Способ расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой

СПОСОБ РАСЩЕПЛЕНИЯ БИОМАССЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ ЛИГНИН ВМЕСТЕ С ЦЕЛЛЮЛОЗОЙ И/ИЛИ ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗОЙ Изобретение относится к способу расщепления биомассы, содержащей лигнин, целлюлозу и гемицеллюлозу, включающему стадии: а) приведения биомассы в контакт с первым растворителем для растворения целлюлозы и/или гемицеллюлозы, б) приведения растворенной целлюлозы и/или гемицеллюлозы в контакт с осадителем для образования осадка, содержащего целлюлозу и/или гемицеллюлозу и остаточный лигнин, где осадитель выбран из группы, состоящей из алканов,простых эфиров и сложных эфиров; и в) приведения осадка в контакт со вторым растворителем для удаления остаточного лигнина из осадка. Изобретение, кроме того, относится к аппарату для осуществления такого способа. Изобретение относится к способу расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой. В соответствии с этим способом биомассу, содержащую лигноцеллюлозу, фракционируют для отделения лигнина от углеводов, которые можно впоследствии эффективно ферментировать до полезных продуктов, таких как метан (биогаз), водород, этанол, ацетон, бутанол и/или изопропанол. Данный способ дает возможность использовать лигноцеллюлозу в качестве нового класса экономически эффективных субстратов для эффективных процессов ферментации. К изобретению, кроме того,относится и аппарат для осуществления такого способа. Введение Способы варки целлюлозы прежде использовали для отделения целлюлозы от лигнина и других компонентов материалов, содержащих лигноцеллюлозу. Например, различные типы неорганических химических веществ в воде использовали для модификации лигнина, чтобы сделать его водорастворимым. Эти способы создают проблему при улавливании или разрушении этих неорганических химических веществ. Предложены другие способы с использованием органических растворителей для растворения лигнина из материала, содержащего лигноцеллюлозу. Такие способы дорогостоящи вследствие высоких затрат на улавливание необходимого растворителя. До сих пор в другие способы вовлечена комбинация кислот и спиртов с водой. Однако присутствие избытка воды может быть убыточным для процесса за счет дорогостоящих систем улавливания. Кроме того, высокие температуры многих известных способов запускают взаимодействие гемицеллюлозы с фурфуролом, ингибирующее ферменты и микроорганизмы последующей ферментации, что требует трудоемкой и дорогостоящей нейтрализации токсичных веществ. В итоге, многие способы, известные на уровне техники, дорогостоящи и проявляют затруднения при улавливании растворителя, что может повлечь за собой трудоемкие стадии способа, такие как отделение различных растворителей с использованием центрифугирования или нейтрализации токсичных веществ. Краткое описание изобретения Таким образом, задачей, лежащей в основе настоящего изобретения, была разработка способа расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой (биомассы, содержащей лигноцеллюлозу), который является дешевым и может быть осуществлен без необходимости в дорогостоящем оборудовании. Данная задача решена за счет способа в соответствии с настоящим изобретением. Кратко, такой способ расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой, может включать нижеследующие стадии. Во-первых, биомассу приводят в контакт с первым растворителем для растворения целлюлозы и гемицеллюлозы. Во-вторых, целлюлозу и/или гемицеллюлозу осаждают путем приведения в контакт с осадителем до компактного твердого вещества, где осадитель выбран из группы,состоящей из алканов, простых эфиров и сложных эфиров или их смеси. Образовавшийся осадок, таким образом, может содержать низкие количества остаточного лигнина в дополнение к целлюлозе и/или гемицеллюлозе. Предпочтительно, что образовавшийся осадок имеет относительно низкое содержание первого растворителя и, в частности, осадителя, что снижает объем растворителя, необходимого при последующих стадиях. В-третьих, осадок приводят в контакт со вторым растворителем для растворения лигнина из осадка. Эту стадию можно также осуществлять при осаждении целлюлозы и/или гемицеллюлозы. В-четвертых, осадок, содержащий аморфную целлюлозу и гемицеллюлозу, можно промывать биосовместимым третьим растворителем для удаления оставшихся следов первого растворителя, осадителя и/или второго растворителя. В-пятых, возможно дополнительно осуществлять аэробную или анаэробную ферментацию целлюлозы, гемицеллюлозы и/или лигнина, например биогазовую ферментацию, спиртовую ферментацию или АВ-ферментацию (ацетон-бутанольную ферментацию). Эта ферментация включает расщепление целлюлозы и гемицеллюлозы до меньших олигомеров сахаров. Этот способ обладает преимуществом в том, что является сравнительно дешевым. Кроме того, его можно осуществлять без трудных стадий отделения или улавливания растворителей, таких как стадии,требующие разделения фаз и/или центрифугирования. Кроме того, в способе по изобретению нет необходимости в стадии нейтрализации токсичных веществ. Способ по изобретению можно осуществлять как непрерывный процесс для получения сахаров из биомассы, содержащей лигноцеллюлозу, но он также может представлять собой периодический процесс или периодический процесс с повторной подачей (см. фиг. 1 и 2). Способ по изобретению можно объединять с аэробной или анаэробной ферментацией, в частности, для получения растворителей, биогаза,биотоплива и/или других химических веществ. Кроме того, изобретение относится к аппарату для осуществления способа по изобретению. Подробное описание изобретения Настоящий способ расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой, включает приведенные ниже стадии. Во-первых, биомассу приводят в контакт с первым растворителем для растворения целлюлозы и/или гемицеллюлозы. Это предпочтительно осуществляют при температуре ниже 120 С и при давлении ниже 300 кПа в течение менее чем 4 ч. Во-вторых, растворенную целлюлозу и/или гемицеллюлозу осаждают путем приведения в контакт с осадителем для образования осадка, содержащего целлюлозу и/или гемицеллюлозу и остаточный лигнин, предпочтительно при температуре ниже 120 С и при давлении ниже 300 кПа в течение менее чем 30 мин. Осадитель, используемый на данной стадии, выбран из группы, состоящей из алканов, простых эфиров и сложных эфиров, которые более подробно описаны ниже. В-третьих, осадок приводят в контакт со вторым растворителем для удаления остаточного лигнина из осадка за счет его растворения, где предпочтительно осадок находится при температуре ниже 120 С и при давлении ниже 300 кПа, в течение менее чем 60 мин. Эту стадию можно также осуществлять вместе со второй стадией осаждения целлюлозы и/или гемицеллюлозы или параллельно с ней по времени. Использование алкана, простого эфира и/или сложного эфира в качестве осадителя приводит к осадку с низкими количествами осадителя, т.е. низкого объема. Это дает возможность использовать меньшие количества растворителей на последующих стадиях способа по изобретению. Поэтому затраты этого способа ниже, чем для способов с использованием известных осадителей. Термин "расщепление" или "расщепление биомассы" используют в данном патенте, в частности,как относящийся к тому, чтобы сделать биомассу, т.е. по меньшей мере один из ее компонентов, доступными для аэробной или анаэробной ферментации целлюлозы, гемицеллюлозы и/или лигнина. В предпочтительном воплощении изобретения способ дополнительно включает стадию приведения в контакт или смешивания осадка, содержащего аморфную целлюлозу и/или гемицеллюлозу, с третьим растворителем для удаления остаточного первого растворителя, остаточного осадителя и/или остаточного второго растворителя из осадка. Эта стадия удаляет какие-либо остаточные вещества (а именно первый растворитель, осадитель и/или второй растворитель), которые могут все еще присутствовать в осадке и которые могут отрицательно взаимодействовать с возможной последующей стадией ферментации. Таким образом, эта стадия делает продукты расщепления биосовместимыми. Эту стадию предпочтительно осуществляют при температуре ниже 120 С и при давлении ниже 300 кПа в течение менее чем 60 мин. Возможно, в следующем предпочтительном воплощении изобретения способ дополнительно включает стадию приведения в контакт или смешивания осадка с четвертым растворителем, который может представлять собой воду или буферный раствор, такой как цитратный раствор, фосфатный раствор, раствор HEPES (4-(2-гидроксиэтил)-1-пиперазинэтансульфоновая кислота), раствор Трис (трис(гидроксиметил)аминометан), раствор MOPS (3-(N-морфолино)пропансульфоновая кислота) или подобный раствор, для растворения и/или суспендирования целлюлозы и/или гемицеллюлозы. Эту стадию предпочтительно осуществляют при температуре ниже 100 С в течение менее чем 60 мин. Затем можно осуществлять аэробную или анаэробную ферментацию целлюлозы, гемицеллюлозы и/или лигнина, используя по меньшей мере один микроорганизм, в частности по меньшей мере одну бактерию или по меньшей мере одни дрожжи, для ферментации пентоз и гексоз, полученных настоящим способом. В настоящем способе предпочтительно, чтобы используемый первый растворитель был выбран из группы, состоящей из неорганических кислот, предпочтительно серных кислот, соляной кислоты, азотной кислоты, фосфорной кислоты и полифосфорной кислоты; неорганических гидроксидов, предпочтительно гидроксида калия, гидроксида натрия, гидроксида лития; органических кислот, предпочтительно муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты; аммиака и гидразина; ионных растворов, предпочтительно хлорида лития/N,N-диметилацетамида, бромида лития/N,Nдиметилацетамида, 1-бутил-3-метилимидазолия гексафторфосфата, диметилсульфоксида/тригидрата тетрабутиламмония фторида; растворов по меньшей мере одного комплекса переходного металла и их смесей (предпочтительно из двух компонентов), предпочтительно 1,2-этилендиаминкадмия гидроксида (Cadoxen, [Cd(H2N-(CH2)2NH2)3](OH)2), медно-аммиачного гидроксида (Cuam, [Cu(NH3)4](OH)2), 1,2-этилендиаминмеди гидроксида (Cuen, [Cu(H2N-(CH2)2-NH2)2](OH)2), 1,3-пропилендиаминмеди гидроксида (Cupren, [Cu(H2N-(CH2)3NH2)2](OH)2), 1,2-этилендиаминпалладия гидроксида (Pd-en, [Pd(H2N-(CH2)2-NH2)](OH)2), 1,2 этилендиаминкобальта гидроксида (Cooxen, [Co(H2N-(CH2)2-NH2)2](OH)2), Zincoxen [Zn(H2N-(CH2)2NH2)2](OH)2), никельаммония гидроксид (Nioxam, [CuNH3)6](ОН)2), 1,2-этилендиаминникеля гидроксид воды и смеси любых из вышеупомянутых соединений. Предпочтительно, чтобы ионный раствор, или ионная жидкость, содержал по меньшей мере одно ионное вещество. Такое ионное вещество может иметь кольцевую или незамкнутую цепочечную структуру. Точка плавления этого вещества предпочтительно ниже 100 С. Ионная жидкость может содержать по меньшей мере один анион, такой как галоген (Cl-, Br-и/или I-), карбоксилат (например, ацетат, формиат, пропионат, бутират, цитрат, оксалат и/или малеат) или фосфонат (метилфосфонат и/или этилфосфонат) либо PF6- или BF4-. Ионная жидкость может содержать по меньшей мере один катион, такой как(возможно алкилированный) пирролидиний. Предпочтительно ионная жидкость включает или содержит 1-бутил-3-метилимидазолия бромид, 1-аллил-3-метилимидазолия хлорид, N-трибутил-N-метиламмония йодид, 1-этил-3-метилимидазолия формиат, 1-этил-3-метилимидазолия