由纤维素生物质生产乙醇和副产物的方法.pdf

1、10申请公布号CN102362029A43申请公布日20120222CN102362029ACN102362029A21申请号201080013087622申请日2010082461/236,34520090824USD21C1/0020060171申请人阿文戈亚生物能源新技术公司地址美国密苏里州72发明人QA源74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人张蓉珺林柏楠54发明名称由纤维素生物质生产乙醇和副产物的方法57摘要本发明一般涉及由纤维素生物质生产乙醇的工艺。本发明还涉及由纤维素生物质制备乙醇时生产各种副产物。本发明进一步涉及由纤维素生物质制备乙醇的一个或多个方面的改进，所述改进

2、包括例如，用于净化生物质原料的改进方法、改进的酸浸渍和改进的蒸汽处理或“蒸汽爆破”。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011092286PCT申请的申请数据PCT/US2010/0465612010082487PCT申请的公布数据WO2011/028554EN2011031051INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书24页说明书86页附图4页CN102362046A1/24页21一种预处理颗粒纤维素生物质原料的方法，所述方法包括从所述生物质原料中去除细颗粒部分，由此形成净化的颗粒生物质原料，其中所述净化的颗粒生物质原料具有按方案A所确定的小于001的酸中

3、和能力。2根据权利要求1所述的方法，其中所述净化的颗粒生物质原料具有按方案A所确定的小于约0009、小于约0008或小于约0007的酸中和能力。3根据权利要求1所述的方法，其中所述净化的颗粒生物质原料具有按方案A所确定的约00001到约001、约0001到约001、约0002到约001、约0003到约001、约00001到约0009或约00001到约0008的酸中和能力。4根据权利要求1所述的方法，其中所述细颗粒部分具有按方案A所确定的至少约0001、至少约0005或至少约001的酸中和能力。5根据权利要求1或2所述的方法，其中所述细颗粒部分具有按方案A所确定的如下酸中和能力，使得所述细颗粒部

4、分的酸中和能力与所述净化的生物质原料的酸中和能力之比为至少约051、至少约071、至少约091、至少约111、至少约131、或至少约151、至少约21。6根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述净化的颗粒生物质原料具有按方案A所确定的为所述生物质原料的酸中和能力的至多约90、至多约85、至多约80、至多约75或至多约70的酸中和能力。7一种预处理颗粒纤维素生物质原料的方法，所述方法包括从所述生物质原料中去除细颗粒部分，由此形成净化的颗粒生物质原料，其中所述净化的颗粒生物质原料具有按方案A所确定的为所述生物质原料的酸中和能力的至多约90的酸中和能力。8根据权利要求7所述的方法，其中所述净化

5、的颗粒生物质原料具有按方案A所确定的为所述生物质原料的酸中和能力的至多约85、至多约80、至多约75或至多约70的酸中和能力。9根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述净化的颗粒生物质原料具有按方案A所确定的为所述生物质原料的酸中和能力的至多65、至多约60、至多约55、至多约50或至多约45的酸中和能力。10根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述净化的颗粒生物质原料具有按方案A所确定的为所述生物质原料的酸中和能力的约10到约95、约10到约90、约10到约80、约20到约95、约20到约90、约20到约80、约30到约95、约30到约90、约30到约80、约40到约95、约40

6、到约90、约40到约80、约50到约95、约50到约90、约50到约80、约60到约95、约60到约90、约60到约80、约70到约95、约70到约90或约70到约80的酸中和能力。11一种预处理包含纤维素、半纤维素和木质素的颗粒纤维素生物质原料的方法，所述方法包括从所述颗粒生物质原料中去除细颗粒部分，由此形成净化的颗粒生物质原料；使所述净化的颗粒生物质原料与酸性液体介质在酸浸渍区中接触以形成酸浸渍的纤维素生物质原料，其中被引入到所述酸浸渍区的酸与所述净化的颗粒生物质原料的固体部分的重量比小于约0051；以及权利要求书CN102362029ACN102362046A2/24页3使所述酸浸渍的生

