JP2013539976A - リグノセルロース系バイオマスの前処理流から糖を回収する方法 - Google Patents

Abstract

本方法は、リグノセルロース系バイオマス原料を前処理するためのものであり、リグノセルロース系バイオマス原料を浸漬ステップであって、浸漬バイオマスが自由液体との混合物として存在し、自由液体がグルコース、キシロース及びそれらの各オリゴマーからなる群から選択される少なくとも１つの溶解化合物を含むステップと、浸漬バイオマスと自由液体の混合物を洗浄ステップであって、グルコース、キシロース及びそれらの各オリゴマーからなる群から選択される少なくとも１つの溶解化合物を含む自由液体の少なくとも一部を浸漬バイオマスから分離して、浸漬洗浄バイオマス及び少なくとも１つの自由液体流を生じさせるステップと、浸漬バイオマスを圧縮して放出液体を生じさせるステップと、放出液体を浸漬バイオマスから分離するステップと、放出液体の少なくとも一部を自由液体から分離された状態に維持するステップとを含む。
【選択図】図１

Description

水蒸気爆発の前のリグノセルロース系バイオマスの独立した前処理は、当技術分野で公知である。特許文献１は、加水分解を受ける原料を受け入れる第１の加圧反応器；第１の加圧反応器の原料排出ポートへの第１の加圧連結器を有する密封装置、及び第２の加圧反応器への第２の加圧連結器；第１の加圧反応器並びに密封及び抽出装置の少なくとも１つにおける原料から抽出された溶解ヘミセルロース系材料を含む液体の排液管；その中で原料の細胞に水を注入する第１の加圧反応器中の圧力より実質的に大きい圧力で密封装置から加圧原料を受け入れる第２の加圧反応器アセンブリ；並びに原料が水蒸気爆発反応を受けるように第２の加圧反応器から排出される原料の圧力を急速に開放する第２の加圧反応器アセンブリの下流の膨張装置を含む、セルロース系バイオマス原料を前処理する方法を開示している。

特許文献１の図及び実施形態はすべて、水蒸気爆発反応の前に発生するすべての液体抽出流の組合せを開示している。

国際特許公開第２００９／１０８７７３号

これらの構成及び実施形態は、すべての流れの組合せを教示しているが、特許文献１は、流れの分離を利用する設計を開示していないため、別個の流れを利用する改善された設計が必要である。

本明細書において、リグノセルロース系バイオマス原料を浸漬するステップであって、浸漬バイオマスが自由液体との混合物として存在し、自由液体がグルコース、キシロース及びそれらの各オリゴマーからなる群から選択される少なくとも１つの溶解化合物を含むステップと、前記浸漬バイオマスと前記自由液体の前記混合物を洗浄するステップであって、グルコース、キシロース及びそれらの各オリゴマーからなる群から選択される少なくとも１つの溶解化合物を含む前記自由液体の少なくとも一部を前記浸漬バイオマスから分離して、浸漬洗浄バイオマス及び少なくとも１つの自由液体流を生じさせるステップと、前記浸漬バイオマスを圧縮して放出液体を生じさせるステップと、前記放出液体を前記浸漬バイオマスから分離するステップと、前記放出液体の少なくとも一部を前記自由液体から分離された状態に維持するステップとを含む、リグノセルロース系バイオマス原料を前処理する方法を開示する。本明細書において用いる場合、「自由液体」という表現における「液体」という語は、蒸気及び／又は液体状態で存在し得る物質を意味する。

前記浸漬するステップを浸漬反応器中で行い、前記放出液体の少なくとも一部を前記浸漬反応器に導入することをさらに開示する。

バイオマス原料中の液体の量プラス加えられた液体の量と乾燥物質の量との比が０．５：１〜１０：１、０．５：１〜５：１、０．８：１〜１０：１、１：１〜１０：１及び１：１〜５：１の範囲内にあり得ることも開示する。