ацетат, холина ацетат, N,Nдиметилбутанаммония формиат и/или N-метилпиперидиния бутират. В качестве первого растворителя предпочтительны фосфорная кислота, полифосфорная кислота,Cuen, серная кислота, смесь HCl с концентрированной уксусной кислотой или смесь муравьиной кислоты и хлорида цинка. Предпочтительно алканы, используемые в качестве осадителя, представляют собой алканы с восемью атомами С или менее, более предпочтительно выбранные из группы, состоящей из пентана, гексана,циклогексана, гептана, октана и их изомеров, либо отдельно, либо в любой смеси вышеупомянутых алканов. Более предпочтительны алканы циклопентан, гексан и циклогексан. Простые эфиры, используемые в качестве осадителя в настоящем способе, могут представлять собой простые эфиры с восемью атомами С или менее, предпочтительно выбранные из группы, состоящей из метил-трет-бутилового эфира (MtB-эфира), этил-трет-бутилового эфира (EtB-эфира), пропил-третбутилового эфира, бутил-трет-бутилового эфира, диметилового эфира, метилэтилового эфира, диэтилового эфира, метилпропилового эфира, этилпропилового эфира, метилбутилового эфира, метилпентилового эфира, этилбутилового эфира, дипропилового эфира, метилгексилового эфира, этилпентилового эфира, пропилбутилового эфира, метилгептилового эфира, этилгексилового эфира, пропилпентилового эфира, дибутилового эфира и их изомеров, либо отдельно, либо в любой смеси вышеупомянутых простых эфиров. Более предпочтительными простыми эфирами являются MtB-эфир, EtB-эфир, диэтиловый эфир и дипропиловый эфир. Сложные эфиры, используемые в качестве осадителя, предпочтительно представляют собой сложные эфиры с восемью атомами С или менее, более предпочтительно выбранные из группы, состоящей из метилацетата, этилацетата, пропилацетата, бутилацетата, пентилацетата, гексилацетата, метилформиата,этилформиата, пропилформиата, бутилформиата, пентилформиата, гексилформиата, гептилформиата,метилпропионата, этилпропионата, пропилпропионата, бутилпропионата, пентилпропионата, метилбутирата, этилбутирата, пропилбутирата, бутилбутирата, метилпентаноата, этилпентаноата, пропилпентаноата, метилгексаноата, этилгексаноата и их изомеров, либо отдельно, либо в любой смеси вышеупомянутых сложных эфиров. Более предпочтительными сложными эфирами являются метилацетат, этилацетат, изопропилацетат и этилформиат. В предпочтительном воплощении настоящего способа второй растворитель выбран из группы, состоящей из кетонов с семью атомами С или менее, предпочтительно дипропилкетона, этилбутилкетона, метилпентилкетона, этилпропилкетона, метилбутилкетона, диэтилкетона, метилпропилкетона, метилэтилкетона, ацетона и изомеров вышеупомянутых кетонов; спиртов, предпочтительно гексанола, пентанола, бутанола, пропанола, этанола, метанола и изомеров вышеупомянутых спиртов; альдегидов, предпочтительно гексаналя, пентаналя, бутаналя, пропаналя, этаналя и изомеров вышеупомянутых альдегидов; воды и смеси любых из вышеупомянутых соединений. Более предпочтительно, чтобы второй растворитель представлял собой ацетон, смесь ацетона и воды, этанол, бутанол, смесь этанола и воды, этилметилкетон, пропаналь или бутаналь. В следующем предпочтительном воплощении настоящего способа третий растворитель выбран из группы, состоящей из воды и раствора гемицеллюлозы, в частности насыщенного раствора гемицеллюлозы. Также предпочтительно, чтобы отношение первого растворителя к биомассе предпочтительно составляло 5:1 (мас./мас.), но оно, если желательно, может быть больше. Волюметрическое отношение первого растворителя и осадителя предпочтительно находится в интервале от 1:1 до 1:3 (об./об.). Далее применение настоящего способа описано в отношении осуществления данного способа в подходящем контейнере, в частности в реакторе (см. фиг. 1 и 2 и описание ниже), расщепляющем, в частности, биомассу, содержащую лигноцеллюлозу. Способ по данному изобретению в одном воплощении включает помещение биомассы, в частности биомассы, содержащей лигноцеллюлозу, в подходящий контейнер, в частности в реактор (см. фиг. 1 и 2 и описание ниже). Можно использовать биомассу, содержащую лигноцеллюлозу, древесину (твердую или мягкую), отходы - обрезки деревьев, листья, вторичную бумагу, макулатуру, отходы бумаги, кукурузную солому, кукурузную волокнистую массу, пшеничную солому, рисовую солому, ржаную солому,выжимки сахарного тростника, обрезки сахарной свеклы, просо прутьевидное, бамбук, целлюлозную массу и/или подобные органические материалы. Материал, содержащий лигноцеллюлозу, предпочтительно уменьшают по размеру частиц до частиц 1 см или менее и дополнительно обрабатывают, например его промывают и/или изменяют содержание в нем воды способом, известным специалистам в данной области техники. Как описано, первый растворитель, который добавляют в биомассу в реакторе, может представлять собой неорганическую кислоту, неорганический гидроксид, ионный раствор, органическую кислоту и воду или смесь любых из них (Klemm, 1998). Смесь биомассы и растворителя(ей) предпочтительно перемешивают при температуре от 30 до 90 С, но температура не обязательно должна быть постоянной. Давление находится при нормальном давлении окружающей среды, но может варьировать. Через 10-90 мин по меньшей мере 60% целлюлозы и гемицеллюлозы растворяется в зависимости от вида биомассы и от используемого первого растворителя. Предпочтительно время инкубации имеет такую продолжительность, чтобы практически вся целлюлоза и гемицеллюлоза в реакторе растворилась. После завершения расщепления целлюлозы/гемицеллюлозы, как описано выше, реакцию останавливают, используя осадитель для осаждения целлюлозы и гемицеллюлозы, образуя посредством этого компактное твердое