CN107429278A - 用以增强对预处理的木质纤维素生物质的酶促水解的新型后处理 - Google Patents

用以增强对预处理的木质纤维素生物质的酶促水解的新型后处理 Download PDF

Info

Publication number
CN107429278A
CN107429278A CN201680013508.2A CN201680013508A CN107429278A CN 107429278 A CN107429278 A CN 107429278A CN 201680013508 A CN201680013508 A CN 201680013508A CN 107429278 A CN107429278 A CN 107429278A
Authority
CN
China
Prior art keywords
biomass
pretreatment
solution
lignin
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680013508.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107429278B (zh
Inventor
L·F·德尔瑞澳
W·沃法阿尔达贾尼
毛长斌
袁志润
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FPInnovations
Original Assignee
FPInnovations
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FPInnovations filed Critical FPInnovations
Publication of CN107429278A publication Critical patent/CN107429278A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107429278B publication Critical patent/CN107429278B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02—Monosaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/16—Butanols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/44—Polycarboxylic acids
    • C12P7/46—Dicarboxylic acids having four or less carbon atoms, e.g. fumaric acid, maleic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/56—Lactic acid
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06L—DRY-CLEANING, WASHING OR BLEACHING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR MADE-UP FIBROUS GOODS; BLEACHING LEATHER OR FURS
    • D06L4/00—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs
    • D06L4/10—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs using agents which develop oxygen
    • D06L4/15—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs using agents which develop oxygen using organic agents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005—Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/16—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
