CN108603208A - 用于酶水解的方法和设备，液体成分和固体成分 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于酶水解的方法和设备，其中植物基原料通过酶进行水解。将植物基原料(1)进料至第一酶水解阶段(2)，使植物基原料(1)在至少两个酶水解阶段(2,4)中水解，在每个酶水解阶段(2,4)之后，在固液分离阶段(7a,7b)中将包含碳水化合物的液体成分(5a,5b)与固体成分(6a,6b)分离，将固体成分(6a)供应至下一个酶水解阶段(4)，固体成分在其中进行处理，在最后一个固液分离阶段(7b)后回收固体成分(6b)。本发明还涉及所述液体成分和固体成分以及它们的应用。
Description
技术领域
本发明涉及用于酶水解的方法和设备。本发明还涉及液体成分和固体成分以及它们的应用。
背景技术
已经知道由不同原料(例如生物质)形成碳水化合物和木质素的不同方法。许多生物炼制方法(例如水解)在对生物质处理后产生木质素和糖。已经知道在生物炼制方法使用酶水解。
发明目的
本发明的一个目的是改善酶水解。另一个目的是提供进行酶水解的新方法。另一个目的是产生与酶水解有关的液体成分和固体成分。
发明内容
用于酶水解的方法的特征如权利要求1所述。
用于酶水解的设备的特征如权利要求15所述。
液体成分的特征如权利要求21所述。
固体成分的特征如权利要求22所述。
液体成分的应用如权利要求23所述。
固体成分的应用如权利要求24所述。
附图简要说明
包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图构成说明书的一部分，举例说明本发明的一些实施方式，与说明书一起帮助解释本发明的原理。在附图中：
图1是说明根据一个实施方式的方法的流程图，
图2是说明根据另一个实施方式的方法的流程图，
图3显示依据一个方法实施方式进行的一个实例的结果，
图4显示依据一个方法实施方式进行的一个实例的结果，
图5显示依据一个方法实施方式进行的一个实例的结果，
图6显示依据一个方法实施方式进行的一个实例的结果，
图7显示依据一个方法实施方式进行的一个实例的结果，和
图8显示依据一个方法实施方式进行的一个实例的结果。
具体实施方式
在用于酶水解的方法中，基于植物的原料，优选基于纤维素的材料，通过酶进行水解。在该方法中，将植物基原料(1)进料至第一酶水解阶段(2)，并且植物基原料(1)在至少两个酶水解阶段(2,4)中水解。在每个酶水解阶段(2,4)之后，在固液分离阶段(7a,7b)中将包含碳水化合物的液体成分(5a,5b)与固体成分(6a,6b)分离，将固体成分(6a)供给下一个酶水解阶段(4)，在该酶水解阶段(4)中对固体成分进行处理，在最后一个固液分离阶段(7b)(例如最终或完成的固液分离阶段)之后回收固体成分(6b)。优选地，包含固体的固体成分(6a,6b)和液体成分(5a,5b)从固液分离阶段(7a,7b)供出。
该方法的一个实施方式如图1所示。该方法的另一个实施方式如图2所示。
该设备包括：至少两个酶水解阶段(2,4)，植物基原料(1)在所述阶段中水解；在每个酶水解阶段(2,4)之后的至少两个固液分离阶段(7a,7b)，液体成分(5a,5b)与固体成分(6a,6b)在其中分离；至少一个进料装置，用于将植物基原料(1)进料到至少第一酶水解阶段(2)。在第一酶水解阶段(2)之后的酶水解阶段(4)被安排来处理在固液分离阶段(7a)中分离的固体成分(6a)。
在一个实施方式中，所述方法和设备包括两个酶水解阶段。在一个实施方式中，所述方法和设备包括不止两个酶水解阶段。
本发明是基于有效的酶水解。在一种方法中，可以除去抑制剂，优选除去来自纤维素基材料的抑制剂。根据一个实例，抑制剂可以属于由可溶性木质素、有机酸、溶解盐、葡萄糖、木糖、低聚物或其他抑制剂或它们的组合所组成的组。同时，可以改善液体成分和固体成分的回收，并且可以形成包含木质素的更纯的固体成分。
在本文中，酶水解表示任何酶水解。在一个实施方式中，酶水解是碳水化合物(例如纤维素)的酶水解。
在本文中，液体成分(5a,5b)是指液体滤液，其主要包含可溶性碳水化合物，并且与固体成分分离。在优选的实施方式中，液体成分包括碳水化合物，优选C6碳水化合物(C6H12O6或C6(H2O)n)。此外，液体成分可包括C5碳水化合物(C5H10O5或C5(H2O)n)。液体成分可包含碳水化合物，例如单糖(C6H12O6或C5H10O5)，二糖(C12H22O11)，低聚糖和/或多糖((C6H10O5)n或(C5H8O4)n)。在一个实施方式中，液体成分包含可溶性C5和C6碳水化合物和其他碳水化合物。在一个实施方式中，液体成分包含可溶性C5碳水化合物和其他碳水化合物。在一个实施方式中，液体成分包含可溶性C6碳水化合物和其他碳水化合物。液体成分还可包含其它组分。
在本文中，当液体成分已经与固体成分分离时，固体成分(6a,6b)是指包含固体的任何固体成分，例如固体材料，诸如固体饼块，高稠度浆液，附聚物等。在一个优选的实施方式中，固体成分包含木质素。此外，固体成分包含碳水化合物，例如固体C6碳水化合物(C6H12O6或C6(H2O)n)。固体成分也可包含其它碳水化合物和其它组分。
在本文中，植物基原料(1)表示任何植物基原料，例如木基原料和/或其它植物基材料。优选地，植物基原料是纤维素基材料。植物基原料包括木质素、纤维素和半纤维素。在一个实施方式中，植物基原料由选自下组的材料形成：木基材料，木材，木质纤维素生物质，农业残余物，蔗渣基材料，甘蔗渣，玉米基材料，玉米秸秆，小麦秸秆，水稻秸秆，木质生物质，多年生木本植物，维管束植物等等，以及它们的混合物和它们的组合。在一个实施方式中，植物基原料包括木基材料或包含木基材料的混合物。在一个实施方式中，植物基原料是木基材料或包含木基材料的混合物。在一个实施方式中，木基材料选自硬木、软木或它们的组合。在一个实施方式中，植物基原料包括植物碎片，例如木片。
在一个实施方式中，植物基原料(1)包括碳水化合物和木质素。优选地，碳水化合物为Cn(H2O)n或Cn(H2O)n-1。碳水化合物可包括单糖(C6H12O6或C5H10O5)，二糖(C12H22O11)，低聚糖和/或多糖((C6H10O5)n或(C5H8O4)n)。优选地，植物基原料包括碳水化合物，例如可溶性碳水化合物，诸如C5碳水化合物(C5H10O5或C5(H2O)n)，和固体碳水化合物，诸如C6碳水化合物(C6H12O6或C6(H2O)n)。