вещество (осадок). Осадитель в соответствии с изобретением выбран из алканов,простых эфиров и/или сложных эфиров или их смеси, которые не вызывают или вызывают умеренное набухание целлюлозы. Предпочтительно величина удерживания жидкости (LRV, liquid retention value) для осадителя является меньшей, чем LRV воды для используемой целлюлозы, где LRV определяют в соответствии со статьей Klemm, 1998, с. 237, как описано ниже:LRV (%) = (масса влажного образца - масса сухого образца)100/масса сухого образца Волюметрическое отношение первого растворителя и осадителя для осаждения твердого вещества составляет от 1:1 до 1:3, уменьшая количество растворителя, необходимого для этой и следующей стадии. Для данной стадии условия температуры и давления считают минимально важными. Поэтому предпочтительно, чтобы температура и давление сохранялись с предшествующей стадии. Затем твердую и жидкую фазу отделяют друг от друга. Твердые вещества будут подвергаться дальнейшей обработке (см. следующую стадию, описанную ниже), тогда как первый растворитель и осадитель улавливают и предпочтительно подвергают повторному использованию путем разделения фаз или выпаривания. Остаточный лигнин можно растворить, используя второй растворитель, который выбран из кетона,альдегида, спирта и/или воды (Brauns, 1952). Волюметрическое отношение первого растворителя и второго растворителя предпочтительно составляет примерно 1:1. Затем твердую и жидкую фазу разделяют. Твердую фазу подвергают дальнейшей обработке на следующей стадии способа. Второй растворитель можно улавливать путем выпаривания, а затем подвергать повторному использованию. Лигнин осаждается в виде твердого вещества и выделяется. Для дополнительной оптимизации способа предпочтительно, чтобы стадии, в которых используют осадитель и второй растворитель, были объединены и осуществлены одновременно. Как правило, осадок промывают третьим растворителем, чтобы удалить остаточные следы первого растворителя, второго растворителя и/или осадителя для достижения биосовместимости для возможной последующей ферментации. Осадитель и второй растворитель, как правило, улавливают путем перегонки, тогда как первый растворитель обычно улавливают путем осаждения вместе с минеральными солями,содержащимися в материале, содержащем лигноцеллюлозу. На следующей стадии целлюлозу/гемицеллюлозу осадка помещают в подходящий реактор с подходящей буферной средой. В реакторе целлюлозу/гемицеллюлозу разлагают до сахаров и короткоцепочечных олигомеров сахаров либо путем кислотного гидролиза, либо путем ферментативного расщепления,используя ферменты, комплексы ферментов и/или целлюлолитический организм, известный специалистам в данной области техники. Возможно, другой источник углеводов можно добавлять для регуляции содержания сахара всех сахаров, которые присутствуют в среде в качестве субстрата, которое обычно составляет от 20 до 200 г/л на выходе этой стадии, но также может быть выше. Затем можно осуществлять аэробную или анаэробную ферментацию, используя по меньшей мере один вид организма, такой как бактерия или дрожжи, для получения полезных продуктов, таких как биогаз (метан), водород, этанол, бутанол, ацетон или подобные продукты. Способ, который описан выше и здесь, можно применять для расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой. В другом аспекте изобретение относится к аппарату для осуществления способа, который описан выше и здесь. В частности, аппарат для осуществления такого способа, предпочтительно в виде непрерывного процесса, содержит первый контейнер для расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой, в частности шнековый конвейер или реактор, включающий первое устройство введения для введения первого растворителя для растворения целлюлозы и/или гемицеллюлозы в первый контейнер для приведения биомассы в контакт с первым растворителем; второе устройство введения для введения осадителя для образования осадка, содержащего целлюлозу и/или гемицеллюлозу и остаточный лигнин, в первый контейнер для приведения в контакт растворенной целлюлозы и/или гемицеллюлозы с осадителем; и третье устройство введения для введения второго растворителя для удаления остаточного лигнина из осадка в первый контейнер, для приведения в контакт осадка со вторым растворителем,где первое, второе и третье устройства введения устроены таким образом, что дают возможность координированного по времени введения первого растворителя, осадителя и второго растворителя в первый контейнер. В предпочтительном воплощении аппарата он дополнительно включает четвертое устройство введения для введения третьего растворителя для удаления остаточного первого растворителя, остаточного осадителя и/или остаточного второго растворителя из осадка в первый контейнер для приведения в контакт осадка с третьим растворителем. В следующем аспекте изобретение относится к применению аппарата, который описан выше и здесь, для осуществления способа расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой, по изобретению. Список литературыBrauns, 1952: Brauns, F.E. The Chemistry of Lignin, New York, Academic Press, 1952. Графические материалы Фиг. 1 - аппарат для осуществления способа по изобретению в виде периодического процесса или периодического процесса с повторной подачей. Стадию введения второго растворителя можно объединять со стадией введения осадителя (стадией осаждения). Фиг. 2 - аппарат для осуществления способа по изобретению в виде непрерывного процесса. Стадии введения второго растворителя и третьего растворителя можно также осуществлять в противоточном режиме. Стадию введения второго растворителя можно объединять со стадией введения осадителя (стадией