7、物质原料与水在高温和高压下在预处理区中接触，由此形成包含固体部分和液体部分的预处理的生物质原料，所述液体部分包含木糖，其中按方案B所确定的所述预处理的生物质原料液体部分的木糖含量相当于至少约70的收率基于所述颗粒生物质原料的半纤维素含量。12根据权利要求11所述的方法，其中按方案B所确定的所述预处理的生物质原料液体部分的所述木糖含量相当于至少约75、至少约80、至少约85或至少约90的收率基于所述颗粒生物质原料的半纤维素含量。13根据权利要求11所述的方法，其中按方案B所确定的所述预处理的生物质原料液体部分的所述木糖含量相当于约70到约95、约70到约90、约70到约85、约75到约95、约7

8、5到约90、约75到约85、约80到约95、约80到约95或约85到约95的收率基于所述颗粒生物质原料的半纤维素含量。14一种预处理包含纤维素、半纤维素和木质素的颗粒纤维素生物质原料的方法，所述方法包括从所述颗粒生物质原料中去除细颗粒部分，由此形成净化的颗粒生物质原料；使所述净化的颗粒生物质原料与酸性液体介质在酸浸渍区中接触以形成酸浸渍的纤维素生物质原料，其中被引入到所述酸浸渍区的酸与所述净化的颗粒生物质原料的固体部分的重量比小于约0051；以及使所述酸浸渍的生物质原料与水在高温和高压下在预处理区中接触，由此形成包含固体部分的预处理的生物质原料，所述固体部分包含纤维素；其中按方案C所确定的所述

9、预处理的生物质原料的纤维素消化率为至少约60。15根据权利要求14所述的方法，其中按方案C所确定的所述预处理的生物质原料的纤维素消化率为至少约70、至少约80或至少约90。16根据权利要求14所述的方法，其中按方案C所确定的所述预处理的生物质原料的纤维素消化率为约60到约95、约60到约90、约70到约95；约70到约90、约80到约95、约80到约90、约85到约95或约90到约95。17一种净化纤维素生物质原料的方法，所述方法包括从所述生物质原料中去除细颗粒部分，其中所述细颗粒部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量通过具有约美国第20号筛840M开口尺寸的筛，由此形

10、成具有所述生物质原料的灰分含量的至多约75的灰分含量的净化的生物质原料以干重计。18根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有为所述生物质原料的灰分含量的至多约70、至多约65、至多约60、至多约55、至多约50、至多约45或至多约40的灰分含量以干重计。19一种净化纤维素生物质原料的方法，所述方法包括从所述生物质原料中去除细颗粒部分，其中所述细颗粒部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量通过具有约美国第20号筛840M开口尺寸的筛，由此形成具有小于约8重量的灰分含量的净化的生物质原料以干重计。20一种净化包含灰分的纤维素生物质原料的方法，所述方

11、法包括从所述生物质原料中去除细颗粒部分，由此形成净化的生物质原料，其中所述细颗粒权利要求书CN102362029ACN102362046A3/24页4部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量通过具有约美国第20号筛840M开口尺寸的筛，所述净化的生物质原料的灰分包含酸溶性部分和酸不溶性部分，且所述酸溶性灰分部分构成所述净化的生物质原料的灰分的至少约30重量。21一种净化纤维素生物质原料的方法，所述方法包括从所述生物质原料中去除包含灰分的细颗粒部分，由此形成净化的生物质原料，其中所述细颗粒部分的灰分含量与所述生物质原料的灰分含量之比为至少约31。22根据权利要求1至21中任

12、一项所述的方法，其中所述细颗粒部分的灰分含量与所述生物质原料的灰分含量之比为至少约41、至少约51、至少约61、至少约71或至少约81。23一种净化纤维素生物质原料的方法，所述方法包括从所述生物质原料中去除细颗粒部分，由此形成净化的生物质原料，其中所述细颗粒部分的灰分含量与所述净化的生物质原料的灰分含量之比为至少约51。24根据权利要求1至权利要求23中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分的灰分含量与所述净化的生物质原料的灰分含量之比为至少约61、至少约71、至少约81、至少约91、至少约101、至少约111、至少约121、至少约131、至少约141或至少约151。25根据权利要求1至24中任