除去された自由液体の重量と除去された圧縮液体の量との比が１：１〜５：１、１．５：１〜４：１及び２：１〜４：１の範囲内にあり得ることをさらに開示する。

前記浸漬バイオマスからの前記自由液体の一部の分離を前記押圧ステップの前に複数の位置で実施すること及び複数の洗浄ステップが存在し得ることをさらに開示する。

前記圧縮ステップの圧縮比が１．５〜１０の範囲内にあることをさらに開示する。

浸漬を少なくとも１．５バールの圧力及び少なくともセ氏１１０度の温度で実施して、前記浸漬バイオマスを得ることも開示する。

本発明の実施形態の１つの概略図である。

この方法の原料は、リグノセルロース系バイオマスである。リグノセルロース系材料は、次のように述べることができる。デンプンを別として、植物バイオマス中の３つの主要な成分は、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンであり、これらは、一般的に総称により、リグノセルロースと呼ばれる。総称としての多糖含有バイオマスは、デンプン及びリグノセルロース系バイオマスの両方を含む。したがって、前処理用のある種の原料は、植物バイオマス、多糖含有バイオマス及びリグノセルロース系バイオマスであり得る。

バイオマスが多糖含有バイオマスであり、それがリグノセルロース系である場合、リグノセルロース系内容物の構造が酵素により高度に接触できるようにし、同時に酢酸、フルフラール及びヒドロキシメチルフルフラールなどの有害な阻害性副生成物の濃度を実質的に低く維持することを確実にするために前処理がしばしば用いられる。

本発明による多糖含有バイオマスは、例えば、デンプン並びに精製デンプン、セルロース及びヘミセルロースの形態のポリマー糖を含有する任意の材料を含む。

本発明による前処理及びそれに続く析出用の関連する種類のバイオマスは、例えば：デンプン、例えば、デンプン含有穀物及び精製デンプン；わら、例えば、イネ、コムギ、ライムギ、オートムギ、オオムギ、ナタネ、モロコシの茎、バガス；軟材、例えば、オウシュウアカマツ（Ｐｉｎｕｓ ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）、ラジアータマツ（Ｐｉｎｕｓ ｒａｄｉａｔｅ）；硬材、例えば、ヤナギ属種、ユーカリ属種；塊茎、例えば、ビート、ジャガイモ；例えば、イネ、コムギ、ライムギ、オートムギ、オオムギ、ナタネ、モロコシ及びコーンの穀物などの農作物由来のバイオマス；古紙、バイオガス処理からの繊維画分、堆肥、アブラヤシ処理の残留物、都市固体廃棄物などを含み得る。

リグノセルロース系バイオマス原料は、好ましくは通常草（ｇｒａｓｓ）と呼ばれる科からのものである。厳密な名称は、顕花植物のユリ綱（単子葉類）のイネ科又は禾本科として公知の科である。この科の植物は、草、又はそれらを他のイネ科草本と区別するために、イネ科植物（ｔｒｕｅ ｇｒａｓｓ）と通常呼ばれる。竹も含まれる。草の約６００の属及び９，０００〜１０，０００又はそれ以上の種が存在する（世界草種のＫｅｗ指数）。

イネ科は、全世界で生育する主食穀物及び穀物、芝及び禾本科作物並びに竹を含む。イネ科は、一般的に、葉が生ずる稈に沿ったある間隔をおいた節と呼ばれる箇所で塞がれている（固体）稈と呼ばれる中空の茎を有する。草の葉は、通常、互生、対生（１つの面内）又はまれにらせん形であり、平行脈を有する。各葉は、一定の距離にわたり幹を抱く下葉鞘（ｌｏｗｅｒ ｓｈｅａｔｈ）及び通常完全な縁を有する葉身に分化する。多くの草の葉身は、草食動物を阻止する助けとなるシリカフィトリスにより硬化する。一部の草（刀状の葉を持つ草など）では、これにより、葉身の縁がヒト皮膚を切るのに十分に鋭利になる。葉舌と呼ばれる膜状付属体又はふさ毛（ｆｒｉｎｇｅ ｏｆ ｈａｉｒｓ）が葉鞘と葉身の間の接合点にあり、水又は昆虫が葉鞘に侵入するのを防いでいる。