植物基原料(1)可含有一种或多种材料组分。优选地，植物基原料为包含液体(例如水)的悬浮液形式。优选地，对植物基原料进行处理以溶解半纤维素。
在一个实施方式中，植物基原料(1)已经经过预处理，优选通过合适的预处理进行。预处理阶段(10)可以选自下组：物理预处理，例如研磨，挤出，微波预处理，超声预处理和冷冻预处理，化学预处理，例如酸预处理，碱预处理，离子液体预处理，有机溶剂预处理和臭氧分解，物理-化学预处理，例如蒸汽***预处理、氨纤维***预处理、CO2***预处理、液体热水预处理和湿式氧化，生物预处理和它们的组合。在一个实施方式中，植物基原料通过以下水解进行处理，例如酸水解，自动水解，热水解，超临界水解和/或亚临界水解，其中至少一部分的木质素随水解从原料中分离。在一个实施方式中，植物基原料通过蒸汽***进行处理，其中半纤维素被处理，其中至少一部分的半纤维素多糖通过水解降解为单糖和低聚糖，并且其中压力被迅速释放。在一个实施方式中，植物基原料通过水解和蒸汽***在一个或多个步骤中进行处理。在一个实施方式中，植物基原料通过催化预处理(例如使用酸或碱作为催化剂)进行处理。
在预处理阶段(10)中，植物基原料进入进行预处理的反应器装置中。植物基原料可以通过一种或多种预处理进行处理。然后可以将经过处理的植物基原料(1)直接或通过中间步骤或通过中间储存提供给酶水解阶段(2)。此外，在一个实施方式中，植物基原料可以在一个或两个或更多个阶段中被脱水(例如，利用脱水压机)和/或被洗涤。脱水使分离糖基物流成为可能。
在一个实施方式中，用液体或蒸汽稀释植物基原料(1)，形成供应到第一酶水解阶段(2)的进料，所述液体优选为水，例如淡水或再循环的工艺用水(例如来自木质素纯化过程)。优选地，将植物基原料稀释到合适的固体含量。稀释水可以在酶水解阶段之前添加，例如在混合阶段中或在混合阶段之前添加。在一个实施方式中，植物基原料进入酶水解阶段的进料浓度为2-60重量％(TS，总固体，在105℃)，优选为4-40重量％(TS，总固体，在105℃)，更优选为10-30重量％(TS，总固体，在105℃)。
在一个实施方式中，用任何合适的进料装置，例如泵(诸如单泵或柱塞泵或其它合适的泵)将植物基原料(1)进料到酶水解阶段(2,4)中。进料装置的选择是基于例如植物基原料的进料浓度和/或粘度。
在一个实施方式中，酶水解过程是连续过程。在一个实施方式中，酶水解过程是间歇过程。在一个实施方式中，将植物基原料(1)作为均匀流进料至酶水解阶段(2)。在一个实施方式中，将固体成分(6a)作为均匀流供应至下一个酶水解阶段(4)。在一个实施方式中，将植物基原料(1)逐步或逐渐地进料到酶水解阶段(2)，以供给比酶水解阶段中的材料稠度更高的材料。在一个实施方式中，将固体成分(6a)逐步或逐渐地供应到下一个酶水解阶段(4)，以供给比酶水解阶段中的材料稠度更高的材料。
在一个实施方式中，第一酶水解阶段(2)的停留时间低于48小时，在一个实施方式中低于36小时，在一个实施方式中低于24小时，在一个实施方式中低于12小时。在一个实施方式中，第一酶水解阶段的停留时间超过2小时，在一个实施方式中超过4小时，在一个实施方式中超过6小时，在一个实施方式中超过8小时。在一个实施方式中，第一酶水解阶段的停留时间为2-48小时，在一个实施方式中为4-36小时，在一个实施方式中为6-24小时，在一个实施方式中为8-12小时。
在一个实施方式中，在第一酶水解阶段(2)中，植物基原料(1)的稠度低于40％，在一个实施方式中低于30％，在一个实施方式中低于25％TS(总固体，在105℃)。在一个实施方式中，在第一酶水解阶段中，植物基原料的稠度超过4％，在一个实施方式中超过10％，在一个实施方式中超过15％，TS(在105℃)。在一个实施方式中，在第一酶水解阶段中，植物基原料的稠度为4-40％TS(在105℃)，在一个实施方式中为10-30％TS(在105℃)，在一个实施方式中为15-25％TS(在105℃)。在一个实施方式中，在第一酶水解阶段中，植物基原料的稠度为4-10％TS(在105℃)。
在一个实施方式中，固体成分(6a)在与该酶水解阶段相关的位置和/或在供应给下一个酶水解(4)之前用液体或蒸汽进行稀释，所述液体优选为水，例如淡水或再循环的工艺用水(例如来自木质素纯化过程)。优选地，将固体成分稀释到合适的固体含量。稀释水可以在酶水解阶段之前添加，例如在混合阶段中或在混合阶段之前添加。在一个实施方式中，通过稀释液体的温度调节第二或任何之后的酶水解阶段(4)的温度。在一个实施方式中，将固体成分(6a)在不稀释的情况下供应到下一个酶水解(4)。
在一个实施方式中，第二或任何之后的酶水解阶段(4)的停留时间低于72小时，在一个实施方式中低于56小时，在一个实施方式中低于50小时，在一个实施方式中低于49小时，在一个实施方式中低于48小时，在一个实施方式中低于36小时。在一个实施方式中，第二或任何之后的酶水解阶段的停留时间超过6小时，在一个实施方式中超过12小时，在一个实施方式中超过18小时，在一个实施方式中超过20小时，在一个实施方式中超过22小时，在一个实施方式中超过24小时。在一个实施方式中，第二或任何之后的酶水解阶段的停留时间为6-72小时，在一个实施方式中为12-56小时，在一个实施方式中为18-50小时，在一个实施方式中为20-49小时，在一个实施方式中为22-48小时，在一个实施方式中为24-36小时。在一个实施方式中，第二酶水解阶段(4)的停留时间低于72小时，在一个实施方式中低于56小时，在一个实施方式中低于50小时，在一个实施方式中低于49小时，在一个实施方式中低于48小时，和在一个实施方式中低于36小时。在一个实施方式中，第二酶水解阶段的停留时间超过6小时，在一个实施方式中超过12小时，在一个实施方式中超过18小时，在一个实施方式中超过20小时，在一个实施方式中超过22小时，在一个实施方式中超过24小时。在一个实施方式中，第二酶水解阶段的停留时间为6-72小时。
在一个实施方式中，第一酶水解阶段(2)的停留时间比第二或任何之后的酶水解阶段(4)的停留时间短。根据一个实例，第一酶水解阶段(2)的停留时间为8-12小时，第二或任何之后的酶水解阶段(4)的停留时间为24-48小时。
在一个实施方式中，第一酶水解阶段(2)和之后的酶水解阶段(4)的总停留时间超过24小时，在一个实施方式中超过36小时，在一个实施方式中超过48小时，在一个实施方式中超过56小时，在一个实施方式中超过72小时，在一个实施方式中超过80小时。
