CN110643642A - 处理木质纤维素生物质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及处理木质纤维素生物质的方法，所述方法包括：a.经由至少一次蒸煮或水蒸气爆破操作对所述生物质进行预处理，以获得经预处理的基质，b.对经预处理的基质的至少一部分进行液/固分离，所述液/固分离包括两个连续的分步骤：‑采用连续混合器(M)使用混合流体实施的接触固/液混合物的上游分步骤b1，‑采用连续过滤器使用洗涤流体实施的提取/洗涤的下游分步骤b2，以获得富含固体的固相和多个富含液体的液相，其中将提取自所述过滤器的液相作为混合流体在所述混合器的入口处至少部分地再循环。

Description

处理木质纤维素生物质的方法
发明领域
本发明涉及处理木质纤维素生物质以生产“第二代”(2G)糖液的方法。这些糖液可用于经由化学或生物化学/发酵途径生产其他产品(例如醇，如乙醇、丁醇或其他分子，例如溶剂，如丙酮，和其他生物基分子等)。
背景技术
木质纤维素生物质代表着地球上最丰富的可再生资源之一。所考虑的基质是非常多样的，并且均涉及木质基质，例如各种木材(阔叶和针叶)、产生自农业的副产品(麦秸、稻秸、玉米壳等)或产生自其他农业食品、造纸等行业的副产品。木质纤维素生物质包含三种主要的聚合物：纤维素(35％-50％)，其是一种基本上由己糖构成的多糖；半纤维素(20％-30％)，其是一种基本上由戊糖构成的多糖；和木质素(15％-25％)，其是一种具有复杂结构和高分子量的聚合物，包含经由醚键连接的芳香醇。这些不同的分子是形成植物壁的固有特性的根源并且它们自身组织成复杂的缠结体。在组成木质纤维素生物质的这三种基础聚合物中，纤维素和半纤维素是能够生产2G糖液的基础聚合物。
将木质纤维素材料生物化学转化为2G糖液的方法特别包括预处理步骤和采用酶促混合物(cocktail)进行酶促水解的步骤。这些方法通常还包括在预处理之前的浸渍步骤。产生自水解的糖液可以如原样使用/提质或任选地对其随后进行加工，例如在发酵或化学工艺中进行。通常，整个方法包括中间分离步骤和/或最终产物的纯化步骤。
该预处理可以改变木质纤维素生物质的物理化学性质，从而使酶适用于纤维素并实现在酶促水解中良好的反应性。存在许多预处理技术并允许在各种化学条件下确立生物质的温度。可以在添加或不添加酸性或碱性产物的情况下进行预处理。它也可以在溶剂(例如水或有机产品(例如醇)(有机溶剂法))中进行，也可以在经少量(sparingly)稀释的介质(例如水蒸气)中进行。该预处理还可以包括物理步骤，例如在水蒸气爆炸的情况下的脱纤维或爆炸减压。该预处理还可以包括用于优化整个方法的若干个步骤，例如酸性蒸煮，接着是水蒸气爆炸或两次连续的水蒸气爆炸。下文在通用术语“烹煮”分类下的预处理涉及在稀释条件下对生物质的处理，并且包括酸性烹煮、碱性烹煮和“有机溶剂”烹煮。后一种烹煮方法涉及在一种或多种有机溶剂和通常水的存在下进行预处理。所述溶剂可以是醇(乙醇)、酸(例如乙酸或甲酸)或丙酮。“有机溶剂浆化”方法导致木质素的至少部分溶解和半纤维素的部分溶解。因此存在两股出口料流：具有残余纤维素、半纤维素和木质素的经预处理的基质，以及含有溶解的木质素和一部分的半纤维素的溶剂相。通常存在将溶剂再生的步骤，这可以提取出木质素料流。将某些“有机溶剂浆化”处理(特别是采用乙醇)与加入强酸(例如H2SO4)相结合。还可以设想在烹煮阶段之前经由浸渍反应器使生物质与溶剂接触，或者在实施“有机溶剂浆化”蒸煮之前使生物质与酸性催化剂接触。
就将生物质浓缩、并经受相应比例的少量水蒸气的意义而言，水蒸气爆炸类型的预处理不同于烹煮类型的处理。通常，在酸性条件下的水蒸气爆炸是优选的，因为它允许半纤维素的酸性水解和酶促水解中的纤维素的反应性之间的良好折衷，实际上是半纤维素的总水解和纤维素对酶而言的可用性和反应性的大幅改善之间的良好折衷。在该预处理之前可以进行一个或多个其他处理(研磨、浸渍、蒸煮等)。
例如，在出版物“Production of bioethanol from lignocellulosic materialsvia the biochemical pathway: a review”，M. Balat，Energy Conversion andManagement 52 (2011) 858-875，或在出版物“Bioethanol production fromagricultural wastes: an overview”， N. Sarkar，S. Kumar Ghosh，S. Bannerjee，K.Aikat，Renewable Energy 37 (2012) 19-27中均报道了不同的配置。
因此注意到，在开始随后的转化步骤本身之前，这种类型的方法，即蒸煮或水蒸气爆破，需要将原始生物质转化为反应性的经预处理的基质(也称为经预处理的榨渣(marc))。在该预处理之后，在浸渍经预处理的榨渣的糖液中发现糖(C5糖和C6糖)。该汁液的回收对于在生物质转化方法的其余部分中提质或在另一方法中(并行地)提质或作为糖液销售可能是有利的。因此有利的是，在对提及的经预处理的榨渣(其随后将富含固体物质)进行后续处理之前，提取这些经预处理的榨渣液体。
在预处理步骤之前通常是浸渍步骤。然后是使用酶促混合物进行酶促水解的步骤。在某些情况下，在这些前序的步骤之后是释放的糖的乙醇发酵步骤和发酵产物的纯化步骤。在工艺方案的某些配置中，酶促水解步骤和发酵步骤可以在相同的反应器中以称为SSF(同步糖化发酵)的发酵配置进行。当方法的这两个步骤为独立进行时，这样的方案被称为SHF类型(分步水解发酵)。在文献“Ethanol from lignocellulosics: A review of theeconomy，M.von Silvers和G.Zacchi，Bioresource Technology 56(1996)131-140中给出了实例。
在这些步骤中，还可能存在固/液混合物形式的产物，例如在酶促水解之后获得的“水解”产物，此时实施固/液分离以提取液相可能是有利的，例如使用在对固体的存在敏感的后续步骤中产生的液体，例如在后续发酵步骤中使用的发酵微生物的敏感性的情况下，或者围绕该发酵步骤将微生物再循环的情况下。