草の葉は、葉身の基部において成長するものであって、伸びた茎の先端からではない。この低い成長点は、草食動物に対応して発達し、草が植物体の重大な損傷を伴うことなく食され、定期的に刈り取られることを可能にする。

イネ科の花は、小穂に特徴的に配列し、各小穂は、１つ又は複数の小筒花を有する（小穂は、穂又は下穂にさらに分類される）。小穂は、頴と呼ばれる、基部の２つ（又は時としてより少ない）の苞葉とそれに続く１つ又は複数の小筒花からなっている。小筒花は、花頴（外部のもの）及び内花頴（内部）と呼ばれる２つの苞葉によって囲まれた花からなっている。花は、通常、両性花（トウモロコシ（雌雄同株）は例外である）であり、受粉は、ほぼ常に風媒である。花被は、拡大し収縮して花頴と内花頴を広げる鱗被と呼ばれる２つの殻に変形する。これらは、変形がく片であると一般的に解釈されている。

イネ科の果実は、種皮が果実壁に融合し、したがって、それから分離しない（トウモロコシ穀粒におけるように）、頴果である。

草には成長習性の３つの一般的な分類があり、束タイプ（叢生とも呼ぶ）、ほふく性及び根茎性である。

草の成功は、一部はそれらの形態及び成長過程に、一部はそれらの生理学的多様性にある。草の大部分は、炭素固定化のＣ３及びＣ４光合成経路を用いて２つの生理学的群に分けられる。Ｃ４草は、暑い気候及び低二酸化炭素大気にそれらを特に順応させる特殊化Ｋｒａｎｚ葉解剖学に関連する光合成経路を有する。

Ｃ３草は、「寒地型牧草」と呼ばれるが、Ｃ４植物は、「暖地型草」とみなされる。草は、一年生又は多年生であり得る。一年生寒地型の例は、コムギ、ライムギ、イチゴツナギ属の各種の草（一年生の牧草（ａｎｎｕａｌ ｍｅａｄｏｗｇｒａｓｓ）、ポアナ（Ｐｏａ ａｎｎｕａ）及びオートムギ）である。多年生寒地型の例は、オーチャードグラス（カモガヤ、ダクチリス・グロメラータ（Ｄａｃｔｙｌｉｓ ｇｌｏｍｅｒａｔａ））、フェスキュ（フェスク属種）、ナガハグサ及びホソムギ（ロリウム・ペレネ（Ｌｏｌｉｕｍ ｐｅｒｅｎｎｅ））である。一年生暖地型の例は、コーン、スーダングラス及びパールミレットである。多年生暖地型の例は、ビッグブルーステム、インディアングラス、ギョウギシバ及びスイッチグラスである。

イネ科の１つの分類では、１２の亜科が認められる。これらは、１）アノモクロア亜種（Ａｎｏｍｏｃｈｌｏｏｉｄｅａｅ）：２つの属（アノモクロア、Ｓｔｒｅｐｔｏｃｈａｅｔａ）を含む広葉草の小系統、２）ファロア亜科（Ｐｈａｒｏｉｄｅａｅ）：ファルス（Ｐｈａｒｕｓ）及びレプタスピス（Ｌｅｐｔａｓｐｉｓ）を含む３つの属を含む草の小系統、３）プエリア亜科（Ｐｕｅｌｉｏｉｄｅａｅ）：アフリカ属プエリア（Ｐｕｅｌｉａ）を含む小系統、４）コムギ、オオムギ、オートムギ、ブロムグラス（Ｂｒｏｎｎｕｓ）及びヨシ（ノガリヤス属）を含むイチゴツナギ亜科（Ｐｏｏｉｄｅａｅ）、５）タケを含むタケ亜科（Ｂａｍｂｕｓｏｉｄｅａｅ）、６）イネ及び野生イネを含むエールハルタ亜科（Ｅｈｒｈａｒｔｏｉｄｅａｅ）、７）ダンチク及びアシを含むダンチク亜科（Ａｒｕｎｄｉｎｏｉｄｅａｅ）、８）ラッパグサ亜科（Ｃｅｎｔｏｔｈｅｃｏｉｄｅａｅ）：時としてキビ亜科（Ｐａｎｉｃｏｉｄｅａｅ）に含まれる１１の属の小亜科、９）カゼクサ（スズメガヤ属、テフを含む約３５０種）、ドロップシード（ネズミノオ属、約１６０種）、シコクビエ（Ｅｌｅｕｓｉｎｅ ｃｏｒａｃａｎａ（Ｌ．）Ｇａｅｒｔｎ．）及びムーリーグラス（ネズミガヤ属、約１７５種）を含むヒゲシバ亜科（Ｃｈｌｏｒｉｄｏｉｄｅａｅ）、１０）パニックグラス、トウモロコシ、モロコシ、サトウキビ、大部分のキビ、フォニオ及びブルーステムグラスを含むキビ亜科、１１）ミクライロア亜科（Ｍｉｃｒａｉｒｏｉｄｅａｅ）、１２）パンパスグラスを含むダンソニオダ亜科（Ｄａｎｔｈｏｎｉｏｄｉｅａｅ）であり、約５００種の草の属であるイチゴツナギ属については、両半球の温帯地域に固有のものである。