    • D21C9/166—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peracids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本公开涉及一种用于从预处理的木质纤维素生物质提取糖的方法。这个方法由以下组成：使所述预处理的木质纤维素生物质与低装料量的过氧酸(PA)水溶液接触以产生液体部分(含有少量木质素和半纤维素降解产物)和含有纤维素、半纤维素和木质素的固体部分。可接着使所述固体部分经受用多种细胞壁降解酶进行的酶促水解以产生富含木质素的残余物和可被发酵成多种(生物)化学物质的糖溶液。

Description

用以增强对预处理的木质纤维素生物质的酶促水解的新型后 处理
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年3月4日提交的美国临时申请序列号62/128,216的优先权。优先权申请的内容附此整体并入本文。
技术领域
本描述涉及一种用以在酶促水解预处理的木质纤维素底物期间增加糖产率的方法。
背景技术
木质纤维素生物质代表一种可用于产生生物燃料和生物化学物质诸如乙醇、丁醇、乳酸和丁二酸的丰富原料。它由碳水化合物聚合物(纤维素和半纤维素)和芳族聚合物(木质素(lignin))组成。碳水化合物聚合物含有不同糖单体(六碳糖和五碳糖)，并且紧密结合于木质素。
木质纤维素生物质是用于产生燃料和化学物质的糖的潜在来源，因为它相对廉价和丰富。然而，从生物质具有成本竞争性地产生糖的一个重大挑战是水解酶和化学物质对它的多糖组分的利用度较低。这个现象称为生物质难分解性，并且主要受植物细胞壁中的木质素的存在性和物理化学性质支配。除物理阻止细胞壁降解酶(纤维素酶和半纤维素酶)利用纤维素和半纤维素之外，木质素也通过与酶的疏水性相互作用来促进生物质难分解性，从而降低它们的有效浓度。因此，需要预处理来降低生物质难分解性。
然而，由于主要预处理技术缺乏对木质素的选择性，所以这个类型的分级/细胞壁降解具有挑战性。举例来说，尽管温和预处理条件导致较高碳水化合物回收率，但预处理的生物质保留它的大部分难分解性。在另一方面，更严苛条件通常产生可更加经受酶促糖化的底物。不幸的是，对酶促水解的易感性的这个增加伴随有重度碳水化合物损失和对下游过程具有抑制性的碳水化合物降解产物诸如糠醛和乙酰丙酸的积累。因此，预处理的生物质通常含有保持与碳水化合物相伴的大量残余木质素(Chandra等,2007,Adv BiocehmEngin/Biotechnol,108:67-93)。
不幸的是，残余木质素对预处理的木质纤维素生物质的酶促水解具有重大影响。更具体来说，木质素充当限制碳水化合物降解酶到达它们的底物的物理屏障(Mooney等,1998,Biores.Technlo.,64:113-119)，并且通过非生产性结合来充当使纤维素酶和半纤维素酶的有效浓度降低的纤维素酶和半纤维素酶“吸引剂”(Yang和Wyman,2006,Biotech.Bioeng.,94:611-617)。因此，需要相对较高酶装载量来在短时间内实现较高碳水化合物转化产率。因此，对降低为在合理时期(≤72小时)内实现较高碳水化合物(≥80％)转化产率所需的酶装载量的需要是需要被解决以改进工艺经济状况的挑战。
因此，仍然需要具有一种用于改进木质纤维素生物质向商业适用产品的转化的方法。
概述
根据本描述，现时提供一种用于提高预处理的生物质的酶促水解效率的方法，其包括以下步骤
a)用过氧酸(PA)的水溶液处理所述含木质素生物质，从而增加所述木质素的亲水性；以及
b)水解所述含木质素生物质。
根据本文所述的方法的一方面，用PA的水溶液处理预处理的生物质产生液体部分和固体部分，所述固体部分含有纤维素和亲水性增加的木质素，并且视预处理过程而定可含有半纤维素。
根据本文所述的方法的另一方面，用纤维素酶或其它碳水化合物降解酶水解固体部分产生糖溶液和富含木质素的残余物。
根据本文所述的方法的另一方面，其进一步包括从富含木质素的残余物分离糖溶液的步骤。
根据本文所述的另一方面，其进一步包括在使预处理的生物质与PA溶液接触之前用溶胀剂处理所述预处理的生物质的第一步。
根据本文所述的方法的另一方面，溶胀剂是碳酸钠的水溶液、碳酸钾的水溶液、氢氧化钠的水溶液、氢氧化钾的水溶液或浓磷酸。
根据本文所述的方法的另一方面，溶胀剂是极性有机溶剂诸如乙醇、甲醇、丁醇或N,N-二甲基甲酰胺。
根据本文所述的方法的另一方面，在40℃至约150℃的温度下用溶胀剂处理预处理的木质纤维素生物质。
根据本文所述的方法的另一方面，固体部分含有存在于预处理的木质纤维素生物质中的总木质素的90-95％。