在一个实施方式中，所述方法、设备或工艺包括至少三个酶水解阶段，其中第一酶水解阶段较短，中间的一个或多个酶水解阶段较长，最后一个酶水解阶段很长。根据一个实例，第一酶水解阶段的停留时间为4-36小时，在一个实施方式中为6-24小时，在一个实施方式中为8-12小时，中间的一个或多个酶水解阶段的停留时间为6-72小时，在一个实施方式中为12-56小时，在一个实施方式中为18-50小时，在一个实施方式中为22-48小时，在一个实施方式中为24-36小时，最后一个酶水解阶段的停留时间为30-100小时。在一个实施方式中，第一酶水解阶段的停留时间比中间的一个或多个酶水解阶段的停留时间短，并且最后一个酶水解阶段的停留时间至少与第一酶水解阶段的停留时间一样长。在一个实施方式中，第一酶水解阶段的停留时间比中间的一个或多个酶水解阶段的停留时间短，并且最后一个酶水解阶段的停留时间比第一酶水解阶段的停留时间更长。在一个实施方式中，第一酶水解阶段的停留时间比中间的一个或多个酶水解阶段的停留时间短，并且最后一个酶水解阶段的停留时间与第一酶水解阶段的停留时间在相同的水平上，例如最后一个酶水解阶段的停留时间基本上与第一酶水解阶段的停留时间一样长。在一个实施方式中，所述方法或工艺包括至少三个酶水解阶段，其中第一酶水解阶段较短，中间的一个或多个酶水解阶段较长，最后一个酶水解阶段较短。根据一个实例，第一酶水解阶段的停留时间为4-36小时，在一个实施方式中为6-24小时，在一个实施方式中为8-12小时，中间的一个或多个酶水解阶段的停留时间为6-72小时，在一个实施方式中为12-56小时，在一个实施方式中为18-50小时，在一个实施方式中为22-48小时，在一个实施方式中为24-36小时，最后一个酶水解阶段的停留时间为4-36小时，在一个实施方式中为6-24小时，在一个实施方式中为8-12小时。在一个实施方式中，至少第二酶水解阶段的停留时间比第一酶水解阶段的停留时间长。在一个实施方式中，最后一个酶水解阶段是长的，例如，30-100小时。在一个实施方式中，最后一个酶水解阶段的停留时间取决于最后一个酶水解阶段中活性酶的量。在一个实施方式中，最后一个酶水解阶段在没有添加酶的情况下进行。在一个实施方式中，将酶加入最后一个酶水解阶段中。在一个实施方式中，固体成分(例如木质素)的纯化在最后一个酶水解阶段中进行。在一个实施方式中，在最后一个酶水解阶段之后，固体成分(6b)中碳水化合物的量低于15重量％，优选低于10重量％，更优选低于5重量％。
在一个酶水解过程中，第一酶水解阶段的停留时间可以比第二或任何之后的酶水解阶段的停留时间长。
在一个实施方式中，在第二或任何之后的酶水解阶段(4)中，固体成分(6a)的稠度低于40％，在一个实施方式中低于30％，TS(总固体，在105℃)。在一个实施方式中，在第二或任何之后的酶水解阶段中，固体成分(6a)的稠度超过10％，在一个实施方式中超过20％，TS(在105℃)。在一个实施方式中，在第二或任何之后的酶水解阶段中，固体成分(6a)的稠度为10-40％，在一个实施方式中为20-30％，TS(在105℃)。在一个实施方式中，在第二酶水解阶段(4)中，固体成分(6a)的稠度低于40％，在一个实施方式中低于30％，TS(总固体，在105℃)。在一个实施方式中，在第二酶水解阶段中，固体成分(6a)的稠度超过10％，在一个实施方式中超过20％，TS(在105℃)。在一个实施方式中，在第二酶水解阶段中，固体成分(6a)的稠度为10-40％，在一个实施方式中为20-30％，TS(在105℃)。
在一个实施方式中，第二或任何之后的酶水解阶段(4)中的稠度高于第一酶水解阶段(2)中的稠度。
在一个实施方式中，在第二或任何之后的酶水解阶段(4)之前，对植物基原料(1)进行处理，使得固体成分(6a)含有超过80％的细小固体颗粒，其是通过光学测量装置(例如Metso FS5)确定的小于0.2mm的纤维状的或难以定义的颗粒。在一个实施方式中，固体成分(6a)包含超过85％、在一个实施方式中超过90％、在一个实施方式中超过92％、在一个实施方式中超过94％的细小固体颗粒，其是小于0.2mm(由Metso FS5确定)的纤维状的或难以定义的颗粒。在一个实施方式中，在第二或任何之后的酶水解阶段(4)之前，对植物基原料(1)进行处理，使得固体成分(6a)包含具有由Coulter LS230确定的18–300μm之间的粒度模式的细小固体颗粒。在一个实施方式中，固体成分(6a)包含具有由Coulter LS230确定的19–200μm、在一个实施方式中20–150μm、在一个实施方式中20–120μm、在一个实施方式中21–75μm的粒度模式的细小固体颗粒。在一个实施方式中，在第二或任何之后的酶水解阶段(4)之前，对植物基原料(1)进行处理，使得固体成分(6a)的粘度低于18000mPas，该粘度是利用布氏(Brookfield)粘度装置，在45℃、10rpm、心轴类型“叶片”的条件下，在15％干物质含量下测得的。在一个实施方式中，固体成分(6a)的粘度低于18000mPas，在一个实施方式中低于13000mPas，在一个实施方式中低于10000mPas，在一个实施方式中低于8000mPas，所述粘度是在15％干物质含量下，通过布氏粘度装置在45℃、10rpm和心轴类型“叶片(Vane)”条件下测得的。可以对植物基原料(1)进行预处理，以及/或者可以根据专利申请PCT/FI2016/050075或PCT/FI2016/050076测定固体成分(6a)的粒度和粘度。
在一个实施方式中，该方法包括至少一个与酶水解阶段(2,4)相关的混合阶段(11,12)，例如，在酶水解阶段之前或在酶水解阶段中或在酶水解期间。在一个实施方式中，该方法包括与第一酶水解阶段相关的混合阶段。在一个实施方式中，该方法包括与第一酶水解阶段后的酶水解阶段相关的混合阶段，例如，与第二酶水解阶段相关或与第二酶水解阶段后的任何酶水解阶段相关。在一个实施方式中，该方法包括与任何所需的酶水解阶段相关的混合阶段。优选地，混合是在混合过程中存在足够的剪切力以将液体和固体混合成均匀混合物的一种混合处理。此外，可以通过有效混合使固体崩解。固体颗粒会崩解，导致更高的比表面积。在一个实施方式中，在混合阶段期间材料温度可以增加5-15℃。在一个实施方式中，该设备包括至少一个混合装置，该混合装置可选自下组：混合器，螺杆混合器，泵，其他合适的装置或它们的组合。