因此可以看出，在生物质处理方法的各个步骤中，被处理的产物是固/液混合物的形式，并且为了提质并优化整个方法而从固相中提取出至少一部分的液相可能是有利的。
专利WO 2014/135755提出了经由以下一系列步骤处理生物质的方法：a-通过将生物质原料与水和酸性或碱性化合物接触并加热来实施的预处理步骤，以获得经预处理的基质，b-将经预处理的基质与纤维素酶和富含步骤e)中获得的发酵产物的液流接触，以获得包含固体残余物和含糖液相的水解产物，c-使用形成醇的微生物对水解产物实施醇解发酵，从而产生包含固体物质和含发酵产物的液相的发酵酒，d-提取出发酵酒中所含的固体物质的至少一部分，以获得富含固体物质的料流和贫含固体物质的发酵酒，e-采用液流洗涤富含固体物质的料流，以获得所述富含发酵产物的液流，将富含发酵产物的液流再循环到步骤b)中，f-对贫含固体物质的发酵酒实施分离的步骤，以获得至少一股纯化的含醇或含溶剂的料流和至少一股酒糟(vinasse)料流。
因此，该专利提出在发酵步骤之后实施木质素和其他可能的惰性固体的分离。然后对主要包含木质素的固体物质进行洗涤以回收捕获的发酵产物(特别是醇和溶剂)。然后将洗涤液再循环到酶促水解单元中，该酶促水解单元可以是与发酵单元相同的单元，或者可以与发酵单元不同，从而不会在现有的料流中引起稀释。
专利EP 2 774 992提出在包括预处理步骤、酶促水解步骤、然后是发酵步骤的方法中，提取出水解产物中所含的固体残余物的至少一部分，以获得包含木质素的固体残余物料流和贫含固体残余物的水解产物，然后采用液流洗涤该固体残余物料流以回收富含糖的液流，可以将富含糖的液流再循环到酶促水解步骤中，以便能够将糖提质而不会引起工艺中的料流的稀释。
在这两个专利中，对中间产物实施洗涤和提取，旨在使用常规设备(例如实施提取/分离的倾析或渗滤设备和逆流洗涤设备)从固/液混合物中分离出富含固体物质的相和富含液体的相。
然而，实现这样的固/液分离是难以标准化的操作，因为混合物可能同时具有非常不同的特性，特别是取决于该混合物在整个生物质处理方法的步骤次序中的位置，取决于所用的生物质的类型等。这些特性特别是起始生物质的固体含量或待处理的混合物的流变性。分离的目的也可以不同，这取决于希望延长分离的程度。常规设备不一定具有为确保在这些不同的混合物上实施分离所需的所有通用性和效率。
因此，本发明的目的是构思一种从混合物开始实施固/液分离的新方法，当与常规技术相比时，特别是在生物质处理方法的背景下，该新方法是改进的。本发明的目的特别是构思取决于待处理的混合物的更有效和/或更通用的技术。
任选地，本发明的目的是构思这种类型的技术，该类型的技术另外还可以采用尽可能紧凑的设备来执行。
发明内容
本发明的主题名称首先是处理木质纤维素生物质的方法，所述方法包括至少以下步骤：
a. 通过至少一次蒸煮或水蒸气爆破操作对所述生物质进行预处理，以获得经预处理的基质。
所述方法还包括至少一个步骤：
b. 对在步骤a结束时或在步骤a之后处理所述基质的附加步骤结束时获得的经预处理的基质的至少一部分进行液/固分离，所述分离步骤包括两个连续的分步骤：
- 采用连续混合器使用混合流体实施的接触固/液混合物的上游分步骤b1，任选地所述混合器之前存在泵，和
- 采用连续过滤器、特别是带式过滤器使用洗涤流体实施的提取/洗涤的下游分步骤b2，以获得富含固体的固相和多个富含液体的液相，其中所述过滤器优选在待分离的固/液混合物的循环和提取/洗涤流体之间逆流地运行，并将提取自带式过滤器的液相作为混合流体在所述混合器的入口处至少部分地再循环。
贯穿于本文，术语“上游”、“下游”、“后续”或“前面”是参照待处理的提及的产物(更准确地说是待处理的生物质的固体部分)在实施本发明方法的装置中的总流动方向给出。
因此，为了实施固/液分离，本发明提出将两个操作与两个特定于每个操作的设备相结合，即，首先是用于使待分离的混合物与混合流体(例如含水流体)接触的混合器，所述混合器可以连续运行，然后送入带式过滤器以实施实际的分离。混合器赋予混合物合适的特性(流变性质、固体含量等)，随后使这样的混合物能够通过连续过滤器进行处理。两个设备可以串联安装，两者都连续运行，这明显比间歇运行更为有利。对于过滤器而言，术语“连续”应理解为针对待处理的固体。
连续混合器的原理是已知的：示意性地，它是一种混合器，其包括具有供给混合物的入口的中空圆柱形主体、将混合物从混合器的入口输出到出口的内部螺杆以及将混合器中的混合物与提及的流体接触的混合流体(水)回路。混合器可以在入口处配备有计量设备。这种类型的连续混合器特别是由Parimix公司以Parimix IMR Continuous Mixer的名称销售。它特别具有以下优点：即使在高流速下也能够以低混合室体积接触混合物，这使得该设备非常紧凑，这在本发明的背景中是最特别寻求的。它还造成混合物在混合器中的停留时间短，同时可以在混合器的出口处获得非常均匀且具有所需固体含量的产物。
优选的连续过滤器是带式过滤器，其原理也是已知的：示意性地，通过在网纱带(gauze belt)的不同区域上连续输送混合物，可以连续地实施固/液混合物的提取和洗涤。在部分真空下通过该网纱实施提取，该网纱将混合物从一个区域输送到另一个区域，并且该网纱是多孔的，以便能够实施过滤/提取。过滤器可以在过滤器的最下游部分配备有压制机以完成液体的提取。这种类型的带式过滤器例如由BHS公司以BFR Continuous BeltFilter的名称销售。这种类型的设备被称为带有真空抽提的连续带式过滤器。
也可以使用其他连续过滤器，例如以带式压制机的形式或以多个串联的带式压制机的形式。
因此，本发明串联使用这两个都连续运行的设备(然而从严格意义上来说，带式过滤器为顺序运行，如将在后文中详述的)，混合器出口供给过滤器的入口(这明显比间歇运行更为有利)导致组装件非常紧凑并且易于集成到现有的生物质处理装置中。
本发明已经发现这些设备的运行参数的两种选择的组合是为首先获得在工业上可行的分离、并且还使该分离稳固和有效所具备的必要的条件：
- 一方面，过滤器、特别是带式过滤器的连续运行的选择，并且优选在待分离的固/液混合物的循环和提取/洗涤流体之间逆流地运行(逆流地运行证明比并流运行更有效)，