それらの可食種子のために生育させる農業用草本は、穀草類と呼ばれる。３種の一般的な穀草は、イネ、コムギ及びトウモロコシ（コーン）である。すべての作物のうち、７０％が草である。

サトウキビは、砂糖の生産の主要な供給源である。草は、建設に用いられる。竹製の足場は、鋼鉄製足場を破壊するような台風の強風に耐えることができる。より大きい竹及びダンチク（Ａｒｕｎｄｏ ｄｏｎａｘ）は、材木と同様な方法で用いることができる頑丈な稈を有し、草の根は、芝土家屋の芝土を安定化する。アシは、木管楽器のリードを作るために用いられ、竹は、数えきれない器具に用いられている。

したがって、好ましいリグノセルロース系バイオマスは、草からなる群から選択される。代わりになるべきものとして述べると、好ましいリグノセルロース系バイオマスは、イネ又は禾本科に属する植物からなる群から選択される。他の好ましいリグノセルロース系バイオマスは、少なくとも５重量％のセルロースとしてのその乾燥物質、又はより好ましくは少なくとも１０重量％のセルロースとしてのその乾燥物質を有する当バイオマスである。

方法は、図１を参照することにより本明細書に記述する。原料中に少なくとも５重量％、より好ましくは少なくとも１０重量％の乾燥物質のセルロースを含むべきであるリグノセルロース系バイオマス原料は、Ｓ_１により浸漬反応器に入る。水蒸気は、選択される過酷さによって０．５ｋｇ水蒸気／１ｋｇバイオマス原料から１０ｋｇ水蒸気／１ｋｇバイオマス原料の具体例としての率で浸漬反応器に加える。浸漬反応器（第１の加圧反応器）は、水蒸気の存在下でバイオマスを再び所望の過酷さによって約３０分間から３時間又はより長時間にわたり保持する。浸漬温度は、１１０℃から１９０℃の範囲又はさらにより高い温度（ただし、収穫逓減を伴う）であり得る。浸漬後、固体／液体／水蒸気混合物を固体流Ｓ_２により一般的に浸漬反応器と同じ圧力で傾斜反応器中に排出させる。図１に示すように、排出スクリューから流出する自由液体流Ｌ_１が存在する。排出スクリューは、固体バイオマスに対してある程度の圧縮をもたらすので、この流れＬ_１は、若干の放出液体も含み得る。固体バイオマスは、傾斜反応器を上方に運ばれ、冷却凝縮物又は添加水は、固体流と向流で流れ、自由液体流Ｌ_２により除去される。

自由液体又は自由水は、固体塊を圧縮せずに、スクリーニング、ろ過、重力流により除去することができる水又は液体を意味する。自由液体流は、圧縮による放出液体を含まないことが必ずしも必要ではないが、自由液体流の少なくとも５０％は、自由液体（複数も可）である。好ましくは、自由液体流は、５重量％以下の放出液体を有する。自由液体は、酢酸、グルコース、キシロース及びそれらの可溶性オリゴマーを含む、加水分解リグノセルロース系バイオマスの可溶性生成物も含む。