在一个实施方式中，在酶水解阶段(2,4)之前，例如在混合阶段中或在混合阶段之前，或在酶水解阶段期间，调节pH。在一个实施方式中，pH为3-8，在一个实施方式中为3.5-7，在一个实施方式中为4-6。在一个实施方式中，调节pH使得pH有利于该方法中使用的酶。
在一个实施方式中，在第一酶水解阶段(2)之后进行脱水。
优选地，该方法包括在每个酶水解阶段(2,4)之后的固液分离阶段(7a,7b)。在一个实施方式中，该设备包括至少一个固液分离装置。在一个实施方式中，该设备包括不止一个固液分离装置。在一个实施方式中，每个固液分离阶段(7a,7b)包括至少一个固液分离装置。在一个实施方式中，固液分离阶段(7a,7b)包括不止一个固液分离装置。在一个实施方式中，每个固液分离阶段(7a,7b)包括一个固液分离装置。在一个实施方式中，在不止一个固液分离阶段(7a,7b)中，利用一个固液分离装置将液体成分(5a,5b)与固体成分(6a,6b)分离。在一个实施方式中，一个固液分离装置可用于一个或多个固液分离阶段(7a,7b)。在一个实施方式中，一个固液分离装置可用于不止一个固液分离阶段(7a,7b)。在一个实施方式中，分离装置包括一个或多个分离步骤，例如分离段。
固液分离阶段可包括一个或多个分离步骤。在一个实施方式中，固液分离阶段包括不同的过程，这些过程可在一个或多个分离步骤中进行。在一个实施方式中，在一个步骤中分离液体成分。或者，在不止一个步骤中分离液体成分。在一个实施方式中，在每个分离步骤中分离液体成分。
优选地，固液分离阶段(7a,7b)包括将液体成分(5a,5b)与固体(如固体成分(6a,6b))分离。在一个实施方式中，利用过滤、离心处理或它们的组合进行液体成分(5a,5b)与固体成分(6a,6b)分离。在一个实施方式中，通过加压、负压或超压进行过滤。
在一个实施方式中，固液分离装置是基于逆流洗涤。在一个实施方式中，固液分离装置选自下组：过滤装置，真空过滤装置，压滤机，带式压滤机，离心装置和它们的组合。在一个实施方式中，固液分离装置选自下组：压滤装置，真空过滤装置，基于负压的过滤装置，基于超压的过滤装置，压滤机，其它合适的压机，离心装置和它们的组合。在一个实施方式中，固液分离装置是压滤装置，真空过滤装置，基于负压的过滤装置或基于超压的过滤装置。在一个实施方式中，固液分离装置是带式压滤机、双网压滤机(twin wire press)或离心机。或者，固液分离装置可以是另一个使用少量洗涤水且洗涤在高干物质含量下进行的洗涤装置。这样可以实现良好的回收。或者，固液分离装置可以是任何合适的分离装置。
在一个实施方式中，固液分离阶段(7a,7b)包括过滤，其中液体成分(5a,5b)以液体形式分离，形成固体材料。优选地，在过滤中施加压力。在一个实施方式中，通过压力差(例如利用真空或超压)分离液体。在一个实施方式中，固液分离阶段包括洗涤，其中使用少量净水进行置换洗涤，以除去固体成分(6a,6b)中大部分的糖、抑制剂和其它可溶性化合物，提供可溶性化合物的高回收。优选地，洗涤水与固体的比例低于6，优选低于3，更优选低于1.5。在一个实施方式中，固液分离阶段(7a,7b)包括过滤和洗涤。优选地，可用少量净水实现液相中可溶性材料的高浓度和回收。此外，可以实现具有少量可溶性化合物的固体成分，或基本上不含可溶性化合物的固体成分，或可溶性化合物贫乏的固体成分。
在一个实施方式中，通过加压过滤分离液体成分(5a,5b)。在一个实施方式中，设备包括至少一个压滤装置作为固液分离装置。
在不同的固液分离阶段中，分离可利用类似或不同的分离方法或分离装置进行。
在一个实施方式中，该设备包括用于将中间产物(3,8)从酶水解阶段(2,4)供应到固液分离阶段(7a,7b)的装置。在一个实施方式中，用于供应中间产物(3,8)的装置选自下组：输送机、螺杆、带、泵、管、软管、管道、导管、通道、出口、其他合适的进料装置以及它们的组合。
在一个实施方式中，该设备包括用于将固体成分(6a)供应至下一个酶水解阶段(4)的装置。在一个实施方式中，用于供应固体成分的装置选自下组：输送机、螺杆、带、泵、管、软管、管道、导管、通道、出口、其他合适的进料装置以及它们的组合。
在一个实施方式中，酶水解阶段(2,4)包括酶水解在其中进行的反应器、容器、罐、其他合适的装置或它们的组合。
在一个实施方式中，该设备包括用于在最后一个固液分离阶段(7b)之后回收固体成分(6b)的装置。在一个实施方式中，用于回收固体成分的装置选自下组：组件、出口、输送机、螺杆、带、管、软管、管道、排出口、排出阀、排出通道、导管、其他合适的装置以及它们的组合。
在一个实施方式中，在每个固液分离阶段(7a,7b)之后回收液体成分(5a,5b)。在一个实施方式中，该设备包括用于在每个固液分离阶段(7a,7b)之后回收液体成分(5a,5b)的装置。在一个实施方式中，用于回收液体成分的装置选自下组：组件、出口、管、软管、管道、排出口、排出阀、排出通道、导管、其他合适的装置以及它们的组合。
在一个实施方式中，酶在第二或任何之后的酶水解阶段(4)中加入。在一个实施方式中，酶与酶水解阶段(4)相关地加入，例如在酶水解阶段之前或在酶水解期间加入。在一个实施方式中，酶在混合阶段中或在混合阶段之前加入。在一个实施方案中，该设备包括用于添加酶的添加装置。
在一个实施方式中，在第二或任何之后的酶水解阶段(4)中不添加酶。在一个实施方式中，第二或任何之后的酶水解阶段(4)在没有添加酶的情况下进行。令人惊讶地观察到，可以在没有酶添加的情况下引发第二或任何之后的酶水解，并且使酶水解进行。此外，已经观察到酶进入固体成分，并且先前酶水解阶段(2)中的酶可以与固体成分一起提供给下一个酶水解阶段(4)。在一个实施方式中，选择酶以使酶对固体具有粘附能力。在一个实施方式中，在混合过程中使得再循环的酶活化。
在一个实施方式中，通过该方法形成液体成分(5a,5b)。在一个实施方式中，在第一酶水解阶段(2)之后，液体成分(5a)包含可溶性C5和C6碳水化合物。在一个实施方式中，在第二或任何之后的酶水解阶段(4)之后，液体成分(5b)包含可溶性C6碳水化合物。在第二或任何之后的酶水解阶段之后，液体成分(5b)也可包含C5碳水化合物，优选低于20重量％、更优选低于10重量％、最优选低于5重量％的碳水化合物。优选地，液体成分(5a,5b)可包含其它单糖、二糖、低聚糖和/或多糖。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)包含半乳糖、葡萄糖、甘露糖、***糖、木糖、葡糖醛酸和半乳糖醛酸。优选地，液体成分(5a,5b)为溶液形式。