- 另一方面，将提取自过滤器的液相作为混合流体在混合器入口处至少部分地再循环，这可以减少混合器的混合流体(通常是水)的消耗，并且令人惊讶地证明在混合器中实现了更有效的混合并在过滤器上提取一个或多个更浓缩的液相。
优选地，在步骤b期间，对在步骤a结束时获得的经预处理的基质的第一部分实施固/液混合物的分离，对所述经预处理的基质的第二部分进行至少一个后续处理步骤(特别是水解)，然后发酵，并且还对步骤b中获得的富含固体的固相进行至少一个后续处理步骤，特别是与对经预处理的基质的第二部分实施的后续处理步骤相同的后续处理步骤。
因此，可以提取出经预处理的榨渣的一部分液体、所有经简单预处理的榨渣和经预处理的榨渣，然后根据本发明进行分离，然后遵循相同的步骤顺序，并被注入例如下一步骤的同一反应器中，以在其中进行相同的转化。
如此进行的优点是能够在经预处理的榨渣的一部分上仅吸收一部分液相(恰好足够的量)，出于恰好在含糖液相(在本文中也称为“糖液”)的这个处理中提质或开发的目的。
有利地，根据一个实施方案，产生自分离步骤b的富含液体的液相是糖液，并且所述方法还包括生产酶的步骤c和/或生产酵母的步骤d，并且所述糖液中的至少一种用于所述酶的生产c或酵母的生产d(微生物的繁殖/生长)。因此，在这种情况下，可以仅提取出供给生产酶或生产酵母所必需的量的糖液，从而将经预处理的榨渣的分离限制在必需的量。
根据本发明的方法可以有利地包括将获自预处理步骤a的经预处理的基质酶促水解、以获得水解产物的步骤e，然后可以在所述水解产物的至少一部分上(特别是在所有所述水解产物上)实施固/液分离b。
根据一个实施方案，对在预处理步骤a结束时获得的经预处理的基质的至少一部分、特别是全部的经预处理的基质进行固/液分离b，以获得富含固体的固相，并且所述方法还包括将所述富含固体的固相酶促水解以获得水解产物的步骤e。因此，在这种情况下，优选分离出所有经预处理的榨渣并使用(exploit)所有提取的液相，这在明确地以生产糖液以将糖液与方法的其余部分分开提质为目标时是有利的。
有利地，根据本发明的方法在预处理步骤a之后还包括以下步骤：
e.将经预处理的基质酶促水解，以获得包含固体物质和含糖液相的水解产物，
f.将所述水解产物发酵，以获得发酵酒，
发酵步骤f可以继酶促水解步骤e之后或伴随酶促水解步骤e发生，
g.将所述发酵酒分离/蒸馏，以获得醇、溶剂或其他生物基分子形式的蒸馏产物和酒糟，
可以对在水解步骤e和/或发酵步骤f和/或分离/蒸馏步骤g之后获得的产物的至少一部分、特别是所有产物实施步骤b。
任选地，在分离步骤b中，将混合器的内部加热到至少30℃、特别是40-60℃的操作温度，特别是通过集成的电加热设备。事实上，已证明混合物在其在混合器内部运输的过程中的加热改善了离开混合器的混合物的均匀性。温度保持足够低，以免产生过多的能量消耗。
另外，优选地，在分离步骤b中，在特别是至少30℃、不大于90℃的温度、特别是40℃-80℃的温度下，在将提取/洗涤流体引入过滤器之前将其加热和/或在将来自过滤器的经提取的液相引入混合器中之前将其再循环。在液相在混合器内再循环之前加热液相使得所述相能够参与到加热混合器中的混合物的工作中。然后可以适当地调节通过混合器所配备的加热设备获得的加热以及通过热混合流体在混合器中循环获得的加热。当然，除了加热从过滤器再循环来的液相之外或者作为加热从过滤器再循环来的液相的替换，还可以加热不是从过滤器再循环来的混合流体(通常是水)。
有利地，在步骤b中，过滤器是带式过滤器，其包括至少两个、特别是至少三个连续区域，其中在至少一个区域、特别是在每个区域中取出液相。带式过滤器具有非常灵活的实施方式：可以设想所需的区域数量和尺寸，特别是区域的长度，可以将多个区域组合在一起，以便从每组区域中仅取出一个液相，区域可以具有不同的长度，例如沿着带上混合物的运输轴线增加或减少的长度等。
优选地，将第一区域和/或第二区域的液相至少部分地再循环到步骤b的混合器的入口中。因此，优选将提取的一个或多个液相尽可能地在带式过滤器的上游再循环，即最浓缩的那些液相，这可以在混合器出口处获得更浓缩的液体。优选地，将取自第三区域和/或随后的区域和/或取自最后一个区域的液相作为带式过滤器的洗涤/提取流体至少部分地再循环：这是其中在本发明的带式过滤器的运行中实施逆流的方式。
任选地，在步骤b中，过滤器、特别是带式过滤器，可以在其端部配备压制机。因此进一步改善了分离。
有利地，分离步骤b1和分离步骤b2的操作参数可以根据固/液混合物的特性来选择，从而使得从带式过滤器提取产生的液相具有至少50g产物/kg、特别是至少30 g产物/kg、至少35 g产物/kg的浓度；当对在获自预处理步骤a的经预处理的基质实施分离b时，所述液相具有至少40 g糖/kg、优选至少50g糖/kg的浓度。事实上，从这样的浓度来看，可以将糖液如此地有效地提质。
实现该结果的优选操作参数特别是提取自过滤器的液相在混合器的入口处的再循环速率，或者再循环的配置(即单一类型的再循环的汁液或特别是来自过滤器的多个区域的若干种汁液，这将因此而具有不同的糖浓度，可调节的比例，和/或添加对于这种或这些再循环到混合器的汁液而言是可调节的量的水)。
本发明的另一个主题名称是处理木质纤维素生物质的装置，特别是旨在实施前述方法的装置，并且所述装置包括至少：
- 一个经由至少一次蒸煮或水蒸气爆破操作对所述生物质进行预处理的区域，以获得经预处理的基质，
- 一个对在预处理区域的出口处或在预处理区域之后的所述基质的附加处理区域的出口处获得的经预处理的基质的至少一部分进行液/固分离的区域，所述分离区域包括两个串联的子区域：一个上游接触子区域，其包括使用混合流体的连续混合器，任选地与上游泵相关联，和一个下游提取/洗涤子区域，其包括采用洗涤流体的连续过滤器、特别是带式过滤器，所述过滤器优选在待分离的固/液混合物的循环和提取/洗涤流体之间逆流地运行，并且将通过所述带式过滤器提取的液相作为混合流体至少部分地再循环到所述混合器的入口中。
所述装置可在分离区域中设置：带式过滤器和混合器之间的流体连接设备，以将通过所述过滤器提取的液相的至少一部分再循环到所述混合器的入口中，和流体连接设备，用于将提取自过滤器中的另一个液相作为所述过滤器的洗涤流体再循环。