осаждения). Фиг. 3 - результаты экспериментов по осаждению. На обеих фиг. 1 и 2 показаны различные варианты аппарата для осуществления способа расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 1 показан аппарат для осуществления способа по изобретению в виде периодического процесса или периодического процесса с повторной подачей, тогда как на фиг. 2 показано воплощение аппарата для осуществления способа по изобретению в виде непрерывного процесса. Далее аспекты, общие для обоих воплощений аппарата по изобретению, показанных на фиг. 1 и 2, будут описаны со ссылкой на оба варианта. Для различающихся аспектов будет сделана особая ссылка на вариант, показанный на фиг. 1 или 2. Различные варианты аппарата по изобретению, показанные на фиг. 1 и 2, оба, включают первый контейнер 101, 201 для расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой. В случае варианта фиг. 1 этот первый контейнер предпочтительно представляет собой реактор с перемешивающим устройством 102 и возможно с нагревательным устройством 103. В случае воплощения фиг. 2 первый контейнер 201 предпочтительно представляет собой шнековый конвейер, возможно оборудованный нагревательным устройством 203 для нагревания содержимого первого контейнера 201. В таком случае шнековый конвейер 201 содержит различные камеры А, В, С (или первую камеру(А), вторую камеру (В) и третью камеру (С, где в каждую камеру конкретную жидкость (растворитель или осадитель) вводят в биомассу или продукт(ы) биомассы. В одном воплощении шнекового конвейера 201 камера В и камера А идентичны. В обоих случаях первый контейнер 101, 201 включает первое устройство введения 104, 204, такое как труба, для введения первого растворителя для растворения целлюлозы и/или гемицеллюлозы биомассы в первый контейнер 101, 201 для приведения в контакт или смешивания биомассы с первым растворителем. Первый растворитель хранится во втором контейнере 105, 205 (расходном баке для первого растворителя) и может быть введен в первый контейнер посредством первого устройства введения 104,204 с использованием насосного устройства 106, 206, такого как дозировочный насос. Первый контейнер 101, 201 также включает второе устройство введения 107, 207 для введения осадителя для образования осадка, содержащего целлюлозу и/или гемицеллюлозу и остаточный лигнин, в первый контейнер 101, 201 для приведения в контакт или смешивания растворенной целлюлозы и/или гемицеллюлозы с осадителем в первом контейнере 101, 201 (или в случае, где первый контейнер представляет собой шнековый конвейер 201, в камере А первого контейнера 201). Осадитель хранится в тре-5 019492 тьем контейнере 108, 208 (расходном баке для осадителя), из которого осадитель вводят в первый контейнер 101, 201 через второе устройство введения 107, 207 путем использования насосного устройства 109, 209, такого как дозировочный насос. Первый контейнер 101, 201 может возможно также включать третье устройство введения 110, 210 для введения второго растворителя для удаления остаточного лигнина из осадка в первый контейнер 101,201 для приведения в контакт или смешивания осадка в первом контейнере 101, 201 (или в случае, где первый контейнер представляет собой шнековый конвейер 201, в камере В первого контейнера 201) со вторым растворителем. Второй растворитель вводят в первый контейнер 101, 201 из возможного четвертого контейнера 111, 211 (расходного бака для второго растворителя) путем использования насосного устройства 112, 212, такого как дозировочный насос. В аппарате по изобретению первое устройство введения 104, 204, второе устройство введения 107,207 и третье устройство введения 110, 210 устроены таким образом, чтобы дать возможность координированного по времени введения первого растворителя, осадителя и второго растворителя соответственно в первый контейнер таким образом, чтобы можно было осуществлять способ расщепления биомассы,содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой. Предпочтительно в воплощении фиг. 2 первое устройство введения 204 соединено с первым контейнером 201 в камере А первого контейнера 201. Второе устройство введения 207 предпочтительно также соединено с первым контейнером 201 в камере А первого контейнера 201, а третье устройство введения 210 соединено с первым контейнером 201 в камере В первого контейнера 201. Устройство повторной подачи 225 может присутствовать в камере В первого контейнера 201 и устроено таким образом, чтобы через это устройство повторной подачи 225 можно было подавать осадитель из первого контейнера 201 обратно во второе устройство введения 207, которое ведет в камеру А первого контейнера 201. Таким образом, осадитель можно подвергать повторному использованию, за счет чего снижено количество осадителя, необходимое в способе по изобретению. Когда осадитель, возможно вместе с растворителями (см. ниже), повторно подают во второе устройство введения 207, свежий осадитель можно добавлять из третьего контейнера 208 в осадитель, повторно используемый. Предпочтительно нет необходимости в очистке осадителя, который выходит из камеры В первого контейнера 201, перед его введением в камеру А первого контейнера 201. Например, нет необходимости в осуществлении стадии фильтрования и/или перегонки осадителя, который выходит из первого контейнера и повторно подается. Хотя осадитель, который подвергается повторному использованию, содержит примеси, эти примеси не препятствуют способу по настоящему изобретению. Конкретно нет необходимости в удалении каких-либо отравляющих веществ, которые могут присутствовать в осадителе. Таким образом, удаление отравляющих веществ не является необходимым, экономя посредством этого дополнительную стадию