放出液体という語句は、通常他の溶解物質を含む水である、この液体が、一般的に空隙部分に結合している通常水である液体を絞り出す又は放出させるように浸漬バイオマスを押圧、圧搾又は別の方法で圧縮することにより浸漬バイオマスから放出されたことを意味する。これは、ろ紙、遠心分離、ロール又は圧縮スクリュー（ただし、これらに限定されない）により達成することができる。

図１に示すように、自由液体流Ｌ_１及びＬ_２は、貯蔵タンク１へのＨ_１に併合される。１つの自由液体流のみが存在した場合、Ｌ_２とＨ_１は同じとなる。

傾斜反応器から出た後、固体バイオマスは、水蒸気爆発に備えて、流れＳ_３により圧縮域に通される。水蒸気爆発は、圧縮域を通過した後に起こる。圧縮域は、一般的に固体を圧縮し、固体を流れＳ_４により、水蒸気爆発固体が生成する水蒸気爆発に移動させ、固体流Ｓ_５により次の単位操作に通すための装置を有する。

発見されたことは、表１に示すように、洗浄済み固体を押圧又は圧縮することにより得られた少なくとも５０％の放出液体、好ましくは５重量％未満の自由液体を含む液体流である、放出液体流Ｌ_３が驚くべきことに後の発酵工程に有用な糖又は化合物を実質的に含まないが、遊離酢酸及び酢酸に変換することができるアセチルを合わせたものであるアセチルを一貫した量で有することである。同様に、グルカンは、グルコース並びにグルコオリゴマー及びグルコポリマー、すなわち、セルロースを合わせたものである。キシランは、キシロース並びにキシロオリゴマー及びキシロポリマー、すなわち、ヘミセルロースを合わせたものである。

圧縮ステップにおける圧縮の量は、浸漬洗浄バイオマスに加えられた圧縮比として表され、好ましくは１．５〜１０の範囲にあり、１．５〜５がより好ましい。

したがって、放出液体流Ｌ_３の除去は、それ自体有利である。しかし、その酢酸含量のため、固体バイオマスを押圧又は圧縮することにより得られた放出液体流Ｌ_３の少なくとも一部を浸漬反応器にリサイクルすることができ、これにより、浸漬ステップにおいて起こる加水分解が自己加水分解プロセスから酸加水分解に転換される。この場合、酸は、リグノセルロース系バイオマスに由来する。そのような酸加水分解の利点は、硫酸などの後に除去するのに問題となる添加酸化合物が存在しないことである。

放出液体流は、フルフラールなどの特定の望ましくない化合物を除去するために浸漬反応器に導入する前に処理することもできる。該流れを濃縮し、方法にさらに用いることもできる。又は、酢酸を該流れから回収することができる。

表１においてわかるように、Ｈ_１として捕捉された自由液体流Ｌ_１及びＬ_２は、放出液体流Ｌ_３と比べて高い量の糖を含んでおり、流れ又は固体流と再結合させたものに含まれる糖の１つ又は複数の特定の処理に流すことができる。

したがって、本方法は、少なくとも１．５バール、最大２０バールの範囲の圧力及び少なくとも１１０℃の温度でリグノセルロース系バイオマス原料を浸漬するステップと、浸漬バイオマスを洗浄するステップであって、酢酸、グルコース、キシロース及びそれらの可溶性オリゴマーからなる群から選択される少なくとも１つの溶解化合物を含む、自由液体の少なくとも一部を分離するステップと、浸漬バイオマスを圧縮するステップとを含み、浸漬洗浄原料に加えられる圧縮により放出液体が生じ、放出液体を浸漬バイオマスから分離し、放出液体の少なくとも一部は、自由液体と組合せ又は混合しない、リグノセルロース系バイオマス原料を前処理する方法と述べることができる。

表１に詳述するように、放出液体は、実質的に糖を含まず、放出液体の少なくとも一部は、リグノセルロース系バイオマス原料とともに浸漬反応器に加えることができる。前述のように、放出液体流は、ある程度の自由液体をその中に含み得る。しかし、圧縮ステップに自由液体が入らないように、自由液体の分離ができる限り完全であることが好ましい。自由液体が入らないとは、圧縮ステップに入る自由液体が放出液体の量より少ない、好ましくは自由液体の量の５％未満であることを意味する。