所述过滤器优选是带式过滤器，其可以任选地在其端部配备压制机。
所述处理装置还可以包括酶生产区域和/或酵母生产区域，并且可以设置将提取自带式过滤器的至少一个液相从分离区域转移至酶生产区域和/或酵母生产区域的设备，所述液相是糖液。
本发明的另一个主题名称是上述方法或装置用于处理诸如木材、秸秆、农业残余物和所有专用能源作物、特别是一年生或多年生植物、例如芒草的生物质以生产糖、生物燃料或生物基分子的用途。更一般地，根据本发明的方法中使用的木质纤维素生物质或木质纤维素材料例如从原木或加工木材(阔叶和针叶)、农业副产品，例如秸秆、植物纤维、林业作物、来自产醇、产糖和产谷物的植物的残余物、造纸工业的残余物、海洋生物质(例如纤维素大型海藻)或纤维素或木质纤维素材料转化产物中获得。木质纤维素材料也可以是生物聚合物并且优选富含纤维素。
本发明可以以很大的灵活性生产作为可升级产品的生物燃料(例如乙醇)和糖液两者，或单独生产生物燃料，或单独生产糖液。
详细说明
下面借助于非限制性实施例来详细描述本发明，如下文附图所示：
- 图1：在本发明的上下文中用于对生物质处理方法中的固/液混合物实施分离的步骤b的设备的示意图；
- 图2a和图2b：根据所用生物质的类型，图1所示的设备的两种不同利用方式；
- 图3：关于属于图1所示的设备的混合器的示意图(纵向截面)；
- 图4：引入根据第一变型的生物质预处理步骤中的通过本发明实施的分离步骤b的方框图形式的运行示意图；
- 图5：结合了根据图4的通过本发明实施的分离步骤b的整体生物质处理方法的方框图形式的运行示意图；
- 图6、图7、图8：分别根据第二变型、第三变型和第四变型的结合了通过本发明实施的分离步骤b的整体生物质处理方法的方框图形式的运行示意图。
附图说明
相同的附图标记对应于所有附图上的相同组件/流体/产物。附图是非常示意性的，不一定按比例绘制并且不代表设备的所有组件或所有相关的工艺细节，而仅代表更特别涉及本发明的描述的那些。
因此，图1表示在本发明的上下文中开发的用于在木质纤维素生物质处理方法中实施混合物的固/液分离的设备：首先在连续混合器M中处理待分离的混合物，所述混合器例如来自Parimix的IMR混合器，在图3中更详细地示出，然后采用带式过滤器F，例如来自BHS的BFR型连续带式真空过滤器处理。它们都基本水平地布置在不同的高度，混合器布置在带式过滤器的上方。
为了简化该设备的描述，为了简洁起见，将认为待分离的混合物是来自生物质处理方法的经预处理的榨渣，但是根据本发明的分离也可以应用于这样的方法中的其他固/液混合物(如后文借助于图6等等所述)。
混合器M允许通过添加混合流体和通过借助于将榨渣从混合器的一端运送至另一端的混合器的环状螺旋获得的共混来将具有高含量的干物质(DM)和固体的经预处理的榨渣重新浆化。如图3详细所示，混合器M包括配备有无轴旋转螺杆V的圆柱形主体，其上游端配备有计量设备D，计量设备D连续测量出待分离的混合物，然后通过连接至计量设备的供料管或料斗A将所述混合物注入混合器中。它在操作位置中示出，即以基本水平的平面中示出。
在其上游部分，混合器的圆柱形主体配备有一个或多个混合流体入口e1、e2，一种或多种流体通过螺旋离心，由此产生的液体涡流与相反方向的爆炸料流相遇。借助于这个原理，该混合器的混合室的体积很小，所用的功率也很低并且混合器整体上是紧凑的。在本文中，混合器配备有电加热装置(未示出)，以将圆柱形主体的内部加热到约40-50℃的温度，在混合器内的停留时间恒定的情况下，这种热量的供应促成了离开混合器的混合物获得更大的均匀性。离开混合器M的重新浆化的榨渣通过重力落在带式过滤器F的带体的上游部分上。
采用逆流洗涤的带式过滤器F上的榨渣的这个分离可以提取浓缩在糖中的液体。带式过滤器F技术基于真空过滤，其原理是将经预处理的榨渣顺序地铺展在前进的带体上。这种多孔带体(通过真空抽吸)可以实现将液体(汁液)与固体分离，形成滤饼(经洗涤的榨渣)，该滤饼落在带体的末端处。将洗涤流体喷洒在带体上以洗涤沿着带体逐渐成形的滤饼。如下所述，这些液体是部分再循环的。也可以将它们作为单一的料流汇集。
在该实施例中，带式过滤器F具有10个活动真空区域，在图1中编号为1到10，其中可以进行洗涤过程和过滤过程的各个步骤(过滤器中的可移动和可调整大小的区域)。所述过滤器可以在过滤带侧配备聚合物(例如聚氨酯或硅酮)带，以限制真空的损失并改善分离。可以设想恰好在一个或多个第一区域之后在顶部区域(或任何其他等效的机械设备)中添加隔板，以实现混合物更好地分布在带体上。
现在描述进入和离开这些设备物件的各种料流，从上游到下游：经预处理的榨渣M0进入混合器M的计量设备D，同时将混合流体经由入口e1、e2(仅显示在图3中)引入混合器。混合的榨渣 M1(后文也称为MoRe)离开混合器M的下游端并通过重力落在过滤器F的带体B的上游部分上。带体将榨渣输送到带体的下游端，在带体的下方，在真空下提取出三个液相J1、J2和J3，它们是浓度逐渐降低的糖液。在带体的上方，在带体的上游部分或中心部分，经由彼此间隔开的喷嘴引入两种提取/洗涤流体f1和f2。流体f1可以是水，流体f2是液体J3的再循环的一部分或全部。
在真空下提取出非三个液相、而是更多个液相、至少与带式过滤器中的区域相同的数量的液相理所当然仍落在本发明的上下文中。
提取/洗涤流体的运动相对于混合物在带上的循环逆流发生。在本发明的上下文中，从每个洗涤区域中没有实际的逆流流动的意义上来看，它实际上是以已知的方式“模拟的”逆流。带式过滤器的原理基于切向洗涤：混合物在该过滤器中横向运动，在附图中示例性地从左向右运动，并且洗涤液(在上文中更一般地称为提取/洗涤流体)自上而下运动。将液体注入在带体上运动的混合物上可以特别地通过倾倒、即通过重力流动或通过喷射进行。液体穿过在带体上移动的混合物从顶部向下的运动由在带体上产生的真空施加。过滤器在包含待提取的固相的混合物(也称为“滤饼”)上顺序运行，其可以示意性地表示如下：-阶段1，带体前进，-阶段2，带体停止并产生真空(而且，在适当的情况下，进行压制)并在每个区域中提取液体，等等。应当注意的是，洗涤液的注入是连续进行的(当带体前进时和当带体静止时进行注入)。通过在其提取的上游将提取的液体再注入来“模拟”逆流。