способа, что делает способ по настоящему изобретению, осуществляемый с помощью такого аппарата, менее дорогостоящим и менее энергоемким по сравнению с уровнем техники. Как показано на фиг. 2, наиболее предпочтительно, чтобы устройство повторной подачи 225 было устроено так, чтобы повторно вводить первый растворитель, осадитель и второй растворитель обратно в первый контейнер 201. Автором изобретения было показано, что это повторное введение можно осуществлять без необходимости в трудоемких стадиях отделения осадителя от растворителей. Это приводит к экономии энергии и химических реагентов, снижая посредством этого затраты. Чтобы биомасса, которую вводят в первый контейнер 101, 201, имела соответствующий размер,устройство для уменьшения размера биомассы 113, 213 (такое как измельчающее или перемалывающее устройство) может быть устроено отдельно или как составляющая часть аппарата. Кроме того, аппарат может дополнительно включать четвертое средство введения 114, 214 для введения третьего растворителя для удаления остаточного первого растворителя, остаточного осадителя и/или остаточного второго растворителя из осадка в первый контейнер 101, 201 (или в случае, где первый контейнер представляет собой шнековый конвейер 201, в камеру С первого контейнера 201) для приведения в нем в контакт осадка с третьим растворителем. Третий растворитель вводят в первый контейнер 101, 201 посредством четвертого устройства введения из пятого контейнера 115, 215 путем использования насосного устройства 116, 216, такого как дозировочный насос. В воплощении, показанном на фиг. 1, первое устройство выпуска 117, такое как труба, предпочтительно расположено на дне первого контейнера 101, и его можно регулировать с помощью регулирующего устройства 118, такого как клапан, для возврата первого растворителя, осадителя и/или второго растворителя в шестой контейнер 119. Из шестого контейнера 119 можно выделять лигнин. Из шестого контейнера 119 возвратные жидкости можно вводить в соответствующий контейнер(расходный бак) 105, 108, 111, а именно первый растворитель во второй контейнер 105, осадитель в третий контейнер 108 и второй растворитель в четвертый контейнер 111. Первый контейнер 101 также имеет второе устройство выпуска 120, такое как труба, регулируемое регулирующим устройством 121, таким как клапан, для выпуска третьего растворителя в седьмой контейнер 122 для возврата третьего растворителя, откуда его можно подвергать повторному использованию в пятом контейнере 115, который представляет собой расходный бак для третьего растворителя для первого контейнера 101. Пятый контейнер 115 соединен с седьмым контейнером 122 через соединительное устройство 123. За счет этой схемы расположения третий растворитель можно подвергать повторному использованию. Минеральные соли, содержащиеся в используемом лигноцеллюлозном материале, можно выделять из седьмого контейнера 122. Посредством третьего устройства выпуска 124 (аморфную) целлюлозу/гемицеллюлозу можно выпускать из первого контейнера 101 посредством третьего регулирующего устройства 125, такого как клапан. В воплощении, показанном на фиг. 2, шестой контейнер 219 для возврата первого растворителя,осадителя и второго растворителя присутствует и соединен с камерами А и В первого контейнера 201 через устройство выпуска 217, например, в форме трубы или труб, которое может включать регулирующее устройство для регуляции выпуска жидкостей из камеры С первого контейнера 201. Возвратный первый или второй растворитель или возвратный осадитель можно повторно вводить в соответствующий контейнер, а именно во второй контейнер 205 (расходный бак) для первого растворителя, в третий контейнер 208 для осадителя и в четвертый контейнер 211 для второго растворителя. Первый и второй растворитель и осадитель посредством этого подвергаются повторному использованию. Из шестого контейнера 219 можно выделять лигнин. Третий растворитель можно возвращать в седьмой контейнер 222, из которого третий растворитель можно повторно вводить в пятый контейнер 215, который представляет собой расходный бак для первого контейнера 201 (камеры С). Минеральные соли, содержащиеся в используемом материале, содержащем лигноцеллюлозу, можно выделять из седьмого контейнера 222.(Аморфная) целлюлоза/гемицеллюлоза может выпускаться из первого контейнера 201 (шнекового конвейера, камеры С) посредством устройства выпуска 223. На фиг. 3 пустыми символами обозначены осадители, известные на уровне техники. Заполненными символами обозначены осадители в соответствии с настоящим изобретением. Примеры Пример 1. Биомассу, содержащую лигноцеллюлозу, в форме 600 мг грубо раздробленной пшеничной соломы перемешивали с 5 мл 80% H3PO4 в качестве первого растворителя при 55 С в течение 35 мин до полного растворения соломы. Черную вязкую среду охлаждали примерно до 40 С, а затем энергично смешивали с 10 мл предварительно охлажденного MtB-эфира в качестве осадителя с получением компактного осадка целлюлозы/гемицеллюлозы. Твердую фазу (осадок) промывали 5 мл MtB-эфира в качестве третьего растворителя для удаления остаточной H3PO4. MtB-эфир улавливали путем перегонки. Осадок энергично смешивали с 5 мл ацетона в качестве второго растворителя, а затем центрифугировали. Это повторяли еще раз. Надосадочную жидкость собирали и ацетон подвергали повторному использованию путем перегонки. Кроме того, выделяли лигнин. Твердую фазу промывали 2 раза 5 мл дистиллированной воды в качестве третьего растворителя для удаления остатков H3PO4 (первого растворителя), MtB-эфира (осадителя) и ацетона (второго растворителя). Осадок остается в виде светло-коричневого твердого вещества, которое легко ферментируется