浸漬済み、洗浄済みの圧縮されたバイオマスに８バールから２５．５バールの範囲の圧力をかけ、原料が水蒸気爆発反応を受けるように原料の圧力を急速に開放する、下流の膨張装置に原料を送るさらなるステップが存在し得る。

本方法は、洗浄を、浸漬ステップの凝縮水蒸気からの液体によってのみ又は少なくとも一部行うことをさらに特徴とすることができる。これは、凝縮物が上部で凝縮し、傾斜反応器を上方に移動する固体浸漬バイオマスの流れに対向して流れるように傾斜反応器中で材料を冷却することにより行うことができよう。所望の場合、押圧ステップの前のいずれかの段階で浸漬バイオマスを洗浄するために追加の液体を加えることもできよう。

液体の除去は、フィルター、スクリーンにより又は水平反応器さえも行うことができるので、傾斜反応器は必要ではない。好ましくは、反応器は、浸漬バイオマス固体を反応器を通して持ち上げる又は進ませるためのスクリュー又は他の機構を有する。

通常水である自由液体は、もし分離を圧縮ステップの前に行い、放出液体中に実質的に全く糖が存在しないように十分な量の自由液体を分離するならば、１つの位置又は複数の位置で浸漬バイオマスから分離することができる。放出液体中に実質的に全く糖が存在しないということは、放出液体が０．１重量％未満の溶解グルコース、キシロース及びそれらの各オリゴマーを有することを意味し、０．０５％がより好ましく、０．０２５％が最も好ましい。

プロセスを制御する１つの方法は、押圧ステップの前に工程から出る液体の量を制御することであることは、当業者には明らかであるはずである。押圧ステップの前に除去される液体の量を制御し、工程に入る全液体（例えば、バイオマス中の液体、水蒸気、洗浄液）の量を知ることにより、定義により、押圧ステップで必然的に除去される液体の量を制御する。その理由は、除去される液体が以前に除去されなかった過剰な液体又は自由液体及び押圧液体の追加を含むからである。圧縮ステップに入る自由液体の量は最小限であるはずであると考えられる。その理由は、自由液体が糖を含む可能性があり、圧縮からの放出液体が実質的に全く糖を含まないからである。

表１から、液体の量（この場合、原料中の水プラス加えた水の量）と原料中の乾燥物質の量との比が０．５：１〜１０：１の範囲にあり得、０．５：１〜５：１が好ましい範囲であり、０．８：１〜１０：１がより好ましく、１：１〜１０：１が好ましい範囲であり、１：１〜５：１が最も好ましいことがわかる。比が高いほど、より多くの液体を除去し、処理しなければならない。

表１から、分離された自由液体の量（重量）と分離された放出液体の量との比が１：１〜５：１、より好ましくは１．５：１〜４：１の範囲内にあり、２：１〜４：１が最も好ましいことがわかる。これらの量は、水を試料から蒸発させた後に残る量である、流れ中の乾燥物質を含まない。

この方法は、回分又は連続法として実施することができる。

組成の特性は、標準的分析法により測定された。その前の手順は以下の通りである。

バイオマス中の構造炭水化物及びリグニンの測定
実験室分析手順書（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）（ＬＡＰ）、発行日２００８年４月２５日
２００８年４月に改訂された技術報告書ＮＲＥＬ／ＴＰ−５１０−４２６１８。

バイオマス中の抽出成分の測定
実験室分析手順書（ＬＡＰ）、発行日２００５年７月１７日
技術報告書ＮＲＥＬ／ＴＰ−５１０−４２６１９ ２００８年１月。

組成の分析用の試料の調製
実験室分析手順書（ＬＡＰ）、発行日２００５年９月２８日
技術報告書ＮＲＥＬ／ＴＰ−５１０−４２６２０ ２００８年１月。

バイオマス中の総固体及び液体工程試料中の総溶解固体の測定
実験室分析手順書（ＬＡＰ）、発行日２００８年３月３１日
技術報告書ＮＲＥＬ／ＴＰ−５１０−４２６２１ ２００８年３月に改訂。

