸化劑。
239. -種生產(chǎn)脫酸的木質(zhì)素的方法，其包括：使酸性木質(zhì)素與烴溶劑接觸；以及加熱 該烴溶劑以從該酸性木質(zhì)素中去除酸，從而獲得脫酸的木質(zhì)素。
240. 根據(jù)權(quán)利要求232或權(quán)利要求239所述的方法，其中所述酸性木質(zhì)素通過從木質(zhì) 纖維素給料中去除半纖維素和纖維素材料而獲得。
241. 根據(jù)權(quán)利要求232或權(quán)利要求239所述的方法，其中所述烴是ISOPARK。
242. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述溶解度有限的溶劑是甲基乙基酮。
243. 根據(jù)權(quán)利要求232或權(quán)利要求239所述的方法，其中在酸性木質(zhì)素與烴溶劑接觸 之前，用水性洗滌溶液洗滌酸性木質(zhì)素以去除殘余的糖和酸。
244. 根據(jù)權(quán)利要求243所述的方法，其中所述水性洗滌溶液是如權(quán)利要求182所述的 水性反萃取物。
245. 根據(jù)權(quán)利要求243所述的方法，其中用所述水溶液逆流地洗滌所述木質(zhì)素材料。
246. 根據(jù)權(quán)利要求243所述的方法，其中在多個(gè)階段對(duì)所述木質(zhì)素材料進(jìn)行洗滌。
247. 根據(jù)權(quán)利要求224所述的方法，其中所述高純度木質(zhì)素的特征在于至少一個(gè)、兩 個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)、十個(gè)、i^一個(gè)、十二個(gè)或十三個(gè)選自以下的特 征： (i) 含量最高為2mmol/g的木質(zhì)素脂肪族羥基基團(tuán)； (ii) 至少2. 5mmol/g的木質(zhì)素酚輕基基團(tuán)； (iii) 至少0. 4mmol/g的木質(zhì)素羧輕基基團(tuán)； (iv) 含量最商為1 %重量/重量的硫； (v) 含量最高為0. 05 %重量/重量的氮； (vi) 含量最高為0. 1 %重量/重量的氯化物； (vii) 5%降解溫度高于250°C ; 卜1^)10%降解溫度高于3001：; (ix) 低灰分含量； (x) CaHbOc的通式；其中a為9, b小于10且c小于3 ; (xi) 至少0. 9的縮合度； (xii) 小于1.0的甲氧基含量；以及 (xiii) 小于0. 4的0/C重量比。
248. -種木質(zhì)素組合物，其特征在于至少一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八 個(gè)、九個(gè)、十個(gè)、十一個(gè)、十二個(gè)或十三個(gè)選自以下的特征： (i) 含量最高為2mmol/g的木質(zhì)素脂肪族羥基基團(tuán)； (ii) 至少2. 5mmol/g的木質(zhì)素酚輕基基團(tuán)； (iii) 至少0. 35mmol/g的木質(zhì)素羧輕基基團(tuán)； (iv) 含量最商為1 %重量/重量的硫； (v) 含量最高為0. 05 %重量/重量的氮； (vi) 含量最高為0. 1 %重量/重量的氯化物； (vii) 5%降解溫度高于250°C ; 卜1^)10%降解溫度高于3001：; (ix) 低灰分含量； (x) CaHbOc的通式；其中a為9, b小于10且c小于3 ; (xi) 至少0. 9的縮合度； (xii) 小于1.0的甲氧基含量；以及 (xiii) 小于0.4的0/C重量比。
249. 根據(jù)權(quán)利要求248所述的木質(zhì)素組合物，其中該木質(zhì)素組合物包含含量最高為 lmmol/g的木質(zhì)素脂肪族羥基基團(tuán)。
250. 根據(jù)權(quán)利要求248所述的木質(zhì)素組合物，其中該木質(zhì)素組合物包含含量最高為 0. 5mmol/g的木質(zhì)素脂肪族輕基基團(tuán)。
251. 根據(jù)權(quán)利要求248所述的木質(zhì)素組合物，其中該木質(zhì)素組合物包含至少2. 7mmol/ g的木質(zhì)素酚羥基基團(tuán)。
252. 根據(jù)權(quán)利要求248所述的木質(zhì)素組合物，其中該木質(zhì)素組合物包含至少3. Ommol/ g的木質(zhì)素酚羥基基團(tuán)。