ферментом Trichoderma (50C 10 г/л глюкана и 10 FPU/г глюкана (FPU - filter paper unit. Пример 2. Биомассу, содержащую лигноцеллюлозу, в форме 1 г раскрошенных листьев смешивали с 7,5 мл 80% Н 3 РО 4 в качестве первого растворителя и перемешивали при 50 С в течение 40 мин. Раствор осаждали 12 мл предварительно охлажденной смеси ЕТВЕ/ацетон (ЕТВЕ - этил-трет-бутиловый эфир, EtBэфир) в качестве осадителя при соотношении 3:1. Твердую фазу (осадок) отделяли центрифугированием и надосадочную жидкость собирали. Ацетон отгоняли от надосадочной жидкости и подвергали повторному использованию. Оставшаяся жидкость легко образует две фазы, и прозрачную коричневую органическую фазу удаляли. ЕТВЕ органической фазы удаляли перегонкой и выделяли 80 мг лигнина. Твердую фазу, содержащую целлюлозу и гемицеллюлозу, промывали 2 раза 5 мл дистиллированной воды в качестве третьего растворителя для удаления остатков H3PO4 (первого растворителя), EtBэфира (осадителя) и ацетона (второго растворителя). Остается светло-коричневое твердое вещество, которое легко ферментируется ферментом Trichoderma (50C 10 г/л глюкана и 10 FPU/г глюкана). Пример 3. Эксперименты по осаждению. Эксперименты по осаждению целлюлозы и гемицеллюлозы из раствора фосфорной кислоты(H3PO4) в качестве первого растворителя проводили, используя различные осадители. Эти осадители,известные на уровне техники для этой цели, включают ацетон и этанол. Осадителями в соответствии с настоящим изобретением, которые были использованы, являются MtB-эфир, пентан и этилацетат (см. табл. 1). 2 мл раствора фосфорной кислоты/лигноцеллюлозы (0,15 г лигноцеллюлозы/мл) смешивали с 15 мл осадителя, как показано в табл. 1, а затем центрифугировали в течение 15 мин при 5000 об/мин в настольной центрифуге. Надосадочную жидкость отбрасывали и измеряли как объем, так и массу осадка. Как видно из результатов, представленных в табл. 1, осадок, полученный в результате осаждения этанолом или ацетоном в качестве осадителя, был тяжелее, чем осадки, полученные осаждением MtBэфиром или этилацетатом. Это показывает, что в случае осаждения этанолом или ацетоном в осадке остается больше осадителя по сравнению с другими осадителями, поскольку во всех случаях осаждалось примерно от 250 до 300 мг целлюлозы и гемицеллюлозы. Пример 4. Эксперименты по осаждению из раствора Н 3 РО 4. Эксперименты по осаждению целлюлозы и гемицеллюлозы из раствора фосфорной кислоты(H3PO4) в качестве первого растворителя проводили, используя различные осадители. Эти осадители,известные на уровне техники для этой цели, включают ацетон и этанол. В контрольных экспериментах в качестве осадителей использовали анизол, ДМСО (диметилсульфоксид) и 1,4-диоксан. Осадителями в соответствии с настоящим изобретением, которые были использованы, являются MtB-эфир, циклопентилметиловый эфир (СРМЕ, СРМ-эфир), диизопропиловый эфир, этилацетоацетат, изооктан, ксилол,этилацетат, пропилацетат, этилпропионат, изопропилацетат, трет-бутилацетат, метилпентаноат, изоамилформиат, этилформиат и их различные смеси (см. табл. 2 и фиг. 3). 2,5 г раствора фосфорной кислоты/лигноцеллюлозы (0,109 г лигноцеллюлозы/г) смешивали с различными количествами осадителя, как показано в табл. 2, а затем центрифугировали в течение 15 мин при 5000 об/мин в настольной центрифуге. Надосадочную жидкость отбрасывали и измеряли массу осадка как показатель остаточного осадителя в осадке. Таблица 2 Результаты экспериментов по осаждению из раствора H3PO4 различными осадителями Пример 5. Эксперименты по ферментации. Эксперименты по ферментации проводят, чтобы показать, что бактерии не ингибируются предварительно обработанным субстратом ни за счет остаточного растворителя, ни за счет осадителя предварительной обработки, т.е. операции расщепления, ни токсическим веществом (таким как фурфурол), которое могло образоваться во время операции предварительной обработки. Это показывает непосредственно, что нет необходимости в трудоемкой или дорогостоящей стадии удаления токсических веществ при операции предварительной обработки. Для экспериментов по ферментации количество субстрата, соответствующее 0,25 г сухой биомассы, подавали в газоотводную колбу со 150 мл сброженного органического остатка биогаза в качестве инокулята, чтобы начать продуцирование биогаза, и 50 мл воды. Затем измеряли продуцирование биогаза. Кроме того, измеряли продуцирование биогаза 150 мл сброженного органического остатка биогаза и 50 мл воды без какого-либо дополнительного субстрата в качестве чистого контроля. Объем продуцированного биогаза после 25 суток ферментации, нормализованной по стандартным условиям (давление р=101,325 кПа и температура Т=273,15 К), из 1 кг сухой биомассы приведен в табл. 3. Субстрат получали, как описано ниже. Для каждого типа биомассы (пшеничная солома, кукурузный силос и твердая часть сброженного органического остатка биогаза) готовили концентрированный раствор 10 г сухой биомассы и 50 мл 85%H3PO4 при 55-60 С. Способ получения а). 10 г концентрированного раствора осаждали 20 г МТВ-эфира, а затем фильтровали. Фильтрационный осадок промывали еще 20 г МТВ-эфира. Затем фильтрационный осадок промывали два раза 25 мл горячей воды для удаления остаточного МТВ-эфира. Полученный в результате субстрат соответствует 1,05 г сухой биомассы. Способ получения б). 10 г концентрированного раствора осаждали 20 г смеси 50% МТВ-эфира и 50% ацетона, а затем фильтровали. Фильтрационный осадок промывали еще 20 г этой смеси, а затем два раза 25 мл горячей воды для удаления остаточной смеси. Полученный в результате субстрат соответствует 1,05 г сухой биомассы. Способ получения в). 