液体J1、液体J2、液体J3中的至少一种的全部或一部分可作为混合流体再循环到混合器M中。
在过滤器F的多孔带体的10个区域下，由此在部分真空下提取表示为J1、J2和J3的三个液相，同时逐渐富含固体的固相，“滤饼”G继续其过程直至到达带体的下游部分，在经受放置在带体的最末端处的压制机P之后从带体的下游部分将滤饼取出，该压制机终止分离。该压制步骤是任选的。
在将一种或多种洗涤流体f1、f2倾倒至通过多孔带体输送的滤饼的顶部之前，经由输送管所配备的加热设备将洗涤流体f1、f2加热，例如加热到30-85℃的温度。
在被再引入过滤器或混合器之前也将作为混合流体再循环到混合器中或作为洗涤/提取流体再循环到过滤器中的一种或多种糖液的料流加热，也经由所述料流的输送管所配备的加热设备进行加热，例如加热到30-85℃的温度。
图2a表示运行图1的装置以分离基于芒草的生物质的经预处理的榨渣的第一种方式：将液体J3全部再循环到最上游的入口、过滤器F的洗涤提取流体入口f1，将液体J2全部再循环到混合器M的入口e1，作为水形式的混合器流体的入口e2的补充。提取所有的液体J1以用于该分离装置之外的应用/提质。
图2b是运行图1的装置以分离基于秸秆的生物质的经预处理的榨渣的另一种方式。与图2a的不同之处在于，在图2b中，一部分的液体J1也作为混合流体与液体J2一起再循环到混合器中。
被再循环到混合器或过滤器中的提取自带式过滤器中的每种液体J1、J2、J3 ...的比例可以是非常不同的，从0％直至100％。在整体的生物质处理方法中，根据需要，这将取决于生物质的性质(取决于其固体含量)、取决于所需的水消耗量、取决于所需的活性剂(在这种情况下为糖)的浓度、取决于根据其后续用途提取的液体，或作为独立的提质产物。
图4以方框图形式表示将分离步骤b整合到生物质预处理中。显示的附图标记具有以下含义：
1.待处理的生物质
2.预处理步骤
3.生物质预处理a所需的流体料流(水、酸催化剂、水蒸气等)
4.经预处理的榨渣料流，被分离成两股料流：进入分离步骤b的料流4a和进入水解步骤的料流4b(如后文借助于图5详细描述的)
5.根据本发明的分离步骤b中使用的混合器
6.离开混合器的混合物
7.根据本发明的分离步骤b中使用的带式过滤器分离器
8.洗涤流体(通常是水)
9.提取的糖液
10.经洗涤的固体
11.返回到带式过滤器并且其至少一部分(11a)被送至混合器的中间液体
方框2是通过与一股或多股流体的其他入口料流3(水、水与酸性或碱性类型的化学催化剂、氧化剂、水蒸气等)接触和任选的一个或多个热处理、采用一种或多种试剂调节和预处理生物质1的入口料流的第一步。获得经预处理的榨渣料流 4作为出口料流。
因此，方框5运行根据本发明的分离b的分步骤b1：混合器M在入口处接收经预处理的榨渣料流 4的一部分4a以及至少一股混合液流，该混合料流包含提取自混合器5下游的带式过滤器7的液体的一部分11a。
方框7运行采用带式过滤器的分离分步骤b2：它在入口处接收从方框5离开混合器的固体料流6和至少一股洗涤液流8，其中一部分11c从过滤器的下游提取的液体朝过滤器的上游提取再循环和另一部分11a朝方框5的混合器的入口再循环，经洗涤的固体10料流从中离开。
图5表示将本发明的分离步骤b引入按照根据图4的第一变型的整体生物质处理方法中。在已经描述的方框2、方框5和方框7之后，新的附图标记具有以下含义：
20.使用糖液9的一个或多个生物催化剂生产步骤
21.生产生物催化剂所需的流体料流
22.含有生物催化剂(酶和/或酵母)和任选的其他未示出的流体的溶液
23.酶促水解步骤，其中引入了经预处理的榨渣 4的另一部分4b和任选的经洗涤的榨渣 10(或同时酶促水解和发酵SSF的步骤)
24.非水解的固体和作为溶液的产生自水解的糖的混合物(或在SSF的情况下为非水解的固体和发酵产物的混合物)
因此，该图示出了这次引入处理过程中的本发明，在对生物质实施的预处理之后，其后续为通过榨渣的酶促水解和发酵来继续。
将经预处理的榨渣 4分成料流4a和料流4b，如前图所述按照本发明分离料流4a，料流4b流向酶促水解步骤23。任选地，根据本发明分离和洗涤的榨渣10也可以与料流4b一起流向该步骤23。(否则，其可以在生物质处理方法中或其他地方以不同方式提质)。料流24从中离开，这取决于水解是否与发酵(SSF)同时发生，料流24由非水解的固体和产生自水解的糖(无SSF)的混合物组成或者由非水解的固体和发酵产物(有SSF)的混合物组成。
方框20是生产生物催化剂(酶、酵母)的一个或多个步骤，其使用通过方框7的带式过滤器分离产生的糖液9和生产生物催化剂所需的一个或多个流体料流21 (水、营养物、其他糖、例如用于调节pH等的化学产品)，然后该糖液9充当生长/繁殖基质或充当生产酶和/或酵母的微生物(真菌)的生产基质。
在该第一变型中，将提取的液体9完全用于生产酵母和/或酶。也可以出于这些目的仅将其用于料流9的一部分。也可以独立于生物质处理方法将该糖液9全部或部分提质(例如将其提质本身)。
还可以对所有(而不仅是其一部分)经预处理的榨渣进行根据本发明的分离操作，然后将所有分离的榨渣送入后续的酶促水解/发酵方框中。
也可以直接使用一部分的粗榨渣(即在出口处来自预处理步骤的榨渣)来生产酶和/或繁殖酵母。对于使用产生自生物质预处理的榨渣来繁殖酵母而言，可以参考例如专利WO 2016/193576。对于使用经预处理的榨渣来生产酶而言，可以参考例如专利WO 2017/174378。
包含生物催化剂(酶和/或酵母)和任选的其他流体(例如：水，特别用于调节pH等的化学产品)，生物催化剂(如果不是在糖液上产生)、营养物等的料流22从方框20中流出，将离开的料流22注入酶促水解方框23的入口。
一旦已经完成酶生产，就可以使用整个汁液(must)、即使用产生它们的酶和真菌两者、或者仅使用酶(这种情况下必须完成先前的分离/纯化步骤)来实施经预处理的生物质的酶促水解。
优选地，酶促混合物由真菌里氏木霉(Trichoderma reesei)产生。