13、一项所述的方法，其中从所述生物质原料中去除所述细颗粒部分包括将所述生物质原料引入到包括至少一个分级筛的筛分离系统，由此回收在所述至少一个分级筛上的净化的生物质原料和已经通过所述至少一个分级筛的所述细颗粒部分。26根据权利要求25所述的方法，其中所述筛分离系统包括一个、两个、三个或四个分级筛。27根据权利要求25或26所述的方法，其中所述筛分离系统包括至少一个具有约美国第100号筛150M到约美国第20号筛840M开口尺寸的分级筛。28根据权利要求25至27中任一项所述的方法，其中所述筛分离系统包括至少一个具有约美国第20号筛840M开口尺寸的分级筛。29根据权利要求25至28中任一项所述的方法

14、，其中所述筛分离系统包括至少一个具有约美国第100号筛150M开口尺寸的分级筛。30根据权利要求25至29中任一项所述的方法，其中所述筛分离系统包括至少一个具有约美国第80号筛175M到约美国第60号筛250M开口尺寸的分级筛。31根据权利要求25至30中任一项所述的方法，其中所述筛分离系统包括至少一个具有约美国第60号筛250M开口尺寸的分级筛。32根据权利要求25至31中任一项所述的方法，其中所述筛分离系统包括至少一个具有约美国第80号筛175M开口尺寸的分级筛。33根据权利要求1至32中任一项所述的方法，进一步包括在污染物分离区从所述生物质原料中去除密度大的污染物部分。34根据权利要求3

15、3所述的方法，其中在从所述生物质原料中去除所述细颗粒部分之前，从所述生物质原料中去除所述密度大的污染物部分。35根据权利要求33或34所述的方法，其中所述密度大的污染物部分包含一种或多种权利要求书CN102362029ACN102362046A4/24页5选自以下的组分砾石、金属杂质和具有如下粒度分布的生物质原料颗粒，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量被保留在具有约05英寸127MM开口尺寸的筛上。36根据权利要求33至35中任一项所述的方法，其中所述污染物分离区包括空气分级器，其中使所述生物质原料与所述空气分级器中包含空气的气流接触。37根据权利要求35所述的方法，其中所述空气分级器选

16、自空气密度分离器、旋风分离器、下降床抽吸器和涡轮空气分级器。38根据权利要求36或37所述的方法，其中所述污染物分离区包括一系列空气分级器，并使生物质原料与所述系列空气分级器的每个中包含空气的气流接触，由此形成多个密度大的污染物部分和多个密度大的污染物减少的生物质原料部分。39根据权利要求38所述的方法，其中所述污染物分离区包括至少2个、至少3个或至少4个空气分级器。40根据权利要求33至37中任一项所述的方法，其中所述空气分级器还包括至少一个分级筛，由此回收I被保留在所述至少一个分级筛上的所述密度大的污染物部分、II已经通过所述至少一个分级筛的所述净化的生物质原料和III已经被夹带在所述气流

17、中离开所述空气分级器的所述细颗粒部分。41根据权利要求40所述的方法，其中所述空气分级器的所述至少一个分级筛具有至少约05英寸127MM的开口尺寸。42根据权利要求40所述的方法，其中所述空气分级器的所述至少一个分级筛具有约05英寸127MM到约1英寸254MM的开口尺寸。43根据权利要求33所述的方法，其中所述污染物分离区包括至少一个分级筛，由此回收在所述至少一个分级筛上的所述密度大的污染物部分和已经通过所述至少一个分级筛的密度大的污染物减少的所述生物质原料。44根据权利要求43所述的方法，其中所述污染物分离区的所述至少一个分级筛具有至少约05英寸127MM的开口尺寸。45根据权利要求43所

18、述的方法，其中所述污染物分离区的所述至少一个分级筛具有约05英寸127MM到约1英寸254MM的开口尺寸。46根据权利要求1至45中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括通过磁力分离从所述生物质原料中去除铁磁部分。47根据权利要求46所述的方法，其中在从所述生物质原料中去除所述细颗粒部分之前从所述生物质原料中去除所述铁磁部分。48根据权利要求33至47中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括通过磁力分离从密度大的污染物减少的所述生物质原料中去除铁磁部分。49根据权利要求1至48中任一项所述的方法，进一步包括在从所述生物质原料中去除所述细颗粒部分之前，减小所述生物质原料的粒度，由此生产包含具