根据本文所述的方法的另一方面，PA溶液含有过甲酸、卡罗氏酸(Caro’s acid)(过氧单硫酸)和过乙酸(PAA)中的至少一者。
根据本文所述的方法的一个实施方案，水溶液中的PA含量占预处理的生物质的1.5至10重量％。
根据本文所述的方法的另一实施方案，水溶液中的PA含量占预处理的生物质的1.5至4.5重量％。
根据本文所述的方法的另一实施方案，PA溶液中的PA含量是预处理的生物质的3％至4.5％(w/w)。
根据本文所述的方法的另一实施方案，PA溶液进一步包含乙酸、过氧化氢、硫酸和水中的至少一者。
根据本文所述的方法的另一实施方案，预处理的生物质与PA溶液的比率是3:7至1:9。
根据本文所述的方法的另一实施方案，预处理的生物质与PA溶液的比率是3:7至1:6。
根据本文所述的方法的另一实施方案，使预处理的生物质与PA溶液在45-85℃之间的温度下接触。
根据本文所述的方法的另一实施方案，使预处理的生物质与PA溶液在55℃至75℃之间的温度下接触。
在本文所述的方法的另一方面，使预处理的生物质与PA溶液在55℃至65℃之间的温度下接触。
在本文所述的方法的另一方面，使预处理的生物质与PA溶液在1至10atm的压力下接触。
在本文所述的方法的另一方面，其进一步包括在水解步骤之前使固体部分与液体部分分离的步骤。
在本文所述的方法的另一方面，水相包含甲酸、乙酸、硫酸、木质素源性酚类化合物和半纤维素源性糖中的至少一者。
在本文所述的方法的另一方面，其进一步包括从水相中的乙酸产生乙酸钠以及将所述乙酸钠作为用于水解固体部分的缓冲剂再循环的步骤。
在本文所述的方法的另一方面，在水解步骤之前在20℃至约90℃的温度下用水进一步洗涤固体部分以移除酚类化合物和半纤维素糖。
在本文所述的方法的另一方面，在水解步骤之前将固体部分进一步稀释至10至20％w/w含量。
根据本文所述的方法的另一方面，将固体部分的pH调整至适合pH。
根据本文所述的方法的另一方面，将固体部分的pH调整至在4.5至5.0之间的pH。
根据本文所述的方法的另一方面，用水性缓冲液或用碱性水溶液调整固体部分的pH。
根据本文所述的方法的另一方面，水性缓冲液是乙酸钠缓冲液或柠檬酸钠缓冲液。
根据本文所述的方法的另一方面，碱性水溶液是碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨溶液。
根据本文所述的方法的另一方面，通过离心、挤压或过滤来使糖溶液与富含木质素的残余物分离。
根据本文所述的方法的另一方面，其进一步包括用适合微生物来使糖溶液发酵的步骤。
根据本文所述的方法的另一方面，通过发酵来使糖溶液转化成乙醇、丁醇、乳酸或丁二酸。
根据本文所述的方法的一个实施方案，糖溶液包含C5和C6糖。
根据本文所述的方法的另一实施方案，其进一步包括与含木质素的后处理的生物质的水解并行用细胞壁降解酶处理所述含木质素的后处理的生物质的步骤。
根据本文所述的方法的另一实施方案，细胞壁降解酶是纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶以及其组合中的至少一者。
根据本文所述的方法的另一实施方案，半纤维素酶是木聚糖酶、甘露聚糖酶或半乳甘露聚糖酶。
根据本文所述的方法的另一实施方案，预处理的生物质源于玉米秸杆、生物能作物、农业废弃物、木片、锯屑、森林废弃物、麦秆、草、污泥、来自造纸的副产物或其任何组合。
根据本文所述的方法的另一实施方案，预处理的生物质通过TMP-Bio、有机溶剂法(organosolv)、蒸汽爆破、氨纤维爆破(AFEX)、机械粉碎、机械制浆、绿液预处理、液体热水、SPORL、稀酸水解过程或其组合来预处理。
根据本文所述的方法的另一实施方案，预处理的生物质包含10-60％w/w的木质素。
附图简述
现时将参照附图。
图1a示意性说明如本领域中已知的提取糖的方法。
图1b示意性说明根据本文所述的一实施方案的提取糖的方法。
图2显示在4.5％(基于预处理的生物质的w/w)的过乙酸装料量下进行后处理之前和之后预处理的硬木生物质的化学组成。
图3显示由于在4.5％(基于预处理的生物质的w/w)的过乙酸装料量下进行后处理所致的预处理的硬木生物质的动态接触角降低以及因此亲水性增加。
图4显示在不同酶剂量(2.5至10FPU g-1纤维素)下用过乙酸在3和4.5％(基于预处理的生物质的w/w)的装料量下后处理对72小时纤维素(a)和木聚糖(b)转化产率的影响。
图5说明在维持酶装载量恒定下由于在4.5％(基于预处理的生物质的w/w)的过乙酸装料量下进行后处理所致的为实现类似纤维素转化产率所需的时间的降低。
图6显示洗涤对后处理的生物质的72小时纤维素和木聚糖转化产率的影响。