关于酵母的生产，所产生的酵母优选是例如酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的酵母，其经遗传修饰以消耗木糖。获得的将在发酵步骤中使用的料流可以含有酵母作为整体或浓缩的汁液；在后一种情况下，它被称为酵母膏(然后必须进行先前的浓缩步骤)。
图6提出将本发明的分离步骤b引入第二变型中。新的附图标记具有以下含义：
30.发酵步骤，例如乙醇
31.发酵所需的流体料流
32.含有发酵产物的溶液
因此，在这种情况下，存在与酶促水解步骤23不同的用于发酵步骤的方框30，并且在这两个步骤之间插入本发明的方框5、方框7的分离：根据本发明分离产生自酶促水解步骤的料流24，并且将离开方框7的采用带式过滤器进行分离的料流9作为入口料流送至发酵方框30，发酵方框30也采用发酵所需的一种或多种流体(例如生物催化剂(酵母)，以及任选的营养物等)的入口料流31供给。
离开发酵步骤的料流32含有发酵产物，然后可以对其进行常规的分离步骤，例如蒸馏、脱水、固/液分离(未显示)，这可以获得所需的生物基分子(在这种情况下乙醇作为生物燃料)、固体残余物和液体残余物(也称为酒糟)。
图7提出将本发明的分离步骤b引入第三变型中。新的附图标记具有以下含义：
40.水解和发酵步骤
41.含有未水解的固体和发酵产物的料流
42.含有发酵产物的液体溶液料流
50.发酵产物分离步骤
51.纯化的发酵产物料流
52.酒糟料流
因此，方框40代表酶促水解步骤和发酵步骤，其可以是分开的或同时进行的，为了清楚起见采用共同的方框表示。产生自这两个步骤的料流41因此含有一部分未水解的固体，并将发酵产物输送到根据本发明的分离方框5、7的入口。含有离开该分离的发酵产物的液流42供给发酵产物分离步骤的方框50(因此该液流具有与前述变型的料流9不同的组成，其仅为糖液)。在方框50的出口处，回收部分纯化的发酵产物的液流51，并回收酒糟料流52，其可任选地(图中的虚线箭头)被再循环作为方框7的带式过滤器的洗涤用水8的替代物而再循环。
图8提出将本发明的分离步骤b引入第四变型中。新的附图标记具有以下含义：
54.与含有未水解的固体和液体的产物分离的介质
55.酒糟
在这种情况下，本发明的分离步骤b在分离步骤50之后实施：将产生自分离50且包含与含有未水解的固体和液体的产物分离的介质的料流54送入混合器5，因此，离开方框7的带式过滤器的固体料流55是通过洗涤提取的酒糟。在该变型中，可以在发酵反应器中原位地或基于另一个独立的循环(其中介质在分离之后返回发酵中)将分离步骤50结合到发酵步骤(其被称为发酵/分离组合)。
在所有这些变型中，可以看出可以将根据本发明的分离步骤b插入生物质处理方法的已知步骤之间，在这种情况下使用糖液作为生物质转化所必需的微生物酶的繁殖、生长或生产的基质，而且当需要将这些糖液本身提质时也如此。
实施例
这些实施例采用了借助前述附图详细描述的工艺方案和设备。
将描述关于五种不同类型的生物质的三个实施例：关于SRC(短周期矮林)的实施例1、关于芒草的实施例2和关于秸秆的实施例3，关于秸秆的另一种配置的实施例4，以及关于SRC的另一种配置的实施例5 。
目的是获得最低糖浓度为50g/kg的糖液J1。
在下文描述的实施例中，缩写“DM”表示根据标准ASTM E1756-08(2015)“StandardTest Method for Determination of Total Solids in Biomass”测量的干物质含量。
运行条件如下：
混合器M是Parimix IMR连续混合器，其实现了将具有高含量干物质(DM)和固体的榨渣重新浆化。通过电动设备将其加热到约40-50℃。
带式过滤器F(例如来自BHS公司的具有逆流洗涤的BFR连续带式过滤器)上的分离可以提取出浓缩在糖中的液体。带式过滤技术基于真空过滤。原理是将经预处理的榨渣顺序地铺展在前进的带体上。这种多孔带体可以通过真空抽吸将液体(汁液)与固体分离，形成滤饼(经洗涤的榨渣)，该滤饼落在带体的末端处。将这些液体部分地再循环。
过滤器F具有10个活动真空区域，其中可以进行洗涤过程和过滤过程的各个步骤(过滤器中的可移动区域)。将这些区域汇集在三组区域中，这些区域是可模块化的，并且可以提取出三种液体J1、J2和J3。过滤器在多孔带的侧面配备有聚氨酯带或硅酮带，以限制观察到的真空损失并改善产品的过滤。过滤器恰好在混合物进料区域之后的带体的上方配备有垂直壁，以允许混合物更好地分布在过滤器上。
为了增加可溶性糖的回收率并减少过滤时间，将再循环的液流J2(在适当情况下，和J1)、J3和洗涤用水F1加热：
- 将液体J3加热并再循环到第一洗涤用水喷嘴f1中
- 经由第二洗涤喷嘴f2供给热洗涤用水
- 将液体J2(在适当的情况下，和液体J1)加热并再循环直至混合器入口处的经预处理的榨渣的重新浆化。
对于秸秆(实施例3和实施例4)而言以及对于使用poplarTCR的实施例5而言，将液体J1的一部分再循环到混合器M中以增加液体J1中的糖浓度。
过滤器的特性和测试的操作条件如下：
- 参照物：BF025-020
- 网纱：058000-W120(聚丙烯120μm；05-8000-S120)
- 材料：聚合物
- 流速：180千克/小时的可处理的悬浮液
- 过滤表面积：0.5m2
- 真空度：介于-0.5和-1 bar之间
下表1列出了根据本发明分离的原料(经预处理的生物质M0)的固体含量和干物质DM含量特性：
Figure 422802DEST_PATH_IMAGE001
表1。
混合器M的进料螺杆的旋转速度以及因此经预处理的榨渣 M0的流速通过计量设备D的频率来限定。该速度对混合和离开混合器的重新浆化的榨渣的稠度都有影响。过高的混合螺杆速度导致重新浆化的榨渣对于该方法的其余部分而言太粘稠。通常在装置上设置称重料斗(未示出)以及用于测量榨渣流速的设备，并且可以通过使螺杆速度从属于该流速测量来调节进料。也可以选择以设定的螺杆速度运行，将事先对该螺杆速度进行校准。
下面的表2显示了进入混合器的粗榨渣和再循环的液体的流速：
粗榨渣的入口流速(kg/h) 经再循环的液体(kg/h)
SRC(2)(实施例5) 50 130
秸秆(2)(实施例4) 50 130
秸秆(实施例3) 50 129