10 г концентрированного раствора осаждали 20 г этилформиата, а затем фильтровали. Фильтрационный осадок промывали еще 20 г этилформиата, а затем два раза 25 мл горячей воды для удаления ос-9 019492 таточного этилформиата. Полученный в результате субстрат соответствует 1,05 г сухой биомассы. Результаты показывают, что бактерии не ингибируются различными способами получения а), б) и в), как описано выше. Таблица 3 Результаты экспериментов по ферментации, уже выравненные относительно чистого контроля (т.е. значения, полученного для контроля без субстрата, вычитали из значений, полученных для образцов). НЛ относится к нормолитру, т.е. к объему газа, который был вычислен по отношению к стандартным условиям, как определено выше. Пример 6. Эксперименты по осаждению из ионной жидкости DMA/LiCl (DMA - диметилацетамид). Эксперименты по осаждению целлюлозы и гемицеллюлозы из раствора DMA/LiCl в качестве первого растворителя и примера ионной жидкости проводили, используя различные осадители. Эти осадители, известные на уровне техники для этой цели, включают ацетон и этанол. Осадителями в соответствии с настоящим изобретением, которые были использованы в данном примере, являются MtB-эфир,бензол, толуол, пентан, изоамилформиат и метилпентаноат. 2,5 г раствора DMA/LiCl/лигноцеллюлоза (0,05 г лигноцеллюлозы/г) смешивали с различными количествами осадителя, как показано в табл. 4, а затем центрифугировали в течение 15 мин при 5000 об/мин в настольной центрифуге. Надосадочную жидкость отбрасывали и измеряли массу осадка. Таблица 4 Результаты экспериментов по осаждению из DMA/LiCl как примера ионной жидкости различными осадителями ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой,включающий стадии:(а) приведения биомассы в контакт с первым растворителем для растворения целлюлозы и/или гемицеллюлозы,(б) приведения растворенной целлюлозы и/или гемицеллюлозы в контакт с осадителем для образования осадка, содержащего целлюлозу и/или гемицеллюлозу и остаточный лигнин, где осадитель выбран из группы, состоящей из алканов, простых эфиров и сложных эфиров;(в) приведения осадка в контакт со вторым растворителем для удаления остаточного лигнина из осадка. 2. Способ по п.1, где стадию (б) осуществляют одновременно со стадией (в). 3. Способ по п.1 или 2, дополнительно включающий стадию(г) приведения осадка в контакт с третьим растворителем для удаления остаточного первого растворителя, остаточного осадителя и/или остаточного второго растворителя из осадка. 4. Способ по любому из пп.1-3, дополнительно включающий стадии:(д) приведения осадка в контакт с четвертым растворителем для растворения и/или ресуспендирования целлюлозы и/или гемицеллюлозы, где четвертый растворитель выбран из группы, состоящей из воды и буферных растворов, выбранных из цитратного раствора, фосфатного раствора, раствора HEPES(е) осуществления аэробной или анаэробной ферментации целлюлозы, гемицеллюлозы и/или лигнина. 5. Способ по любому из пп.1-4, где первый растворитель выбран из группы, состоящей из неорганических кислот; неорганических гидроксидов; органических кислот; аммиака и гидразина; ионных растворов; растворов по меньшей мере одного комплекса переходного металла; воды и смеси любых из вышеупомянутых соединений. 6. Способ по любому из пп.1-5, где алканы представляют собой алканы с 8 атомами С или менее. 7. Способ по любому из пп.1-6, где простые эфиры представляют собой простые эфиры с 8 атомами С или менее. 8. Способ по любому из пп.1-7, где сложные эфиры представляют собой сложные эфиры с 8 атомами С или менее. 9. Способ по любому из пп.1-8, где второй растворитель выбран из группы, состоящей из кетонов с семью атомами С или менее; спиртов; альдегидов; воды и смеси любых из вышеупомянутых соединений. 10. Способ по любому из пп.3-9, где третий растворитель выбран из группы, состоящей из воды и раствора гемицеллюлозы, в частности насыщенного раствора гемицеллюлозы. 11. Способ по любому из пп.1-10, где отношение первого растворителя к биомассе составляет по меньшей мере примерно 5:1 (мас./мас.). 12. Способ по любому из пп.1-11, где волюметрическое отношение первого растворителя и осадителя составляет от 1:1 до 1:3 (об./об.). 13. Аппарат для осуществления способа по любому из пп.1-12, включающий первый контейнер (201) для расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой, с первым устройством введения (204) для введения первого растворителя для растворения целлюлозы и/или гемицеллюлозы в первый контейнер (201) для приведения в контакт биомассы с первым растворителем; второе устройство введения (207) для введения осадителя для образования осадка, содержащего целлюлозу и/или гемицеллюлозу и остаточный лигнин, в первый контейнер (201) для приведения в контакт растворенной целлюлозы и/или гемицеллюлозы с осадителем; третье устройство введения (210) для введения второго растворителя для удаления остаточного лигнина из осадка в первый контейнер (201) для приведения в контакт осадка со вторым растворителем,где первое (204), второе (207) и третье устройства введения (210) устроены таким образом, чтобы дать возможность координированного по времени введения первого растворителя, осадителя и второго растворителя в первый контейнер (201), и где устройство повторной подачи (225) для повторного использования осадителя таким образом ориентировано в первом контейнере (201), что осадитель можно повторно подавать в первый контейнер (201). 14. Аппарат по п.13, дополнительно включающий четвертое устройство введения (214) для введения третьего растворителя для удаления остаточного первого растворителя, остаточного осадителя и/или остаточного второго растворителя из осадка в первый контейнер (201) для приведения в контакт осадка с третьим растворителем.