19、有如下粒度分布的颗粒的颗粒生物质原料，所述粒度分布使得所述原料颗粒的至多约20重量到约40重量被保留在具有约美国第10号筛2000M开口的筛上。50根据权利要求49所述的方法，其中所述颗粒生物质原料包含具有如下粒度分布的颗粒，所述粒度分布使得所述原料颗粒的约60重量到80重量被保留在具有约美国第60号筛250M开口的筛上。权利要求书CN102362029ACN102362046A5/24页651根据权利要求1至50中任一项所述的方法，其中从所述生物质原料中去除所述细颗粒部分是在不添加洗涤水的情况下进行的。52根据权利要求1至51中任一项所述的方法，其中不使所述生物质原料与洗涤水接触。53根据权

20、利要求33至52中任一项所述的方法，其中从所述生物质原料中去除所述密度大的污染物部分是在不添加洗涤水的情况下进行的。54根据权利要求33至53中任一项所述的方法，其中不使所述密度大的污染物减少的生物质原料与洗涤水接触。55根据权利要求1至54中任一项所述的方法，其中所述生物质原料、净化的生物质原料和细颗粒部分的水分含量变化至多约5重量、至多约3重量或至多约1重量。56根据权利要求5至55中任一项所述的方法，其中所述净化的颗粒生物质原料具有按方案A所确定的小于约0009、小于约0008或小于约0007的酸中和能力。57根据权利要求1至56中任一项所述的方法，其中所述纤维素生物质原料具有小于约50

21、重量、小于约40重量、小于约30重量或小于约20重量的水分含量。58根据权利要求1至57中任一项所述的方法，其中所述纤维素生物质原料具有约10重量到约50重量的水分含量。59根据权利要求1至58中任一项所述的方法，其中所述生物质原料包括选自以下的非木质生物质玉米秸秆、麦秸、大麦秸、高粱、柳枝稷、芒草以及它们的组合。60根据权利要求1至59中任一项所述的方法，其中所述生物质原料包括玉米秸秆。61根据权利要求60所述的方法，其中所述玉米秸秆具有至少3重量的灰分含量。62根据权利要求60或61所述的方法，其中所述玉米秸秆具有约3重量到约10重量的灰分含量。63根据权利要求60至62中任一项所述的方法

22、，其中所述玉米秸秆具有至少约1重量、至少约3重量或至少约5重量的二氧化硅含量。64根据权利要求60至63中任一项所述的方法，其中所述玉米秸秆具有约1重量到7重量、约1重量到5重量或约3重量到5重量的二氧化硅含量。65根据权利要求60至64中任一项所述的方法，其中所述玉米秸秆具有约30重量到约40重量的纤维素含量。66根据权利要求60至65中任一项所述的方法，其中所述玉米秸秆具有约20重量到约30重量的半纤维素含量。67根据权利要求60至66中任一项所述的方法，其中所述玉米秸秆具有约15重量到约25重量的木质素含量。68根据权利要求60至67中任一项所述的方法，其中所述玉米秸秆的灰分包含酸溶性部

23、分和酸不溶性部分，所述酸溶性部分包含一种或多种选自以下的组分含钙组分、含镁组分、含钠组分、含钾组分、含磷组分、含铝组分以及它们的组合，且所述酸不溶性部分包含二氧化硅。69根据权利要求68所述的方法，其中所述酸溶性部分构成所述玉米秸秆的灰分的约35重量到约45重量。70根据权利要求68或69所述的方法，其中所述酸不溶性部分构成所述玉米秸秆的灰权利要求书CN102362029ACN102362046A6/24页7分的约55重量到约65重量。71根据权利要求1至70中任一项所述的方法，其中所述生物质原料包含麦秸。72根据权利要求71所述的方法，其中所述麦秸具有至少3重量的灰分含量。73根据权利要求7