253. 根據(jù)權(quán)利要求248所述的木質(zhì)素組合物，其中該木質(zhì)素組合物包含至少0. 4mmol/ g的木質(zhì)素羧羥基基團(tuán)。
254. 根據(jù)權(quán)利要求248所述的木質(zhì)素組合物，其中該木質(zhì)素組合物包含至少0. 9mmol/ g的木質(zhì)素羧羥基基團(tuán)。
255. -種木質(zhì)素組合物，其特征在于至少一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)選自以下的特征： (i) 基于干物質(zhì)至少97%的木質(zhì)素； (ii) 含量最商為〇. 1%重量/重量的灰分含量； (iii) 含量最高為〇. 05%重量/重量的總碳水化合物含量；以及 (iv) 在200°C下含量最高為5%重量/重量的揮發(fā)物含量。
256. 根據(jù)權(quán)利要求255所述的組合物，其具有含量最高為0. 05 %重量/重量的非熔融 顆粒含量。
257. -種從生物質(zhì)生產(chǎn)高純度木質(zhì)素的方法，其包括： (i) 從生物質(zhì)中去除半纖維素糖從而獲得含有木質(zhì)素的剩余物，其中該含有木質(zhì)素的 剩余物包含木質(zhì)素和纖維素； (ii) 使該含有木質(zhì)素的剩余物與木質(zhì)素萃取溶液接觸以產(chǎn)生木質(zhì)素萃取物和纖維素 剩余物；其中該木質(zhì)素萃取溶液包含溶解度有限的溶劑、有機(jī)酸和水，其中該溶解度有限的 溶劑和水形成有機(jī)相和水相； (iii) 從纖維素剩余物中分離木質(zhì)素萃取物；其中該木質(zhì)素萃取物包含溶解于溶解度 有限的溶劑中的木質(zhì)素。
258. 根據(jù)權(quán)利要求257所述的方法，其中半纖維素糖的去除并不去除大量的纖維素 糖。
259. 根據(jù)權(quán)利要求257所述的方法，其中所述木質(zhì)素萃取溶液中的溶解度有限的溶劑 與水的比例為約1:1。
260. 根據(jù)權(quán)利要求257所述的方法，進(jìn)一步包括純化所述纖維素剩余物以獲得纖維素 漿。
261. 根據(jù)權(quán)利要求260所述的方法，其中所述纖維素漿包含含量最高為10%重量/重 量的木質(zhì)素。
262. 根據(jù)權(quán)利要求260所述的方法，其中所述纖維素漿包含含量最高為7 %重量/重 量的木質(zhì)素。
263. 根據(jù)權(quán)利要求257所述的方法，進(jìn)一步包括：使木質(zhì)素萃取物與強(qiáng)酸性陽離子交 換劑接觸以去除殘余的陽離子，從而獲得純化的木質(zhì)素萃取物。
264. 根據(jù)權(quán)利要求257或權(quán)利要求263所述的方法，進(jìn)一步包括：從木質(zhì)素萃取物中 分離出溶解度有限的溶劑，從而獲得高純度木質(zhì)素。
265. 根據(jù)權(quán)利要求263所述的方法，其中分離進(jìn)一步包括從木質(zhì)素中蒸發(fā)溶解度有限 的溶劑。
266. 根據(jù)權(quán)利要求265所述的方法，其中所述蒸發(fā)包括噴霧干燥。
267. 根據(jù)權(quán)利要求257所述的方法，進(jìn)一步包括：使用溶解度有限的溶劑并使用水洗 滌纖維素剩余物，從而獲得纖維素漿。
268. 根據(jù)權(quán)利要求267所述的方法，進(jìn)一步包括：使纖維素漿與酸接觸以產(chǎn)生包含纖 維素糖的酸性水解產(chǎn)物流。
269. 根據(jù)權(quán)利要求268所述的方法，進(jìn)一步包括： (i) 使包含酸和一種或多種纖維素糖的酸性水解產(chǎn)物流與S1溶劑萃取劑接觸以形成 第一混合物；以及 (ii) 從第一混合物中分離出包含酸和S1溶劑萃取劑的第一流以及包含一種或多種纖 維素糖的第二流；其中所述酸從酸性水解產(chǎn)物流萃取至S1溶劑萃取劑中。
270. 根據(jù)權(quán)利要求269所述的方法，進(jìn)一步包括： (iii)使包含一種或多種纖維素糖的第二流蒸發(fā)以形成濃縮的第二流；以及 (vi)重復(fù)權(quán)利要求269的步驟（iii)和（iv)，以形成包含酸和S1溶劑萃取劑的流以 及包含一種或多種纖維素糖的流。