在一个实施方式中，通过从第一固液分离阶段(7a)供出来回收至少一部分液体成分(5a)。在一个实施方式中，从第一固液分离阶段供出至少50％、优选至少60％，更优选至少70％的可溶性碳水化合物。
在一个实施方式中，通过从第二或任何之后的固液分离阶段(7b)供出来回收至少一部分液体成分(5b)。在一个实施方式中，从第二或任何之后的固液分离阶段供出至少50％、优选至少60％，更优选至少70％的可溶性碳水化合物。在一个实施方式中，液体成分(5b)包含超过碳水化合物的80重量％、优选超过碳水化合物的90重量％、最优选超过碳水化合物的95重量％的C6碳水化合物。优选地，液体成分(5b)为富含葡萄糖的成分。然后液体成分(5b)足够纯，可以原样使用，或者可以浓缩并在浓缩后使用。
液体成分(5a,5b)可用作最终产品制造中的组分。来自第一固液分离的液体成分(5a)和来自第二或任何之后的固液分离的液体成分(5b)可以单独使用，或者它们可以合并或混合并作为混合物使用。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)原样使用。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)被供应到进一步处理中。在一个实施方式中，对液体成分(5a,5b)进行纯化。在一个实施方式中，对液体成分(5a,5b)进行浓缩。在一个实施方式中，在进一步加工之前进行液体成分(5a,5b)的单体化。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至发酵过程。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作发酵中的源材料。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至水解过程。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作水解中的源材料，所述水解例如是酸水解，酶水解等等。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至化学处理过程。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作化学处理中的源材料。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至聚合过程。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作聚合过程中的源材料。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至解聚过程。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作解聚过程中的源材料。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至催化处理过程。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作催化处理中的源材料。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至降解过程。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作降解过程中的源材料。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至酶处理。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作酶处理中的源材料。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至粘合剂制造。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作粘合剂制造中的源材料。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至饲料制造。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作饲料制造中的源材料。在一个实施方式中，将液体成分(5a,5b)供应至食品制造。在一个实施方式中，液体成分(5a,5b)用作食品制造中的源材料。液体成分(5a,5b)可直接供应到发酵、水解、化学处理、催化处理、聚合过程、解聚过程、降解过程、酶处理、粘合剂制造、饲料制造、食品制造或其它合适的过程或它们的组合中，或者经过合适的处理步骤或额外的步骤(例如额外的浓缩步骤和/或纯化步骤)供应到发酵、水解、化学处理、催化处理、聚合过程、解聚过程、降解过程、酶处理、粘合剂制备、饲料制造、食品制造或其它合适的过程或它们的组合中。
优选地，借助于该方法形成包含固体的固体成分(6a,6b)。在一个实施方式中，在最后一个固液分离阶段(7b)之后，固体成分(6b)包含木质素。在一个实施方式中，在最后一个固液分离阶段(7b)之后，固体成分(6b)包含木质素和固体碳水化合物，例如C6碳水化合物(诸如C6H12O6或C6(H2O)n)和其他固体碳水化合物。此外，固体成分(6b)可包含一些残留的可溶性材料。在一个实施方式中，固体成分(6b)是固体材料的形式。在一个实施方式中，在最后一个固液分离阶段之后，固体材料的干物质含量超过30重量％，优选超过40重量％，更优选超过50重量％。在一个实施方式中，在最后一个固液分离阶段之后，固体材料的干物质含量为15-80重量％，在一个实施方式中为20-70重量％，在一个实施方式中为30-60重量％，在一个实施方式中为40-60重量％。在一个实施方式中，在固液分离阶段之后，固体成分(6b)包含低于15重量％、优选低于6重量％、更优选低于3重量％的可溶性化合物。在一个实施方式中，固体成分(6b)中碳水化合物的量低于25重量％，优选低于10重量％，更优选低于5重量％。
在一个实施方式中，固体成分在最后一个固液分离阶段(7b)之后供出。在一个实施方式中，至少一部分的固体成分在任何之前的固液分离阶段之后供出。在一个实施方式中，至少一部分的固体成分在第一固液分离阶段(7a)之后供出。