24、1或72所述的方法，其中所述麦秸具有约3重量到约10重量的灰分。74根据权利要求71至73中任一项所述的方法，其中所述麦秸具有至少约1重量的二氧化硅含量。75根据权利要求71至74中任一项所述的方法，其中所述麦秸具有约1重量到7重量或约1重量到5重量的二氧化硅含量。76根据权利要求71至75中任一项所述的方法，其中所述麦秸具有约30重量到约45重量的纤维素含量。77根据权利要求71至76中任一项所述的方法，其中所述麦秸具有约20重量到约30重量的半纤维素含量。78根据权利要求71至77中任一项所述的方法，其中所述麦秸具有约15重量到约25重量的木质素含量。79根据权利要求71至78中任一项所述

25、的方法，其中所述麦秸的灰分包含酸溶性部分和酸不溶性部分，所述酸溶性部分包含一种或多种选自以下的组分含钙组分、含镁组分、含钠组分、含钾组分、含磷组分、含铝组分以及它们的组合，且所述酸不溶性部分包含二氧化硅。80根据权利要求79所述的方法，其中所述酸溶性部分构成所述麦秸的灰分的约35重量到约45重量。81根据权利要求79或80所述的方法，其中所述酸不溶性部分构成所述麦秸的灰分的约55重量到约65重量。82根据权利要求1至81中任一项所述的方法，其中所述生物质原料包含木质生物质。83根据权利要求82所述的方法，其中所述木质生物质具有小于约5重量或小于约2重量的灰分含量。84根据权利要求82或83所述

26、的方法，其中所述木质生物质具有约01重量到约5重量或约01重量到约2重量的灰分。85根据权利要求82至84中任一项所述的方法，其中所述木质生物质具有小于约02重量的二氧化硅含量。86根据权利要求82至85中任一项所述的方法，其中所述木质生物质具有约001重量到约02重量的二氧化硅含量。87根据权利要求82至86中任一项所述的方法，其中所述木质生物质具有约30重量到约55重量的纤维素含量。88根据权利要求82至87中任一项所述的方法，其中所述木质生物质具有约20重量到约35重量的半纤维素含量。89根据权利要求82至88中任一项所述的方法，其中所述木质生物质具有约15重量到约25重量的木质素含量。

27、90根据权利要求82至89中任一项所述的方法，其中包含木质生物质的所述生物质原权利要求书CN102362029ACN102362046A7/24页8料具有如下的粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约90重量被保留在具有约美国第60号筛250M开口尺寸的筛上。91根据权利要求82至90中任一项所述的方法，其中包含木质生物质的所述生物质原料具有如下的粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的约95重量到99重量被保留在具有约美国第60号筛250M开口尺寸的筛上。92根据权利要求1至91中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有小于约10重量的水分含量。93根据权利要求1至92中任一项所述的方法，其中

28、所述细颗粒部分具有约1重量到约10重量的水分含量。94根据权利要求1至93中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有至少约30重量、至少约40重量或至少约50重量的灰分含量。95根据权利要求1至94中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有约30重量到约80重量、约40重量到约70重量或约45重量到约60重量的灰分。96根据权利要求25至95中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分的灰分含量与所述生物质原料的灰分含量之比为至少约31、至少约41、至少约51、至少约61、至少约71或至少约81。97根据权利要求25至95中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分的灰分含量与所述净化的生物质原料的灰分含

29、量之比为至少约61、至少约71、至少约81、至少约91、至少约101、至少约111、至少约121、至少约131、至少约141或至少约151。98根据权利要求1至97中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有至少约30重量或至少约40重量的二氧化硅含量。99根据权利要求1至98中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有约30重量到约50重量或约40重量到约50重量的二氧化硅含量。100根据权利要求1至99中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有约10重量到约40重量的纤维素含量。101根据权利要求1至100中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有约10重量到约30重量的半纤维素含量。102根