271. 根據(jù)權(quán)利要求269所述的方法，進(jìn)一步包括： (v) 使第二流與胺萃取劑接觸以形成第二混合物；以及 (vi) 從第二混合物中分離出包含酸和胺萃取劑的第三流以及包含一種或多種纖維素 糖的第四流。
272. 根據(jù)權(quán)利要求267所述的方法，進(jìn)一步包括：在包含水解酶的水性懸浮液中水解 所述纖維素漿。
273. 根據(jù)權(quán)利要求272所述的方法，進(jìn)一步包括： (i) 在溫度受控的罐中攪動(dòng)或攪拌包含纖維素漿、水解酶和酸化劑的懸浮液； (ii) 從所述懸浮液中分離出包含纖維素漿的第一流和包含水解后的纖維素糖的第二 流； (iii) 使第一流回到溫度受控的罐中以供進(jìn)一步水解。
274. 根據(jù)權(quán)利要求273所述的方法，其中所述分離使用選自過濾器、膜、離心機(jī)、水力 旋流器的分離裝置進(jìn)行。
275. 根據(jù)權(quán)利要求273所述的方法，其中將水性懸浮液中溶解的葡萄糖的濃度控制在 水解酶的抑制水平之下。
276. 根據(jù)權(quán)利要求273所述的方法，進(jìn)一步包括： (i) 使第二流與胺萃取劑接觸以形成第一混合物；以及 (ii) 從第一混合物中分離出包含酸和胺萃取劑的第三流以及包含一種或多種纖維素 糖的第四流。
277. 根據(jù)權(quán)利要求269或權(quán)利要求273所述的方法，進(jìn)一步包括：使第四流中殘余的 酸將糖流中的至少一些低聚糖水解為單體糖，從而形成纖維素糖流。
278. 根據(jù)權(quán)利要求277所述的方法，進(jìn)一步包括：在使第四流中殘余的酸將糖流中的 至少一些低聚糖水解為單體糖之前，將第二流稀釋至更低的糖濃度。
279. 根據(jù)權(quán)利要求277所述的方法，進(jìn)一步包括：在使第四流中殘余的酸將糖流中的 至少一些低聚糖水解為單體糖之前，提高第二流的酸濃度。
280. 根據(jù)權(quán)利要求279所述的方法，其中將酸濃度提高至高于0. 5%。
281. 根據(jù)權(quán)利要求276所述的方法，進(jìn)一步包括：使第四流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接 觸以去除殘余的胺，從而形成已去除胺的水解產(chǎn)物。
282. 根據(jù)權(quán)利要求281所述的方法，進(jìn)一步包括：使所述已去除胺的水解產(chǎn)物與弱堿 性陰離子交換劑接觸，以形成中和的水解產(chǎn)物。
283. 根據(jù)權(quán)利要求276或權(quán)利要求281所述的方法，進(jìn)一步包括使所述水解產(chǎn)物蒸發(fā) 以形成濃縮的水解產(chǎn)物。
284. 根據(jù)權(quán)利要求276-283中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括將所述水解產(chǎn)物分級(jí)分 離為單體糖流和低聚糖流。
285. 根據(jù)權(quán)利要求284所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)單體糖流進(jìn)行純化或濃縮。
286. 根據(jù)權(quán)利要求273所述的方法，進(jìn)一步包括： (iv) 使第一流與堿性溶液接觸，從而溶解纖維素漿中殘余的固體木質(zhì)素； (v) 從溶解的木質(zhì)素中分離出剩余的纖維素漿，從而形成包含木質(zhì)素的水溶液； (vi) 將包含木質(zhì)素的水溶液的pH調(diào)節(jié)至酸性pH ; (vii) 使酸性水性木質(zhì)素溶液與包含溶解度有限的溶劑的木質(zhì)素萃取溶液接觸，從而 形成包含木質(zhì)素和木質(zhì)素萃取溶液的第三流，以及包含水溶性雜質(zhì)的第四流； (viii) 使第三流與強(qiáng)酸性陽離子交換劑接觸以去除殘余的陽離子，從而獲得純化的第 二流；以及 (ix) 從木質(zhì)素中分離出溶解度有限的溶劑，從而獲得高純度木質(zhì)素組合物。
287. 根據(jù)權(quán)利要求286所述的方法，其中所述分離通過過濾進(jìn)行。
288. 根據(jù)權(quán)利要求286所述的方法，其中所述分離步驟包括通過使純化的第一流與水 接觸而使木質(zhì)素沉淀。