图7比较在进行(a)以及不进行(b)在3％(基于预处理的生物质的w/w)的过乙酸装料量下的后处理下在酶促水解预处理的硬木生物质之后获得的糖溶液的乳酸可发酵性。
图8显示在暴露于以及不暴露于溶胀剂下用过乙酸在4.5％(基于预处理的生物质的w/w)的装料量下后处理对酶促水解硬木机械浆液的影响。溶胀条件：2.5％(基于生物质的w/w)NaOH，80℃，60分钟。
详细描述
提供一种用于使木质纤维素生物质诸如木片、玉米秸杆和其它木质纤维素物质转化成商业适用产品诸如可发酵糖的方法。更具体来说，提供一种用以增强对预处理的木质纤维素物质的酶促糖化的方法。
如图1a中所说明，诸如描述于WO 2011/057413中的从木质纤维素生物质提取糖的已知方法通常包括预处理木质纤维素生物质1的第一步。在预处理之后，添加细胞壁降解酶c以酶促水解3生物质来产生富含木质素的残余物e和糖溶液d，其可用已知技术加以分离4。
诸如过甲酸、卡罗氏酸(过氧单硫酸)和过乙酸(PAA)的过氧酸(PA)将木质素侧链中的羟基选择性氧化成羰基并裂解β-芳基键，从而降低分子量以及增加木质素的亲水性。此外，PA使木质素中的芳族部分羟化以形成氢醌，其被进一步氧化成水溶性产物诸如粘康酸和顺丁烯二酸。这些反应导致进一步木质素解聚，并且增加预处理的生物质中残余木质素的亲水性。
由于它们对木质素具有高选择性，所以从1948年以来已研究PAA和其它PA作为脱木质素剂/漂白剂的作用，特别是关于它们用于漂白化学浆液。此外，PA可用作多种木质纤维素原料的制浆液的主要组分以产生具有低木质素含量的化学浆液(美国专利号4,793,898)。
在木质纤维素生物精制的情形下，PA的高(超过90％)脱木质素选择性已导致它们作为预处理剂用于产生易于由纤维素酶消化的富含纤维素的底物(Teixeira等,2000,Appl.Biochem.Biotech.,84-86:111-127；Zhao等,2007,J.Chem.Technol.Biotechnol.,82:1115-1121；Zhao等,2008,Biores.Technol.,99:3729-3736；以及Zhao等,2009,Enzy.Microb.Technol.,44:17-23)。更新近地，已提出用于用含有5至95％(相对于溶液的w/w；然而，视液体/生物质比率而定，基于生物质的实际装料量高得多)PAA的溶液从木质纤维素生物质近乎完全移除木质素和半纤维素的两阶段有机溶剂方法(美国专利申请公布号2011/0151516)。简要来说，那个方法由用乙酸水溶液处理木质纤维素物质组成，所述处理导致近乎完全移除半纤维素糖和部分脱木质素(Li等,2012,J.Agr.Food.Chem.,60:1703-1712；Pan等,2006,Holzforschung.,60:398-401)。在第二步骤中，用过乙酸溶液处理部分脱木质素的纤维素增浓固体以达成进一步脱木质素来产生富含木质素的液体部分和可易于由纤维素分解酶消化的富含纤维素的固体。基本上，在对富含纤维素的部分进行任何水解步骤之前，木质素被完全移除，并且纤维素被回收。
已知方法的一主要缺点是用PA使木质纤维素生物质有效脱木质素(以及随后改进纤维素分解水解的简易性)需要极高化学物质装料量或用以降低PA装料量的先前(部分)脱木质素步骤。举例来说，在生物质与溶液比率1:3下，5％(w/w)PA溶液对应于基于生物质以重量计的15％装料量。此外，尽管对木质素具有选择性，但为实现有效脱木质素所需的条件导致26至35％的重度碳水化合物损失，因此需要预水解步骤来降低那些损失(Zhao等,2008,Biores.Technol.,99:3729-3736；Zhao等,2009,Enzy.Microb.Technol.,44:17-23；以及美国专利申请公布号2011/0151516)。最后，这些方法产生大量糖和木质素降解产物，已知其会抑制发酵过程(等,2013,Biotechnol for Biofuels,6:16；Kim等,2013,Biores.Technol.,135:30-38)。因此，在酶促水解之前使(富含纤维素的)固体与液体物流(含有木质素和碳水化合物降解产物)分离(以及洗涤)常常为避免对水解产物解毒所需。