固体成分(6b)可用作最终产品制造中的组分。在一个实施方式中，固体成分(6b)原样使用。在一个实施方式中，固体成分(6b)被供应到进一步处理。在一个实施方式中，固体成分(6b)被供应到木质素纯化中用于形成纯化的木质素。在一个实施方式中，固体成分(6b)被供应到木质素分离，用于将木质素从固体成分中分离。在一个实施方式中，将固体成分(6b)供应至水解(可选自下组：酸水解、酶水解、超临界水解和/或亚临界水解和它们的组合)或供应至聚合过程，解聚过程，降解过程，化学处理，复合材料、木质素复合物、活性炭、碳纤维、粘合剂材料、聚合物、树脂、酚类组分、分散剂或吸收性材料的制造，饲料或食品的制造，或燃烧过程或其他合适的过程或它们的组合。固体成分可直接供应到水解、聚合过程、解聚过程、降解过程、化学处理、所述材料的制造过程、燃烧过程或其它合适的过程，或者经过合适的处理步骤或额外的步骤(例如额外的分离步骤、纯化步骤或脱水步骤)供应到水解、聚合过程、解聚过程、降解过程、化学处理、所述材料的制造过程、燃烧过程或其它合适的过程。
在一个实施方式中，在最后一个固液分离阶段(7b)之后，在木质素分离阶段(13)中将木质素(14)从固体成分(6b)中分离。优选地，在与酶水解阶段(4)(例如，最后一个酶水解阶段)和/或木质素分离阶段(13)相关的位置纯化木质素。酶在木质素分离阶段(13)中变性。在一个实施方式中，该设备包括至少一个木质素分离装置或木质素纯化装置。木质素可以原样使用，例如，作为最终产品或燃烧中的组分。或者，木质素可以被供应到进一步处理中。
在一个实施方式中，固体成分(15)的一部分优选包含固体成分的残余纤维素或残余碳水化合物并且不含活性酶，该部分固体成分可以从木质素分离阶段(13)再循环至任何之前的酶水解阶段(2,4)，在一个实施方式中，再循环至第一酶水解阶段(2)。在一个实施方式中，该设备包括至少一个再循环装置，用于将固体成分的残余纤维素或残余碳水化合物从木质素分离阶段循环至酶水解阶段。
该方法和设备可用于处理包含抑制剂的材料，用于制造木质素、碳水化合物和化学品，以及用于去除抑制剂。通过该方法和设备，可以改善酶水解，降低酶用量，缩短酶水解的停留时间或反应时间，提高酶水解的稠度，提高木质素的纯度，和/或改善碳水化合物的转化。
该方法和设备提供具有良好品质的固体成分和液体成分。固体成分具有非常高浓度的木质素。此外，固体成分具有极高的纯度。当抑制剂与液体成分一起在至少两个步骤中除去时，可以在该方法中提供更纯的固体成分。此外，具有抑制剂和不需要的试剂的原料可用作该方法中的原材料。还可以改善碳水化合物的回收和转化。此外，该方法和设备降低了固体成分和液体成分的后处理成本。
该方法和设备提供了进行酶水解的工业上可应用的，简单且经济的方法。该方法或设备可以容易且简单地作为生产过程实现。所述方法和设备适用于从不同的原料制备不同的木质素和糖基成分以及最终产品。
实施例
通过以下实施例并参考附图，更详细地描述本发明的一些实施方式。
实施例1
在该实施例中，酶水解分两个阶段进行，并且根据图1的过程产生固体成分和液体成分。
将植物基原料(1)进料到第一酶水解阶段(2)中。在第一酶水解阶段(2)之前，可以用液体稀释植物基原料(1)。在第一酶水解阶段(2)之后，将酶水解的中间产物(3)供应到包含过滤装置的固液分离阶段(7a)中。在分离阶段(7a)中将包含可溶性C5和C6碳水化合物的液体成分(5a)与固体分离。从分离阶段(7a)中移除含有例如木质素、固体碳水化合物、一些可溶性糖、低聚物和聚合物残余物的固体成分(6a)。
将固体成分(6a)供应到下一个酶水解阶段(4)。在下一个酶水解阶段(4)之前，可以用液体稀释固体成分(6a)。在第二酶水解阶段(4)之后，将酶水解的中间产物(8)供应到包含过滤装置的固液分离阶段(7b)中。在分离阶段(7b)中将包含可溶性C6碳水化合物的液体成分(5b)与固体分离。从分离阶段(7b)中移除含有例如木质素、一些固体碳水化合物和一些可溶性碳水化合物的固体成分(6b)，并在最后一个固液分离阶段(7b)之后回收。
实施例2
在该实施例中，酶水解分两个阶段进行，并且根据图2的过程产生固体成分和液体成分。
将植物基原料(1)进料到第一酶水解阶段(2)中。植物基原料已经通过预处理(10)进行了处理，例如通过物理、化学或物理化学处理，诸如微波或超声处理，或蒸汽***进行了处理。在第一酶水解阶段之前，可以在与酶水解阶段(2)相关的混合阶段(11)中用液体稀释植物基原料(1)。
在第一酶水解阶段(2)之后，将酶水解的中间产物(3)供应到包含过滤装置的固液分离阶段(7a)中。在分离阶段(7a)中将包含可溶性C5和C6碳水化合物的液体成分(5a)与固体分离。从分离阶段(7a)中移除含有例如木质素、固体碳水化合物、一些可溶性糖、低聚物和聚合物残余物的固体成分(6a)。
将固体成分(6a)供应到下一个酶水解阶段(4)。在第二酶水解之前，可以在与酶水解阶段(4)相关的第二混合阶段(12)中用液体稀释固体成分(6a)。在第二酶水解阶段(4)之后，将酶水解的中间产物(8)供应到包含过滤装置的固液分离阶段(7b)中。在分离阶段(7b)中将包含可溶性C6碳水化合物的液体成分(5b)与固体分离。从分离阶段(7b)中移除含有例如木质素、一些固体碳水化合物和一些可溶性碳水化合物的固体成分(6b)，并在最后一个固液分离阶段(7b)之后回收。
在包含木质素分离装置的木质素分离阶段(13)中，将木质素(14)从固体成分(6b)中分离。酶在木质素分离阶段(13)中变性。包含残余纤维素和残余碳水化合物的一部分固体成分(15)可以从木质素分离阶段(13)再循环到第一酶水解阶段(2)。
实施例3
在该实施例中，研究了两步酶水解。
模拟两步酶水解过程，并与实验室规模测试中的传统一步酶水解过程进行比较。在测试中使用经过稀酸预处理和蒸汽***的桦木作为底物。可商购的酶混合物A用于酶水解。用蒸馏水稀释底物，并且在实验中，将pH调节至5，温度为50℃，酶用量为4％(总固体，在105℃)，初始干物质含量(总固体，在105℃)为15％。将含有20g底物浆液的50ml管放入混合器中，并将混合器置于培养箱中。
在6、12、48和72小时后从培养箱中取出参照样品管。在第一酶水解步骤后6或12小时后取出两步样品。将样品管放入离心机中，转速为1000rpm，运行时间为5分钟。通过从管中取出液相进行固液分离。将50ml管中的残余固体含量稀释回20g总浆料重量，用于第二酶水解步骤。在一天或两天后，从培养箱中取出第二酶水解步骤的样品。使用标准HPLC方法对液相进行糖分析。
从图3中可以看出，两步法的总产率高达86％，而参照物在相同的酶用量下仅得到78％的产率。两步酶水解方法的产率增加了8％。