289. 根據(jù)權(quán)利要求288所述的方法，其中使純化的第三流與熱水接觸，從而閃蒸出溶 解度有限的溶劑。
290. 根據(jù)權(quán)利要求286所述的方法，其中所述分離步驟包括從木質(zhì)素中蒸發(fā)溶解度有 限的溶劑。
291. 根據(jù)權(quán)利要求290所述的方法，其中所述蒸發(fā)包括噴霧干燥。
292. -種方法，其包括： (i) 提供發(fā)酵罐；以及 (ii) 在發(fā)酵罐中對(duì)包含選自以下的至少一個(gè)成員的培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵以產(chǎn)生轉(zhuǎn)化產(chǎn)物： 根據(jù)權(quán)利要求84-98中任一項(xiàng)所述的半纖維素糖混合物；根據(jù)權(quán)利要求99-110中任一項(xiàng) 所述的富含木糖的流半纖維素糖混合物；根據(jù)權(quán)利要求70所述的木糖流；根據(jù)權(quán)利要求 111-124中任一項(xiàng)所述的已去除木糖的半纖維素糖混合物；根據(jù)權(quán)利要求125-138中任一 項(xiàng)所述的母液半纖維素糖混合物；根據(jù)權(quán)利要求208-223中任一項(xiàng)所述的高濃度C6糖混合 物。
293. -種方法，其包括： (i) 提供選自以下的至少一個(gè)成員：根據(jù)權(quán)利要求84-98中任一項(xiàng)所述的半纖維素糖 混合物；根據(jù)權(quán)利要求99-110中任一項(xiàng)所述的富含木糖的流半纖維素糖混合物；根據(jù)權(quán) 利要求70所述的木糖流；根據(jù)權(quán)利要求111-124中任一項(xiàng)所述的已去除木糖的半纖維素 糖混合物；根據(jù)權(quán)利要求125-138中任一項(xiàng)所述的母液半纖維素糖混合物；根據(jù)權(quán)利要求 208-223中任一項(xiàng)所述的高濃度C6糖混合物；以及 (ii) 使用化學(xué)過程將所述至少一個(gè)成員中的糖轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。
294. 根據(jù)權(quán)利要求292或權(quán)利要求293所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包括選自醇、羧 酸、氨基酸、用于聚合物工業(yè)的單體以及蛋白質(zhì)的至少一個(gè)成員。
295. 根據(jù)權(quán)利要求292或權(quán)利要求293所述的方法，其包括處理所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物以生產(chǎn) 消費(fèi)產(chǎn)品，該消費(fèi)產(chǎn)品選自去污劑、基于聚乙烯的產(chǎn)品、基于聚丙烯的產(chǎn)品、基于聚烯烴的 產(chǎn)品、基于聚乳酸（聚交酯）的產(chǎn)品、基于聚羥基脂肪酸酯的產(chǎn)品和基于聚丙烯酸的產(chǎn)品。
296. 根據(jù)權(quán)利要求295所述的方法，其中所述去污劑包括基于糖的表面活性劑、基于 脂肪酸的表面活性劑、基于脂肪醇的表面活性劑或細(xì)胞培養(yǎng)物衍生的酶。
297. 根據(jù)權(quán)利要求295所述的方法，其中所述基于聚丙烯酸的產(chǎn)品選自塑料、地板拋 光劑、地毯、油漆、涂料、粘合劑、分散劑、絮凝劑、彈性體、丙烯酸玻璃、吸收性物品、失禁墊、 衛(wèi)生棉、女性衛(wèi)生產(chǎn)品和尿片。
298. 根據(jù)權(quán)利要求295所述的方法，其中所述基于聚烯烴的產(chǎn)品選自牛奶壺、去污劑 瓶、人造奶油容器、垃圾容器、水管、吸收性物品、尿片、無紡布、HDPE玩具和HDPE去污劑包 裝。
299. 根據(jù)權(quán)利要求295所述的方法，其中所述基于聚丙烯的產(chǎn)品選自吸收性物品、尿 片和無紡布。
300. 根據(jù)權(quán)利要求295所述的方法，其中所述基于聚乳酸的產(chǎn)品選自農(nóng)產(chǎn)品和乳制品 的包裝、塑料瓶、可生物降解產(chǎn)品和一次性用品。