相反，如本文所述以及如图1b中所说明，公开一种由以下组成的提供方法：使预处理的木质纤维素生物质1与低装料量的PA水溶液a接触(后处理2)，从而产生液体部分(含有少量木质素和半纤维素降解产物)和含有纤维素、半纤维素和木质素的固体部分。可接着使固体部分经受用多种细胞壁降解酶c进行的酶促水解3以产生富含木质素的残余物e和糖溶液d，在分离4之后，所述糖溶液可被发酵成多种(生物)化学物质。公开的是尽管小于4％的起始物质被移除(图2)，但纤维素和半纤维素转化产率得以实质性提高，这是出乎意料的。进一步公开的是在用PA溶液a后处理2之前使高度难分解性木质纤维素生物质(诸如机械浆液)暴露于溶胀剂b关于提高酶促水解效率具有协同作用。如图1b中以虚线所指示，步骤b是任选的，并且取决于生物质的类型。简要来说，当依序使用溶胀剂和PA后处理时，相比于由暴露于单独溶胀剂和PA后处理获得的糖转化产率(针对葡聚糖或木聚糖)的个别提高的预期总和，葡聚糖和木聚糖转化产率的提高惊人地高得多(实施例V和表1)。此外，可在不分离固体部分与液体部分下维持高酶促水解和发酵产率。此外，当采用的过氧酸是过乙酸时，作为副产物产生的乙酸可用于产生乙酸钠缓冲液，其可用于在酶促水解固体部分期间控制反应pH。最后，本文所述的方法可易于整合至生物质处理设施诸如制浆机中。
表1
由于溶胀剂与PA后处理之间的协同作用所致的在酶促水解硬木机械浆液方面的改进
有利的是，本文所述的后处理保留超过96％的起始物质(包括初始木质素的90-95％)，在低酶装载量下，纤维素和半纤维素组分对酶促水解的易感性惊人地得以极大增强。此外，公开的是糖和木质素降解产物无需从后处理的物质移除以实现有效酶促水解和发酵。此外，相比于溶胀剂和后处理溶液的(预期)组合作用，使高度难分解性木质纤维素生物质(诸如机械浆液)依次暴露于溶胀剂和后处理溶液在更大程度上改进酶促水解。因此，将这个观察结果描述为溶胀剂与这个新型PA处理之间的协同作用。总之，在包括(高度难分解性)高木质素机械浆液的多种木质纤维素底物的情况下，这个新型后处理提高酶促水解效率，并且降低为获得满意碳水化合物转化产率所需的酶剂量或时间。
因此，在一实施方案中，本文所述的方法允许增强预处理的木质纤维素生物质的酶促水解。此外，根据附此公开内容，用于所述方法的酶的成本现时得以极大降低。方法涉及用过氧酸(PA)后处理，其中在温和条件(45-85℃和常压)下用包含低(基于生物质，1.5至10重量％)装料量的PA的溶液处理含有在10-60％w/w的范围内的木质素的生物质相对短暂时间(0.5至4小时)。这个处理继之以酶促水解步骤，在此期间，添加纤维素酶以使纤维素转化成葡萄糖。任选地，也可添加辅助细胞壁降解酶诸如半纤维素酶和果胶酶以使半纤维素和果胶水解成其它可发酵糖诸如木糖、甘露糖和半乳糖，并且进一步增强纤维素水解。
因此，提供一种方法，其中预处理的木质纤维素生物质的酶促水解可通过使它经受用含有过氧酸的水溶液进行的温和氧化后处理以产生高度易感于酶促水解的固体部分来增强。无论是否有化学处理，PA处理始终是就在酶促水解之前的步骤。
如本文所用，“木质纤维素生物质”此后被称为“生物质”，是指源于植物细胞壁，并且由纤维素、木质纤维素和木质素组成的的任何物质或物质的混合物。生物质的实例包括但不限于：玉米秸杆、生物能作物、农业废弃物、木片、锯屑、森林废弃物、麦秆、草、污泥或来自造纸的副产物或其任何组合。
如本文所用，“预处理的生物质”是指已经受预处理来增加碳水化合物降解酶对它的利用度的任何生物质。预处理的实例包括但不限于：TMP-Bio、有机溶剂法、蒸汽爆破、氨纤维爆破(AFEX)、机械粉碎、机械制浆、绿液预处理、液体热水(水热解)、SPORL过程、稀酸水解以及其组合。
惊人的是，本文所述的方法中采用的温和条件使大部分木质素和半纤维素保留在固体部分中(图2)。后处理的生物质的产率是96.4％，并且在木质素、纤维素和半纤维素含量方面仅存在微小变化(后处理条件：60℃，70分钟，20rpm，20％固体(w/w)；图2)。
在不希望被束缚于理论下，据信后处理的生物质对酶促水解的易感性的改进是(部分氧化)残余木质素的亲水性增加的直接结果(后处理条件：60℃，70分钟，20rpm，20％固体(w/w)；图3)。因此，本文所述的方法提供一种用以在有限产率损失(≤4％)下提高酶促水解木质纤维素生物质的效率的新型方式。因此，为实现高碳水化合物转化所需的酶装载量或时间的实质性降低得以实现。
视预处理的生物质的性质而定，可能合乎需要的是使它暴露于溶胀剂以增强过氧酸摄取，由此降低反应时间。通常采用的溶胀剂包括但不限于：碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠和氢氧化钾的水溶液、浓磷酸和极性有机溶剂诸如乙醇、甲醇、丁醇和N,N-二甲基甲酰胺。视对溶胀剂的选择而定，这些溶胀处理可在40℃至约150℃的范围内的温度下进行。