30、据权利要求1至101中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有约5重量到约25重量的木质素含量。103根据权利要求1至102中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分的灰分包含酸溶性部分和酸不溶性部分，所述酸溶性部分包含一种或多种选自以下的组分含钙组分、含镁组分、含钠组分、含钾组分、含磷组分、含铝组分以及它们的组合，且所述酸不溶性部分包含二氧化硅。104根据权利要求103所述的方法，其中所述酸溶性部分构成所述细颗粒部分的灰分的约20重量到约40重量。105根据权利要求103或104所述的方法，其中所述酸不溶性部分构成所述细颗粒部分的灰分的约60重量到约80重量。106根据权利要求103至105中任

31、一项所述的方法，其中含钾组分构成所述细颗粒部权利要求书CN102362029ACN102362046A8/24页9分的酸溶性部分的至少约30重量或约35重量到约45重量。107根据权利要求103至106中任一项所述的方法，其中二氧化硅构成所述细颗粒部分的酸不溶性部分的至少约90重量或约95重量到约99重量。108根据权利要求1至107中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量被具有约美国第20号筛840M开口尺寸的筛保留。109根据权利要求1至108中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95

32、重量通过具有约美国第100号筛150M到约美国第20号筛840M开口尺寸的筛。110根据权利要求1至109中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的约90重量到约95重量通过具有约美国第60号筛250M开口尺寸的筛。111根据权利要求1至110中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量通过具有约美国第60号筛250M开口尺寸的筛。112根据权利要求1至111中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量通过具有约美国第80号筛175M开口尺寸的筛。11

33、3根据权利要求1至112中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量通过具有约美国第80号筛175M到约美国第60号筛250M开口尺寸的筛。114根据权利要求1至113中任一项所述的方法，其中所述细颗粒部分具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量通过具有约美国第100号筛150M开口尺寸的筛。115根据权利要求1至16以及19至114中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有为所述生物质原料的灰分含量的至多约75、至多约70、至多约65、至多约60、至多约55、至多约50、至多约45或至多约40的灰分含量以干重计。11

34、6根据权利要求1至115中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有小于约10重量的水分含量。117根据权利要求1至116中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有约1重量到约10重量的水分含量。118根据权利要求1至18以及20至117中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有小于约10重量、小于约9重量或小于约8重量的灰分含量。119根据权利要求1至118中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有小于约7重量、小于约6重量、小于约5重量、小于约4重量、小于约3重量、小于约2重量或小于约1重量的灰分含量。120根据权利要求1至119中任一项所述的方法，其中所述净化的生物

35、质原料具有约01重量到约10重量、约01重量到约8重量、约01重量到约7重量、约01重量到约6重量或约01重量到约5重量的灰分含量。权利要求书CN102362029ACN102362046A9/24页10121根据权利要求1至120中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有约30重量到约60重量的纤维素含量。122根据权利要求1至121中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有约20重量到约40重量的半纤维素含量。123根据权利要求1至122中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有约10重量到约25重量的木质素含量。124根据权利要求1至123中任一项所述的方法，其中所述净

36、化的生物质原料的灰分包含酸溶性部分和酸不溶性部分，所述酸溶性部分包含一种或多种选自以下的组分含钙组分、含镁组分、含钠组分、含钾组分、含磷组分、含铝组分以及它们的组合，且所述酸不溶性部分包含二氧化硅。125根据权利要求124所述的方法，其中所述酸溶性部分构成所述净化的生物质原料的灰分的至少约30重量、至少约35重量或至少约40重量。126根据权利要求124所述的方法，其中所述酸溶性部分构成所述净化的生物质原料的灰分的约35重量到约45重量。127根据权利要求1至126中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的至少约95重量被保留在具有约美国第60号筛

37、250M开口尺寸的筛上。128根据权利要求1至126中任一项所述的方法，其中所述净化的生物质原料具有如下粒度分布，所述粒度分布使得所述颗粒的约95重量到99重量被保留在具有约美国第60号筛250M开口尺寸的筛上。129根据权利要求1至128中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括使所述纤维素生物质原料与酸性液体介质在酸浸渍区中接触以形成酸浸渍的纤维素生物质原料。130根据权利要求129所述的方法，其中所述酸性液体介质具有小于约5重量、小于约4重量、小于约3重量、小于约2重量、小于约1重量、小于约075重量或小于约05重量的酸浓度。131根据权利要求129或130所述的方法，其中所述酸性液体介