301. 根據(jù)權(quán)利要求295所述的方法，其中所述基于聚羥基脂肪酸酯的產(chǎn)品選自農(nóng)產(chǎn)品 包裝、塑料瓶、涂布紙、模制或擠出的物品、女性衛(wèi)生產(chǎn)品、棉塞施放器、吸收性物品、一次性 無紡布、擦拭物、醫(yī)用手術(shù)服、粘合劑、彈性體、薄膜、涂料、水性分散劑、纖維、藥物中間體和 粘結(jié)劑。
302. 根據(jù)權(quán)利要求292或權(quán)利要求293所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包括選自乙醇、 丁醇、異丁醇、脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇和生物柴油的至少一個(gè)成員。
303. 根據(jù)權(quán)利要求302所述的方法，其包括：處理所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物以生產(chǎn)至少一個(gè)產(chǎn)品， 該產(chǎn)品選自異丁烯縮合產(chǎn)品、噴氣燃料、汽油、汽油醇、柴油機(jī)燃料、隨時(shí)替代型燃料、柴油 機(jī)燃料添加劑及其前體。
304. 根據(jù)權(quán)利要求303所述的方法，其中所述汽油醇是富含乙醇的汽油或富含丁醇的 汽油。
305. 根據(jù)權(quán)利要求303所述的方法，其中所述產(chǎn)品選自柴油機(jī)燃料、汽油、噴氣燃料和 隨時(shí)替代型燃料。
306. -種由根據(jù)權(quán)利要求292或權(quán)利要求293所述的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物生產(chǎn)的消費(fèi)產(chǎn)品、消費(fèi) 產(chǎn)品的前體或消費(fèi)產(chǎn)品的成分。
307. -種消費(fèi)產(chǎn)品、消費(fèi)產(chǎn)品的前體或消費(fèi)產(chǎn)品的成分，其包含至少一種通過根據(jù)權(quán) 利要求292或權(quán)利要求293所述的方法產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，其中該轉(zhuǎn)化產(chǎn)物選自：羧酸和脂肪 酸；二羧酸；羥基羧酸；羥基二羧酸；羥基脂肪酸；甲基乙二醛；一元醇、二元醇或多元醇； 烷烴；烯烴；芳族化合物；醛；酮；酯；生物聚合物；蛋白質(zhì)；肽；氨基酸；維生素；抗生素；和 藥物。
308. 根據(jù)權(quán)利要求307所述的消費(fèi)產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)物是富含乙醇的汽油、噴氣燃料 或生物柴油。
309. 根據(jù)權(quán)利要求307所述的消費(fèi)產(chǎn)品、消費(fèi)產(chǎn)品的前體或消費(fèi)產(chǎn)品的成分，其中所 述消費(fèi)產(chǎn)品具有約2. 0X 10-13或更高的碳-14 :碳-12比。
310. -種消費(fèi)產(chǎn)品，其包含根據(jù)權(quán)利要求306所述的成分和由除木質(zhì)纖維素材料之外 的原材料產(chǎn)生的附加成分。
311. 根據(jù)權(quán)利要求310所述的消費(fèi)產(chǎn)品，其中所述成分和所述由除木質(zhì)纖維素材料之 外的原材料產(chǎn)生的附加成分具有基本相同的化學(xué)組成。
312. 根據(jù)權(quán)利要求306所述的消費(fèi)產(chǎn)品，其包含至少lOOppb濃度的標(biāo)記分子。
313. 根據(jù)權(quán)利要求312所述的消費(fèi)產(chǎn)品，其中所述標(biāo)記分子選自糠醛、羥甲基糠醛、糠 醛或羥甲基糠醛縮合的產(chǎn)物、由糖焦糖化衍生的有色化合物、乙酰丙酸、乙酸、甲醇、半乳糖 醛酸和甘油。
314. -種方法，其包括： (i) 提供根據(jù)權(quán)利要求248-256中任一項(xiàng)所述的組合物，以及 (ii) 將所述組合物中的木質(zhì)素的至少一部分轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。
315. 根據(jù)權(quán)利要求314所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)化包括用氫進(jìn)行處理。