初始，使预处理的生物质与含有过氧酸诸如过乙酸的水溶液接触。优选地，水溶液中过氧酸的量对应于基于预处理的生物质的装料量1.5％至10％w/w。更优选地，基于预处理的生物质，溶液中过氧酸含量是3％至4.5％(w/w)。溶液的其它组分可包括乙酸、过氧化氢、硫酸和水。预处理的生物质与溶液的比率并非特别关键，并且可从约3:7至约1:9或更低变化。然而，为简化下游处理，约3:7至约1:6(对应于15-30％w/w的固体含量)的预处理的生物质与溶液比率是最优选的。
在45℃至85℃，优选55℃至75℃，更优选55℃至65℃的范围内的温度下进行后处理。可在1至10atm的压力范围下进行后处理。然而，在常压下进行后处理是最优选的。
后处理时间也可从30至240分钟，优选从60至120分钟，更优选从60至90分钟变化。
在一实施方案中，可任选使后处理的生物质分离成包含后处理的生物质的固体残余物和含有乙酸、少量木质素源性酚类化合物和呈木糖寡聚物形式的部分解聚半纤维素糖的水相。可接着在约20℃至约90℃的温度下用水洗涤固体残余物以完全移除酚类化合物和木糖寡聚物。可从水相分离木糖寡聚物和酚类化合物以供进一步应用。可接着将洗涤生物质稀释至适合固体含量(通常是10至20％w/w)，并且经受酶促水解以获得糖溶液和富含木质素的固体残余物。
在一优选实施方案中，不洗涤后处理的生物质，而是将固体残余物稀释或浓缩至适合固体含量(10至30％w/w)，随后进行pH和温度调整，并且经受酶促水解以获得糖溶液和富含木质素的残余物。
在酶促水解之前，将任选洗涤的后处理的生物质的pH调整至纤维素酶和其它细胞壁降解酶显示它们的最优活性所处的那个pH(通常在4.5与5.0之间)。可用水性缓冲液(通常是乙酸钠或柠檬酸钠)或用碱性水溶液进行pH调整。适合碱性溶液的实例包括但不限于碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾和氨。本文所述的方法的另一重大优势是当使用过乙酸(并且不洗涤后处理的生物质)时，作为过乙酸与木质素之间的反应的副产物产生的乙酸可直接用于产生在酶促水解步骤期间使用的乙酸钠缓冲液。
用纤维素酶和任选辅助细胞壁降解酶诸如半纤维素酶(包括木聚糖酶、甘露聚糖酶和半乳甘露聚糖酶)、果胶酶以及其组合进行酶促水解。通常，纤维素酶剂量在固体后处理的生物质中每克纤维素2.5至20滤纸单位(FPU)的范围内。
在一实施方案中，通常在30℃至70℃的温度范围内持续24至120小时的时期进行酶促水解。
在酶促水解之后，可使用充分建立的技术诸如离心、挤压和过滤来使获得的糖与富含木质素的固体分离。
可接着使糖溶液直接经受用适合微生物进行的发酵以使糖转化成多种(生物)化学物质。目标(生物)化学物质的实例包括但不限于乙醇、丁醇、乳酸和丁二酸。
糖溶液反映预处理的生物质的化学组成，并且通常由C6糖或可被共同发酵或分别纯化和发酵的C5和C6的混合物组成。
如可见，本文所述的方法导致纤维素和木聚糖水解产率显著提高。更具体来说，如实施例I中所述，后处理可实质上降低为在指定时间下实现目标纤维素转化产率所需的酶装料量。举例来说，为获得约80至90％的72小时纤维素转化产率，在后处理的情况下，酶剂量可降低一半从10至5FPU g-1纤维素。
在另一方面，如实施例II中所见，本文所述的后处理也可降低为在固定酶装载量下实现目标纤维素转化产率所需的时间。更具体来说，显示的是在5FPU g-1纤维素的酶装载量下，以4.5％(基于生物质的w/w)的PAA装料量进行后处理可使为实现约75％纤维素转化率所需的时间从72小时降低至略微超过24小时。
本公开将通过参照以下实施例而更易于被理解，所述实施例被给出来说明实施方案而非限制它的范围。
实施例I
72小时酶促水解产率的提高
在Hobart混合器中使30g(烘干重量当量)从未干燥的预处理的硬木生物质(如美国专利申请号2011/0143411中所述产生)与含有过乙酸的水溶液在3％或4.5％(基于生物质的w/w)的装料量和20％(对应于1:4的固体与液体比率)的固体含量下混合3分钟。接着将含有预处理的生物质和过乙酸溶液的混合物转移至2000ml实验室桩式混合器中，并且在60℃下在20rpm下混合下加热70分钟。在完成后处理之后，在冰水浴中冷却生物质，挤压并用600ml蒸馏水在室温下洗涤三次。
在具有0.004％四环素和0.003％环己酰亚胺以防止微生物污染的50mM乙酸盐缓冲液(pH 4.8)中在10％(w/v)固体含量下在进行以及不进行后处理下对生物质进行批式水解。在2.5至10FPU g-1纤维素的装载量下使用含有β-葡萄糖苷酶和半纤维素酶活性的纤维素酶混合物(Ctec2，Novozymes,Franklinton NC)。在旋转振荡器中在125rpm、50℃下孵育反应混合物(50mL)，并且在72小时之后取样以通过HPLC来测定葡萄糖和木糖。所有水解实验都一式三份进行，并且结果显示于图4中。