38、质具有约01重量到约4重量、约01重量到约3重量、约02重量到约45重量、约05重量到约2重量或约05重量到约1重量、约07重量到约35重量、约05重量到约3重量、约10重量到约30重量或约20重量到约25重量的酸浓度。132根据权利要求129至131中任一项所述的方法，其中所述酸性液体介质包括选自以下的酸盐酸、硫酸、亚硫酸、二氧化硫、硝酸以及它们的组合。133根据权利要求132所述的方法，其中所述酸是硫酸。134根据权利要求129至131中任一项所述的方法，其中所述酸性液体介质还包括表面活性剂湿润剂。135根据权利要求134所述的方法，其中所述表面活性剂湿润剂是非离子型表面活性剂。136根据

39、权利要求129至1350中任一项所述的方法，其中所述酸浸渍的纤维素生物质原料含有以水计小于50重量的含水液体。137根据权利要求129至136中任一项所述的方法，其中所述酸浸渍的原料具有至少权利要求书CN102362029ACN102362046A10/24页11约25重量、至少约30重量、至少约40重量或至少约50重量的总固体含量。138根据权利要求129至137中任一项所述的方法，其中所述酸浸渍的原料具有至少约60重量、至少约70重量或至少约80重量的总固体含量。139根据权利要求129至138中任一项所述的方法，其中所述酸浸渍的原料具有约25重量到约90重量、约25重量到约80重量、约3

40、0重量到约90重量、约30重量到约80重量、约40重量到约90重量、约40重量到约80重量、约50重量到约90重量、约50重量到约80重量、约60重量到约90重量或约60重量到约80重量的总固体含量。140根据权利要求129至139中任一项所述的方法，其中使所述净化的生物质原料与所述酸性液体介质在至少约75、至少约100、至少约125、至少约150、至少约175或至少约200的温度下接触。141根据权利要求129至140中任一项所述的方法，其中使所述净化的生物质原料与所述酸性液体介质在约100到约200或约125到约175的温度下接触。142根据权利要求129至141中任一项所述的方法，其中使

41、所述净化的生物质原料与所述酸性液体介质接触至少约1分钟、至少约2分钟、至少约3分钟、至少约5分钟、至少约10分钟或至少约15分钟。143根据权利要求129至141中任一项所述的方法，其中使所述净化的生物质原料与所述酸性液体介质接触约1分钟到约120分钟、约1分钟到约60分钟、约2分钟到约30分钟、约5分钟到约30分钟或约10分钟到约20分钟。144根据权利要求129至143中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括搅拌所述酸浸渍的原料。145根据权利要求144所述的方法，其中搅拌所述酸浸渍的原料将所述酸性液体介质分布在所述纤维素生物质原料内并使所述原料的颗粒相互摩擦接触。146根据权利要求14

42、4或145所述的方法，其中搅拌所述原料约01到约10分钟或约2到约5分钟。147根据权利要求144至146中任一项所述的方法，其中搅拌所述酸浸渍的原料是利用约2KWH/吨生物质到约10KWH/吨生物质、约3KWH/吨生物质到约8KWH/吨生物质或约4KWH/吨生物质到约6KWH/吨生物质的能量输入进行的。148根据权利要求144至147中任一项所述的方法，其中搅拌所述酸浸渍的原料减小了酸浸渍的原料纤维的平均粒度。149根据权利要求144至148中任一项所述的方法，其中搅拌所述酸浸渍的原料分解所述纤维素半纤维素木质素复合物以提高所述纤维素用于酶水解的可利用度。150根据权利要求144至149中任

43、一项所述的方法，其中搅拌所述酸浸渍的原料提高包含在其中的所述半纤维素和纤维素的生物利用度，而不会使所述纤维按其长度测量降解超过10。151根据权利要求129至150中任一项所述的方法，其中所述使所述纤维素生物质原料与酸性液体介质接触包括将酸性液体介质喷射到所述纤维素生物质原料上以形成酸浸渍的纤维素生物质原料。152根据权利要求129至151中任一项所述的方法，其中酸性液体介质与所述纤维权利要求书CN102362029ACN102362046A11/24页12素生物质原料的固体含量的重量比为至多约31、至多约21、至多约11或至多约051。153根据权利要求129至152中任一项所述的方法，其中