实施例4
在该实施例中，研究了两步酶水解。
模拟两步酶水解过程，并与实验室规模测试中的传统一步酶水解过程进行比较。在测试中使用经过稀酸预处理和蒸汽***的桦木作为底物。可商购的酶混合物A用于酶水解。用蒸馏水稀释底物，并且在实验中，将pH调节至5，温度为50℃，并且初始干物质含量(总固体，在105℃)为15％。对于一步法，酶用量为2％和4％(总固体，在105℃)，而对于两步法，初始酶用量为2％(总固体，在105℃)。将含有20g底物浆液的50ml管放入混合器中，并将混合器置于培养箱中。
在6、12、48和72小时后从培养箱中取出参照样品管。在第一酶水解步骤后12小时后取出两步样品。将样品管放入离心机中，转速为1000rpm，运行时间为5分钟。通过从管中取出液相进行固液分离。将50ml管中的残余固体含量稀释回20g总浆料重量，用于第二酶水解步骤。在两步法中，基于样品的原始干物质，在第二酶水解步骤中还添加0.5％和1％(总固体，在105℃)的酶。在一天或两天后，从培养箱中取出第二酶水解步骤的样品。使用标准HPLC方法对液相进行糖分析。
从图4中可以看出，具有2％(总固体，在105℃)酶用量的两步法的总产率高达68％，而参照物在相同的酶用量下仅得到60％的产率。两步酶水解方法的产率增加了8％。通过在第二酶水解步骤中添加0.5％酶用量(总固体，在105℃)(总共2.5％)实现了78％的总产率。这与一步法中4％用量(总固体，在105℃)取得的水平完全相同。如果使用两步法，则酶消耗量减少1.5％即可获得相同的产率。通过在第二酶水解步骤中添加1％酶用量(总固体，在105℃)(总共3％)实现了超过80％的总产率。
实施例5
在该实施例中，研究了两步酶水解。
模拟两步酶水解过程，并与实验室规模测试中的传统一步酶水解过程进行比较。在测试中使用经过稀酸预处理和蒸汽***的桦木作为底物。可商购的酶混合物B用于酶水解。用自来水稀释底物，并且在实验中，将pH调节至4.5，温度为45℃，并且初始干物质含量(总固体，在105℃)为15％。酶用量为6％(总固体，在105℃)，第一步在装有混合和加热***的10升反应器中进行。
在第一步之后，除一步样品原样获取之外，通过布氏漏斗将浆料脱水至40％干物质含量，放入50ml管中(每个管中20g)，放入培养箱中。使用标准HPLC方法对滤液进行糖分析。第一酶水解步骤进行16小时。将脱水的固体材料稀释回15％或25％干物质含量，放入50ml管中，放入具有一步管的相同培养箱中进行第二酶水解步骤。将培养箱中的温度调节至45℃，并在实验中使用风车型旋转管式混合器。在酶水解后，将管放入离心机中，转速为1000rpm，运行时间为5分钟。通过从管中取出液相进行固液分离。使用标准HPLC方法对液相进行糖分析。
从图5中可以看出，具有6％酶用量(总固体，在105℃)的两步法的总产率高达84-88％，而参照物在相同的酶用量下仅得到70％的产率。两步酶水解方法的葡萄糖产率的增加超过14％。
实施例6
在该实施例中，研究了两步酶水解。
模拟两步酶水解过程，并与实验室规模测试中的传统一步酶水解过程进行比较。在测试中使用经过稀酸预处理和蒸汽***的桦木作为底物。可商购的酶混合物B用于酶水解。用自来水稀释底物，并且在实验中，将pH调节至4.5，温度为45℃，并且初始干物质含量(总固体，在105℃)为22％。酶用量为6％(总固体，在105℃)，第一步在装有混合和加热***的10升反应器中进行。
在第一步之后，除一步样品原样获取之外，通过布氏漏斗将浆料脱水至40％干物质含量，放入50ml管中(每个管中20g)，放入培养箱中。使用标准HPLC方法对滤液进行糖分析。第一酶水解步骤进行14小时。将脱水的固体材料稀释回15％或25％干物质含量，放入50ml管中，放入具有一步管的相同培养箱中进行第二酶水解步骤。将培养箱中的温度调节至45℃，并在实验中使用风车型旋转管式混合器。在酶水解后，将管放入离心机中，转速为1000rpm，运行时间为5分钟。通过从管中取出液相进行固液分离。使用标准HPLC方法对液相进行糖分析。
从图6中可以看出，具有6％酶用量(总固体，在105℃)的两步法的总产率高达84-92％，而参照物在相同的酶用量下仅得到70％的产率。两步酶水解方法的葡萄糖产率的增加超过14％。
实施例7
在该实施例中，研究了两步酶水解。
模拟两步酶水解过程，并与实验室规模测试中的传统一步酶水解过程进行比较。在测试中使用经过稀酸预处理和蒸汽***的桦木作为底物。该底物含有约98.7％的细小固体颗粒，其是由Metso FS5确定的小于0.2mm的纤维状或难以定义的颗粒，并且该底物包含具有由Coulter LS230确定的28.7μm粒度模式的细小固体颗粒。可商购的酶混合物B用于酶水解。用自来水稀释底物，并且在实验中，将pH调节至4.5，温度为45℃，并且初始干物质含量(总固体，在105℃)为15％。酶用量为6％(总固体，在105℃)，第一步在装有混合和加热***的10升反应器中进行。
在第一步之后，除一步样品原样获取之外，通过布氏漏斗将浆料脱水至40％干物质含量，放入50ml管中(每个管中20g)，放入培养箱中。使用标准HPLC方法对滤液进行糖分析。第一酶水解步骤进行16小时。将脱水的固体材料稀释回15％干物质含量，放入50ml管中，放入具有一步管的相同培养箱中进行第二酶水解步骤。在培养箱中的第二酶水解步骤之前，将两步法的样品以温和混合和有效混合的方式进行混合。将培养箱中的温度调节至45℃，并在实验中使用风车型旋转管式混合器。在酶水解后，将管放入离心机中，转速为1000rpm，运行时间为5分钟。通过从管中取出液相进行固液分离。使用标准HPLC方法对液相进行糖分析。
从图7中可以看出，具有6％酶用量(总固体，在105℃)的两步法的总产率高达90％，而参照物在相同的酶用量和相同的水解时间下仅得到低于70％的产率。此外，可以看出，在酶水解步骤之间有效混合时两步法的产率略高。
实施例8
在该实施例中，研究了两步酶水解。
模拟两步酶水解过程，并与实验室规模测试中的传统一步酶水解过程进行比较。在测试中使用经过稀酸预处理的桦木作为原料。可商购的酶混合物B用于酶水解。稀释原料，并且在实验中，将pH调节至4.5，温度为45℃，并且初始干物质含量(总固体，在105℃)为15％。在参照方法中，基于原料的总固体(在105℃)，酶用量为6％，而在两步法中，基于原料的总固体(在105℃)，酶用量为4％。