实施例II
为实现目标纤维素转化产率所需的时间降低
如实施例I中所述在以4.5％(基于生物质的w/w)的过乙酸装料量进行以及不进行后处理下对预处理的硬木生物质进行酶促水解实验，其中例外之处是使用5FPU g-1纤维素的单一酶装载量，并且也在24和48小时之后对反应取样以获得更完整纤维素水解概况。结果显示于图5中。
实施例III
可在进行或不进行洗涤步骤下进行后处理
如实施例I中所述进行在3％(基于生物质的w/w)的过乙酸装料量下的后处理和酶促水解，例外之处是替代洗涤，将后处理的生物质稀释至10％固体，并且在10FPU g-1纤维素的酶装载量下经受酶促水解。结果显示于图6中。因此，在后处理之后在洗涤以及不洗涤固体底物下可获得类似纤维素和木糖转化产率。
实施例IV
后处理不影响后处理的生物质的可发酵性
如实施例III中所述进行在3％(基于生物质的w/w)的过乙酸装料量下的后处理和酶促水解。在72小时之后，在105℃下孵育水解产物10分钟以终止反应，随后在真空中过滤以使糖与富含木质素的固体分离。用未经受后处理的生物质进行对照实验。如由Bischoff等人(2010,Biotechnol.Lett.,32:823-828)所述，在略微修改下使富含糖的滤液发酵成乳酸。简要来说，通过以下方式来产生凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)GBI 30,6086的发酵接种物：从BSX琼脂板(10g L-1胰蛋白胨、5g L-1酵母提取物、2g L-1K2HPO4和15g L-1琼脂，在由储备培养物在50℃下静态生长过夜之后)回收培养物，用菌落接种50mL BSX培养基(10g L-1胰蛋白胨、5g L-1酵母提取物、2g L-1K2HPO4和10g L-1木糖)，以及在50℃下静态孵育过夜。
在1200mL生物反应器中进行发酵。用水夹套使温度维持在50℃下，并且搅拌恒定在220rpm下。通过手动添加5N NaOH来使pH保持在6-6.5之间。过程是厌氧的但非严格厌氧的，即生物反应器在接种之前不用氮气净化。作为替代，接种在有氧环境中开始，并且细菌快速消耗所有氧气，于是过程变为厌氧。在无菌添加之前在121℃下热压处理生长培养基(胰蛋白胨、酵母提取物、K2HPO4)20分钟以进行灭菌，同时糖溶液经配备有0.45μm聚醚砜(PES)膜的NalgeneTM Rapid-FlowTM无菌抛弃式过滤器过滤。每升工作体积无菌添加20mL(26.1g L-1K2HPO4、11.3g L-1KH2PO4和25g L-1NH4NO3)和1mL(1.05M次氮基三乙酸、0.59MMgSO4.7H2O、0.91M CaCl2.2H2O和0.04M FeSO4.7H2O)。接种物占工作体积的6-9％(v/v)。将在某一时间的乳酸产率计算为每100g发酵C5和C6糖产生的乳酸的克数。结果显示于图7中。在后处理期间产生的生物质(即糖和木质素)降解产物将不对富含糖的液体部分的可发酵性具有负性影响，因为最终乳酸产率是90％。
实施例V
溶胀剂与PA后处理之间的协同作用提高机械浆液的酶促水解效率
如实施例I中所述在进行以及不进行与溶胀剂的先前接触下对硬木机械浆液(高度难分解性木质纤维素底物)进行在4.5％(基于生物质的w/w)的过乙酸装料量下的后处理和酶促水解(5FPU g-1纤维素)。结果显示于图8中。用PA后处理与用溶胀剂处理两者均可增强对高度难分解性生物质的酶促水解。惊人的是，当依序用溶胀剂和PA处理生物质时，在溶胀剂与后处理之间存在协同作用。更具体来说，当在方法中依序使用溶胀剂和后处理时，相比于由单独溶胀剂和后处理获得的糖转化产率(针对葡聚糖或木聚糖)的个别提高的预期总和，糖产率的提高惊人地高得多(表1)。
尽管已对本发明关于其特定实施方案进行了描述，但应了解它能够有进一步的修改，并且本申请意在涵盖本发明的遵循本公开，包括如下与本公开的偏离的任何变化形式、用途或改适，所述偏离诸如在本发明所属领域内的已知或惯用规范的范围内以及诸如可应用于在上文中阐述以及如下在随附权利要求的范围内的基本特征。

Claims (40)

1.一种用于提高预处理的生物质的酶促水解效率的方法，其包括以下步骤：
a)用过氧酸(PA)的水溶液处理含有木质素的所述生物质，从而增加所述木质素的亲水性；以及
b)使所述含木质素生物质水解。
2.如权利要求1所述的方法，其中用所述PA水溶液处理所述预处理的生物质产生液体部分和固体部分，所述固体部分含有纤维素和亲水性增加的木质素，并且视预处理过程而定可含有半纤维素。
3.如权利要求2所述的方法，其中用纤维素酶或其它碳水化合物降解酶水解所述固体部分产生糖溶液和富含木质素的残余物。