316. 根據(jù)權(quán)利要求314或315所述的方法，其包括由木質(zhì)素產(chǎn)生氫。
317. 根據(jù)權(quán)利要求314所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包含選自以下的至少一項(xiàng)：生 物油；羧酸和脂肪酸；二羧酸；羥基羧酸；羥基二羧酸和羥基脂肪酸；甲基乙二醛；一元醇、 二元醇或多元醇；烷烴；烯烴；芳族化合物；醛；酮；酯；苯酚；甲苯；和二甲苯。
318. 根據(jù)權(quán)利要求314所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包含燃料或燃料成分。
319. 根據(jù)權(quán)利要求314所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)化產(chǎn)物包含對(duì)二甲苯。
320. 根據(jù)權(quán)利要求314產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，由該轉(zhuǎn)化產(chǎn)物生產(chǎn)的消費(fèi)產(chǎn)品，或含有該轉(zhuǎn) 化產(chǎn)物作為成分或組分的消費(fèi)產(chǎn)品。
321. 根據(jù)權(quán)利要求320所述的產(chǎn)品，其中該產(chǎn)品包含至少一種選自以下的化學(xué)品：木 質(zhì)素磺酸鹽；生物油；羧酸和脂肪酸；二羧酸；羥基羧酸；羥基二羧酸和羥基脂肪酸；甲基 乙二醛；一元醇、二元醇或多元醇；烷烴；烯烴；芳族化合物；醛；酮；酯；生物聚合物；蛋白 質(zhì)；肽；氨基酸；維生素；抗生素；對(duì)二甲苯；和藥物。
322. 根據(jù)權(quán)利要求320所述的產(chǎn)品，其包含對(duì)二甲苯。
323. 根據(jù)權(quán)利要求320所述的產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品選自分散劑、乳化劑、絡(luò)合劑、絮凝 齊IJ、凝聚劑、造粒添加劑、樹脂、碳纖維、活性炭、抗氧化劑、阻燃劑、液體燃料、芳香族化學(xué) 品、香草醛、粘合劑、粘結(jié)劑、吸收劑、毒素結(jié)合劑、泡沫、涂料、薄膜、橡膠和彈性體、螯合劑、 燃料和膨脹劑。
324. 根據(jù)權(quán)利要求320所述的產(chǎn)品，其中該產(chǎn)品在選自食品、飼料、材料、農(nóng)業(yè)、運(yùn)輸和 建筑的領(lǐng)域中使用。
325. 根據(jù)權(quán)利要求320所述的方法，其中該產(chǎn)品具有約2. 0X 10-13或更高的碳-14 :碳_12比。
326. -種產(chǎn)品，其包含根據(jù)權(quán)利要求320所述的成分以及由除木質(zhì)纖維素材料之外的 原材料產(chǎn)生的成分。
327. 根據(jù)權(quán)利要求320所述的產(chǎn)品，其中所述根據(jù)權(quán)利要求320所述的成分以及由除 木質(zhì)纖維素材料之外的原材料產(chǎn)生的成分具有基本相同的化學(xué)組成。
328. 根據(jù)權(quán)利要求320所述的產(chǎn)品，其包含至少lOOppb的濃度的標(biāo)記分子。
329. 根據(jù)權(quán)利要求328所述的產(chǎn)品，其中所述標(biāo)記分子選自糠醛和羥甲基糠醛、其縮 合產(chǎn)物、有色化合物、乙酸、甲醇、半乳糖醛酸、甘油、脂肪酸和樹脂酸。
【文檔編號(hào)】C07H1/08GK104411712SQ201380035764
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月3日
【發(fā)明者】羅伯特·詹森, 克萊爾·格雷戈勒, 菲利普·特拉維薩諾, 李·馬德森, 納塔·馬迪斯, 耶爾·哈爾-塔爾, 莎伊·埃里亞胡, 詹姆斯·艾倫·勞森, 諾亞·拉皮多特, 盧克·布克, 阿哈龍·M·埃亞爾, 蒂莫西·艾倫·鮑爾, 哈吉特·薩德, 保羅·麥克威廉姆斯, 齊夫-弗拉迪米爾·貝爾曼, 巴西姆·哈拉克, 邁克爾·茲維利, 葉連娜·格什斯基, 亞當(dāng)·卡登 申請(qǐng)人:威爾迪亞有限公司, 威爾迪亞公司