44、使所述酸性液体介质与纤维素生物质原料以约051到约41、约051到约31、11到约31、约051到约21的重量比接触。154根据权利要求129至153中任一项所述的方法，其中酸与所述酸浸渍的纤维素生物质原料的固体的重量比小于约0051。155根据权利要求129至154中任一项所述的方法，其中酸与所述酸浸渍的纤维素生物质原料的固体的重量比小于约00451、小于约0041、小于约00351、小于约0031、小于约00251或小于约0021。156根据权利要求129至155中任一项所述的方法，其中酸与所述酸浸渍的纤维素生物质原料的固体的重量比为约0011到约0051、约0011到约00451、约00

45、11到约0041、约0021到约0041、约0021到约0041、约0011约00351、约0021到约00351、约0011到约0031、约0021到约0031、约0011到约00251或约0011到约0021。157根据权利要求129至156中任一项所述的方法，其中被引入到所述酸浸渍区的酸性液体介质与所述纤维素生物质原料的固体含量的重量比为至多约111，且所述酸性液体介质具有小于约4重量的酸浓度。158根据权利要求129至157中任一项所述的方法，其中所述酸浸渍的生物质原料具有至少25重量的总固体含量和小于约4重量的酸浓度。159根据权利要求129至158中任一项所述的方法，其中I所述生物

46、质原料具有至少约80重量的总固体含量；II所述酸性液体介质具有小于约4重量的酸浓度；III酸与所述生物质原料的干固体的重量比为至多约0041；且IV所述酸浸渍的生物质原料具有至少20重量的总固体含量。160根据权利要求129至159中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括使所述酸浸渍的生物质原料与水在高温和高压下在预处理区中接触，由此形成预处理的生物质原料。161根据权利要求160所述的方法，其中使所述酸浸渍的生物质原料与水在高温和高压下在预处理区中接触形成包含固体部分和液体部分的预处理的生物质原料，所述液体部分包含半纤维素衍生的可发酵糖，其中所述预处理的生物质原料液体部分的半纤维素衍生的可

47、发酵糖的含量相当于所述颗粒生物质原料的所述半纤维素含量的至少约70的收率以所述颗粒生物质原料的半纤维素含量计。162根据权利要求160所述的方法，其中在含蒸汽相的接触区内使所述酸浸渍的生物质原料与水在高温下在所述预处理区中接触约1到约120分钟，其中水蒸汽的分压为至少约55PSIG。163根据权利要求162所述的方法，其中水蒸汽的分压为至少约75PSIG、至少约100PSIG或至少约150PSIG。164根据权利要求162所述的方法，其中水蒸汽的分压为约55到约250PSIG、约权利要求书CN102362029ACN102362046A12/24页13100PSIG到约250PSIG、约120

48、PSIG到约240PSIG或约150PSIG到约200PSIG。165根据权利要求162至164中任一项所述的方法，其中使所述酸浸渍的纤维素生物质原料与水接触约1到约60分钟、约1到约30分钟、约1到约20分钟、约1到约10分钟、约2到约6分钟或约3到约5分钟。166根据权利要求160所述的方法，其中在含蒸汽相的接触区内使所述酸浸渍的纤维素生物质原料与水在高温下接触以溶解半纤维素并产生所述酸浸渍的原料的挥发部分，其中水蒸汽的分压为至少约55PSIG；以及以能有效控制所述接触区中的压力的速率从所述接触区中释放至少一部分所述的挥发部分。167根据权利要求166所述的方法，其中所述挥发部分包含乙酸、糠醛、羟甲基糠醛、可冷凝的气体或它们的组合。168根据权利要求160至167中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括将包含纤维素的所述预处理的纤维素生物质原料引入到纤维素水解区，其中使纤维素与酶接触，且纤维素被酶水解以产生包含水相的纤维素水解产物浆料，所述水相包含纤维素衍生的可发酵糖。16