在两步法中，在进行了12小时的第一步骤后，通过真空过滤将浆料脱水至35％干物质含量(总固体，在105℃)。回收包括酶的固体成分，并用去离子水稀释至初始总固体水平的目标。没有进行pH调节，并且在第二步之前没有添加新的酶。第二步进行长达68小时，然后组合是84小时。大部分纤维素在第一步中水解，剩余的纤维素在第二步中水解。
从图8可以看出，当使用两步法时，用减少1/3的酶可以实现相同的糖产率和糖回收率。
根据本发明的方法和设备适用于不同的实施方式，用于不同的酶水解。此外，根据本发明的方法和设备适用于不同的实施方式，用于从不同的原料生产大多数不同种类的液体和固体成分。
本发明并不仅仅限于上述实施例；相反，可以在由权利要求书限定的本发明概念范围内进行许多变化。
Claims (24)
1.一种用于酶水解的方法，其中植物基原料利用酶而被水解，其中，
-将植物基原料(1)进料至第一酶水解阶段(2)，
-使植物基原料(1)在至少两个酶水解阶段(2,4)中水解，
-在每个酶水解阶段(2,4)之后，在固液分离阶段(7a,7b)中将包含碳水化合物的液体成分(5a,5b)与固体成分(6a,6b)分离，和
-将固体成分(6a)供应至下一个酶水解阶段(4)，固体成分在其中进行处理，在最后一个固液分离阶段(7b)后回收固体成分(6b)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一酶水解阶段(2)的停留时间为2-48小时。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一酶水解阶段(2)中，植物基原料(1)的稠度为4-40％。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，第二或任何之后的酶水解阶段(4)的停留时间为6-72小时。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在第二或任何之后的酶水解阶段(4)中，固体成分(6a)的稠度为10-40％。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括与酶水解阶段(2,4)相关的至少一个混合阶段(11,12)。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在酶水解之前，用液体稀释所述植物基原料(1)或所述固体成分(6a)。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，利用过滤、离心处理或它们的组合将液体成分(5a,5b)与固体成分(6a,6b)分离。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，在每个固液分离阶段(7a,7b)之后回收液体成分(5a,5b)。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，将植物基原料(1)或固体成分(6a)逐步或逐渐地进料到酶水解阶段(2,4)。
11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其特征在于，在第二或任何之后的酶水解阶段(4)中添加酶。
12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，在不添加酶的情况下进行第二或任何之后的酶水解阶段(4)。
13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其特征在于，在最后一个固液分离阶段(7b)之后，在木质素分离阶段(13)中将木质素(14)从固体成分(6b)中分离。
14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述植物基原料(1)是木基材料或包含木基材料的混合物。
15.一种用于酶水解的设备，在该设备中植物基原料利用酶而被水解，其中所述设备包括：
-至少两个酶水解阶段(2,4)，所述植物基原料(1)在其中水解，
-至少一个进料装置，用于将所述植物基原料(1)进料到至少第一酶水解阶段(2)，和
-至少两个固液分离阶段(7a,7b)，在每个酶水解阶段(2,4)之后，在该至少两个固液分离阶段(7a,7b)中液体成分(5a,5b)与固体成分(6a,6b)分离，和
-在第一酶水解阶段(2)之后的酶水解阶段(4)，其被设置用来处理在固液分离阶段(7a)中分离的固体成分(6a)。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述设备包括至少一个固液分离装置。
17.如权利要求15或16所述的设备，其特征在于，所述固液分离装置选自下组：过滤装置，真空过滤装置，压滤机，带式压滤机，离心装置和它们的组合。
18.如权利要求15-17中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于将固体成分(6a)供应至下一个酶水解阶段(4)的装置。
19.如权利要求15-18中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于在最后一个固液分离阶段(7b)之后回收固体成分(6b)的装置。
20.如权利要求15-19中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括用于在每个固液分离阶段(7a,7b)之后回收液体成分(5a,5b)的装置。
21.包含碳水化合物的液体成分(5a,5b)，通过权利要求1-14中任一项所述的方法形成成分。
22.包含木质素的固体成分(6b)，通过权利要求1-14中任一项所述的方法形成成分。
23.通过权利要求1-14中任一项所述的方法得到的液体成分(5a,5b)的应用，其中，所述液体成分用作发酵、水解、化学处理、催化处理、聚合过程、解聚过程、降解过程、酶处理、粘合剂制造、饲料制造、食品制造或其它合适的过程或它们的组合中的原料。
24.通过权利要求1-14中任一项所述的方法得到的固体成分(6b)的应用，其中，所述固体成分用作以下过程中的原料：水解，聚合过程，解聚过程，降解过程，化学处理，复合材料、木质素复合物、活性炭、碳纤维、粘合剂材料、聚合物、树脂、酚类组分、分散剂或吸收性材料的制造，饲料制造，食品制造，燃烧过程或其他合适的过程或它们的组合。
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