芒草(实施例2) 70 95
SCR(实施例1) 50 75
表2。
根据本发明的实施例1：基于短周期矮林(SRC)的生物质
测试始于SRC，SRC通常被认为是难以加工的原材料。为了改善提取，安装了喷嘴，-0.6巴的真空度是总物料平衡，操作条件详见下表3。
单位 SRC(2) 秸秆(2) SRC 秸秆 芒草
M0流速 kg/h 50 50 50 50 70
再循环的J2流速 kg/h 110 110 75 110 90
再循环的J1流速 kg/h 20 20 0 20 0
混合器M出口处的流速 kg/h 180 180 125 180 160
进料时间 s 19 17 19 17 15
真空压力 bar -0.6 -0.45 -0.6 -0.45 -0.15
压制压力 bar - - 3.3 3.7 2.6
J1温度 ℃ 40 45 39 45 32
流速 kg/h 67 50 45 70 55
换热器后的J2温度 ℃ 80 80 75 75 75
产生的J2流速 kg/h 75 110 75 115 90
换热器后的J3温度 ℃ 80 80 75 75 75
J3流速 kg/h 75 105 60 105 80
洗涤用水的流速 kg/h 70 69 55 83 55
洗涤用水的温度 ℃ 50 50 50 50 50
M1温度 ℃ 26 35 40 35 45
M1流速 kg/h 60 65 60 52 92
表3。
根据本发明的实施例2：基于芒草的生物质
在由芒草获得的经预处理的榨渣上提取液体没有问题。洗涤(也称为混合，通过混合器M实施)是非常有效的，并且产生糖浓度为58-60g/kg的液体。总材料平衡和操作条件详述于上表和下表4中。
在58℃下将160kg/h的MoRe(18％DM)供入带式过滤器F。将两个溢流洗涤喷嘴安装在带体的10个活动区域的区域4和区域6上。为了使在料流之间具有尽可能大的空间，第一喷嘴相对于过滤器的前进方向逆流洗涤，而第二喷嘴并流洗涤。在前两天以65-68g/kg的糖产生45kg/h的液体J1。接下来，在第三天，增加洗涤用水流速以产生更多浓度稍低的液体。因此，产生55kg/h的J1，其糖浓度为58-60g/kg。
根据本发明的实施例3：基于秸秆的生物质
对秸秆的第一次测试使用与前两个实施例相同的配置进行。因此，液体J1具有38.77g/kg的低糖浓度。为了增加该糖浓度，将J1(20kg/h)再循环到J2罐中，并将液体J1和液体J2的混合物加热并再循环到混合器M中。为了改善真空并封闭(close)趋于裂开的滤饼，第一洗涤喷嘴是通过喷涂工作(区域4)，第二洗涤喷嘴是通过溢流工作(区域6)。具体地，以53-57g/kg的糖产生70kg/h的液体J1。操作条件详述于下表4中。
根据本发明的实施例4：秸秆生物质
该测试具有与实施例3相同的配置，也采用基于秸秆的生物质，因此具有以下差异：在本实施例中，不使用最终的压制(在带式过滤器的区域9处压制经洗涤的榨渣滤饼)，第一洗涤喷嘴通过倾倒不喷涂的方式使用，第二洗涤喷嘴通过喷涂不倾倒的方式使用。产生的液体J1具有较高浓度的糖(50-66g/kg的糖)。操作条件详述于下表4中。
根据本发明的实施例5：基于SRC的生物质
该测试具有与实施例1相同的配置，也采用基于SRC的生物质，具有以下差异：在本实施例中，不使用最终的压制(在带式过滤器的区域9处压制经洗涤的榨渣滤饼)，第一洗涤喷嘴通过倾倒不喷涂的方式使用。所产生的液体J1具有51g糖/kg的浓度。操作条件详述于下表4中。
为了在现场快速检查液体J1中的糖浓度是否确实达到要求的50g/kg，采用Atago牌PAL-1折射计进行测量。
下面的表4给出了原料特性：M0与液体J2(或者，对于秸秆而言是J1+J2)以及产物J1和M0的混合物，并量化了采用本发明获得的分离效率：秸秆的分离是最有效率的(99％)。
Figure 339943DEST_PATH_IMAGE002
表4。
总之，可以看出，根据本发明的具有不同起始生物质的这五个实施例设法实现了具有所需糖浓度的提取的液体J1的目的，其大大高于设定的最小阈值50g/kg。根据本发明的分离系统，以及两条串联的设备线，连续混合器和连续(带式)过滤器，实现了很大的灵活性和很大的紧凑性。因此，只要有希望将分离后获得的固体部分和液体部分两者提质而对混合物实施固/液分离的需要，就可以毫不费力地在各个步骤中将它们插入生物质处理装置中。
因此，无论经预处理的生物质及其流变学限制如何，本发明都可以获得浓度大于50g/kg的糖液，而当未实施本发明时，情况并非如此，如以下对比实施例所示：
对比实施例(不符合本发明)：
将前述实施例中的两个实施例的经预处理的生物质用在不符合本发明的配置中：将基质M0在混合器M中与水混合，然后在带式过滤器F上分离。在该不符合本发明的实施方式中，没有将提取自带式过滤器F的料流再循环到混合器M。
对比实施例6：基于SRC的生物质
将产生自实施例1的SRC预处理的生物质M0在混合器M中与水混合，然后在带式过滤器F上分离，带式过滤器F本身根据实施例1的配置操作。由于其流变性，SRC预处理的生物质必须被稀释成固体含量小于16％，以形成能够在带式过滤器F上过滤的滤饼。回顾实施例1的SRC 榨渣 M0的组成：固体含量38％，糖含量83g/kg。为了在混合器出口处获得适当的流变性，有必要降低混合后的基质的固体含量：因此需要在混合器中将68.8kg的水加入到50kg的榨渣 M0中，然后将该混合物沉积于带式过滤器上。带式过滤器的第一区域能够产生糖含量仅为41.6g/kg的浓缩液体J1。在该不符合本发明的实施例中，可以看出，对于SRC基质而言，不可能在液体J1中获得50g/kg的糖的浓度。
对比实施例7：基于秸秆的生物质
将产生自实施例3的秸秆预处理的生物质M0在混合器M中与水混合，然后在带式过滤器F上分离，带式过滤器F本身根据实施例3的配置操作。由于其流变性，秸秆预处理的生物质必须被稀释成固体含量小于9％，以形成能够在带式过滤器F上过滤的滤饼。回顾实施例3的秸秆榨渣M0的组成：固体含量30％，糖含量90g/kg。为了在混合器出口处获得适当的流变性，有必要降低混合后的基质的固体含量：因此需要在混合器中将117kg的水加入到50kg的榨渣 M0中，然后将该混合物沉积于带式过滤器上。带式过滤器的第一区域能够产生糖含量为27g/kg的浓缩液体J1。在该不符合本发明的实施例中，可以看出，对于秸秆基质而言，不可能在液体J1中获得50g/kg的糖的浓度。