バイオマスの灰の測定
実験室分析手順書（ＬＡＰ）、発行日２００５年７月１７日
技術報告書ＮＲＥＬ／ＴＰ−５１０−４２６２２ ２００８年１月。

液体分留工程試料中の糖、副生成物及び分解生成物の測定
実験室分析手順書（ＬＡＰ）、発行日２００６年１２月８日
技術報告書ＮＲＥＬ／ＴＰ−５１０−４２６２３ ２００８年１月。

前処理済みバイオマス材料中の不溶性固体の測定
実験室分析手順書（ＬＡＰ）、発行日２００８年３月２１日
技術報告書ＮＲＥＬ／ＴＰ−５１０−４２６２７ ２００８年３月。

特許請求の範囲が本明細書の実施形態に限定されないが、発明者は、当業者によりなされた変形形態に対する権利が与えられることは、明らかである。

Claims (14)

1. リグノセルロース系バイオマス原料の前処理の方法であって、
   Ａ）リグノセルロース系バイオマス原料を浸漬するステップであって、浸漬バイオマスが、物質の蒸気及び液体状態で存在し得る自由液体との混合物として存在し、自由液体が、グルコース、キシロース及びそれらの各オリゴマーからなる群から選択される少なくとも１つの溶解化合物を含むステップと、
   Ｂ）前記浸漬バイオマスと前記自由液体の前記混合物を洗浄するステップであって、グルコース、キシロース及びそれらの各オリゴマーからなる群から選択される少なくとも１つの溶解化合物を含む前記自由液体の少なくとも一部を前記浸漬バイオマスから分離して、浸漬洗浄バイオマス及び少なくとも１つの自由液体流を生じさせるステップと、
   Ｃ）前記浸漬バイオマスを、圧縮比で圧縮し、前記放出液体を生じさせるステップと、
   Ｄ）前記放出液体を前記浸漬バイオマスから分離するステップと、
   Ｅ）前記放出液体の少なくとも一部を前記自由液体から分離された状態に維持するステップと
   を含む、
   方法。
2. 前記浸漬するステップを浸漬反応器中で行い、前記放出液体の少なくとも一部を前記浸漬反応器に導入する、請求項１に記載の方法。
3. バイオマス原料中の液体の量プラス加えられた液体の量と乾燥物質の量との比が０．５：１〜１０：１の範囲内にある、請求項１または２に記載の方法。
4. バイオマス原料中の液体の量プラス加えられた液体の量と乾燥物質の量との比が０．５：１〜５：１の範囲内にある、請求項１または２に記載の方法。
5. バイオマス原料中の液体の量プラス加えられた液体の量と乾燥物質の量との比が０．８：１〜１０：１の範囲内にある、請求項１または２に記載の方法。
6. バイオマス原料中の液体の量プラス加えられた液体の量と乾燥物質の量との比が１：１〜１０：１の範囲内にある、請求項１または２に記載の方法。
7. バイオマス原料中の液体の量プラス加えられた液体の量と乾燥物質の量との比が１：１〜５：１の範囲内にある、請求項１または２に記載の方法。
8. 前記除去された自由液体の重量と前記除去された圧縮液体の量との比が１：１〜５：１の範囲にある、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
9. 前記除去された自由液体の重量と前記除去された圧縮液体の量との比が１．５：１〜４：１の範囲にある、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
10. 前記除去された自由液体の重量と前記除去された圧縮液体の量との比が２：１〜４：１の範囲にある、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
11. 前記浸漬バイオマスからの前記自由液体の一部の分離が前記圧縮ステップの前に複数の位置で実施される、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
12. 前記圧縮ステップの前に複数の洗浄ステップが存在する、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法。
13. 前記圧縮比が１．５〜１０の範囲内にある、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
14. 前記浸漬するステップを少なくとも１．５バールの圧力及び少なくともセ氏１１０度の温度で実施して前記浸漬バイオマスを得る、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の方法。

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