Claims (15)

1.处理木质纤维素生物质的方法，所述方法至少包括以下步骤：
a. 通过至少一次蒸煮或水蒸气爆破操作对所述生物质进行预处理，以获得经预处理的基质，
其特征在于，所述方法还包括至少一个如下步骤：
b. 对在步骤a结束时或在步骤a之后处理所述基质的附加步骤结束时获得的经预处理的基质的至少一部分进行液/固分离，所述分离步骤包括两个连续的分步骤：
- 采用连续混合器(M)使用混合流体实施的接触固/液混合物的上游分步骤b1，任选地所述混合器之前存在泵，和
- 采用连续过滤器、特别是带式过滤器(F)使用洗涤流体实施的提取/洗涤的下游分步骤b2，以获得富含固体的固相和多个富含液体的液相，其中将提取自所述过滤器的液相作为混合流体在所述混合器的入口处至少部分地再循环。
2.根据前述权利要求的方法，其特征在于，所述连续过滤器在待分离的固/液混合物的循环和提取/洗涤流体之间逆流地运行。
3.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤b期间，对在步骤a结束时获得的经预处理的基质的第一部分实施固/液混合物的分离，在于对所述经预处理的基质的第二部分进行至少一个后续处理步骤，特别是水解，并且在于对步骤b中获得的富含固体的固相也进行至少一个后续处理步骤，特别是与对经预处理的基质的第二部分实施的相同的后续处理步骤。
4.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述方法包括对产生自预处理步骤a的经预处理的基质进行酶促水解以获得水解产物的步骤e，在于对在所述水解产物的至少一部分实施固/液分离b。
5.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，对在预处理步骤a结束时获得的经预处理的基质的至少一部分、特别是全部实施固/液分离b，以获得富含固体的固相，并且在于所述方法包括将所述富含固体的固相酶促水解以获得水解产物的步骤e。
6.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，产生自分离步骤b的富含液体的液相是糖液，并且在于所述方法还包括生产酶的步骤c和/或生产酵母的步骤d，并且在于将所述糖液中的至少一种用于所述酶的生产c或所述酵母的生产d。
7.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在预处理步骤a之后，所述方法还包括以下步骤：
e. 将经预处理的基质酶促水解，以获得包含固体物质和含糖液相的水解产物，
f. 将所述水解产物发酵，以获得发酵酒，
发酵步骤f可以继酶促水解步骤e之后或伴随酶促水解步骤e发生，
g. 将所述发酵酒分离/蒸馏，以获得醇、溶剂或其他生物基分子形式的蒸馏产物，以及酒糟，
对在水解步骤e和/或发酵步骤f和/或分离/蒸馏步骤g之后获得的产物的至少一部分实施步骤b。
8.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在分离步骤b中，在将提取/洗涤流体引入过滤器(F)之前将其加热和/或在将提取自过滤器的液相引入混合器中之前将其再循环，特别是至至少30℃、特别是不大于90℃、特别是40℃-80℃的温度。
9.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，在步骤b中，所述过滤器是带式过滤器(F)，其包括至少两个、特别是至少三个连续区域，其中在每个区域中取出液相。
10.根据前述权利要求的方法，其特征在于，将来自第一区域和/或第二区域的液相至少部分地再循环到步骤b的混合器(M)的入口中，并且在于将取自第三区域和/或最后一个区域的液相作为带式过滤器(F)的洗涤/提取流体至少部分地再循环。
11.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，分离步骤b1和分离步骤b2的操作参数可以根据固/液混合物的特性来选择，从而使得当对在获自预处理步骤a的经预处理的基质实施分离b时，从带式过滤器(F)提取产生的液相具有至少50g产物/kg、特别是至少50g糖/kg的浓度。
12.处理木质纤维素生物质的装置，其特征在于，所述装置至少包括：
- 一个经由至少一次蒸煮或水蒸气爆破操作对所述生物质进行预处理的区域，以获得经预处理的基质，
- 一个对在预处理区域的出口处或在预处理区域之后的所述基质的附加处理区域的出口处获得的经预处理的基质的至少一部分进行液/固分离的区域，所述分离区域包括两个串联的子区域：一个上游接触子区域，其包括使用混合流体的连续混合器(M)，任选地与上游泵相关联，和一个下游提取/洗涤子区域，其包括采用洗涤流体的连续过滤器、特别是带式过滤器(F)，所述过滤器优选在待分离的固/液混合物的循环和提取/洗涤流体之间逆流地运行，并且将通过所述过滤器提取的液相作为混合流体至少部分地再循环到所述混合器的入口中。
13.根据前述权利要求的处理装置，其特征在于，所述装置在所述分离区域中设置了：—所述过滤器(F)和所述混合器(M)之间的流体连接设备，以将通过所述过滤器提取的液相的至少一部分再循环到所述混合器的入口中，以及—流体连接设备，用于将提取自过滤器(F)的另一个液相作为所述过滤器的洗涤流体再循环。
14.根据权利要求12或权利要求13的处理装置，其特征在于，所述装置还包括酶生产区域和/或酵母生产区域，并且在于所述装置设置了将提取自带式过滤器的至少一个液相从分离区域转移至酶生产区域和/或酵母生产区域的设备，所述液相是糖液。
15.根据前述权利要求之一的方法或装置用于处理诸如木材、秸秆、农业残余物和所有专用能源作物、特别是一年生或多年生植物例如芒草的生物质以生产糖、生物燃料或生物基分子的用途。
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