4.如权利要求3所述的方法，其进一步包括从所述富含木质素的残余物分离所述糖溶液的步骤。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其进一步包括在使所述预处理的生物质与所述PA溶液接触之前用溶胀剂处理所述预处理的生物质的第一步。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述溶胀剂是碳酸钠的水溶液、碳酸钾的水溶液、氢氧化钠的水溶液、氢氧化钾的水溶液或浓磷酸。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述溶胀剂是极性有机溶剂，诸如乙醇、甲醇、丁醇或N,N-二甲基甲酰胺。
8.如权利要求5-7中任一项所述的方法，其中在40℃至约150℃的温度下用所述溶胀剂处理所述预处理的木质纤维素生物质。
9.如权利要求3或4所述的方法，其中所述固体部分含有存在于所述预处理的木质纤维素生物质中的总木质素的90-95％。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述PA溶液含有过甲酸、卡罗氏酸(过氧单硫酸)和过乙酸(PAA)中的至少一者。
11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述水溶液中的PA含量占所述预处理的生物质的1.5至10重量％。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述水溶液中的所述PA含量占所述预处理的生物质的1.5至4.5重量％。
13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述PA溶液中的所述PA含量是所述预处理的生物质的3％至4.5％(w/w)。
14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述PA溶液进一步包含乙酸、过氧化氢、硫酸和水中的至少一者。
15.如权利要求1-14中任一项所述的方法，其中预处理的生物质与PA溶液的比率是3:7至1:9。
16.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中预处理的生物质与PA溶液的所述比率是3:7至1:6。
17.如权利要求1-16中任一项所述的方法，其中使所述预处理的生物质与所述PA溶液在45-85℃之间的温度下接触。
18.如权利要求1-17中任一项所述的方法，其中使所述预处理的生物质与所述PA溶液在55℃至75℃之间的温度下接触。
19.如权利要求1-18中任一项所述的方法，其中使所述预处理的生物质与所述PA溶液在55℃至65℃之间的温度下接触。
20.如权利要求1-19中任一项所述的方法，其中使所述预处理的生物质与所述PA溶液在1至10atm的压力下接触。
21.如权利要求2中任一项所述的方法，其进一步包括在所述水解步骤之前使所述固体部分与所述液体部分分离的步骤。
22.如权利要求21所述的方法，其中水相包含甲酸、乙酸、硫酸、木质素源性酚类化合物和半纤维素糖中的至少一者。
23.如权利要求22所述的方法，其进一步包括从所述水相中的乙酸产生乙酸钠以及将所述乙酸钠作为用于所述固体部分的水解的缓冲剂再循环的步骤。
24.如权利要求21或22所述的方法，其中在所述水解步骤之前在20℃至约90℃的温度下用水进一步洗涤所述固体部分以移除所述酚类化合物和半纤维素糖。
25.如权利要求21-24中任一项所述的方法，其中在所述水解步骤之前将所述固体部分进一步稀释至10至20％w/w含量。
26.如权利要求21-25中任一项所述的方法，其中将固体部分的pH调整至适合pH。
27.如权利要求26所述的方法，其中将所述固体部分的pH调整至在4.5至5.0之间的pH。
28.如权利要求26或27所述的方法，其中用水性缓冲液或用碱性水溶液调整所述固体部分的pH。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述水性缓冲液是乙酸钠缓冲液或柠檬酸钠缓冲液。
30.如权利要求29所述的方法，其中所述碱性水溶液是碳酸钠溶液、碳酸钾溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨溶液。
31.如权利要求4所述的方法，其中通过离心、挤压或过滤来使所述糖溶液与所述富含木质素的残余物分离。
32.如权利要求3或4所述的方法，其进一步包括用适合微生物来使所述糖溶液发酵的步骤。
33.如权利要求32所述的方法，其中通过发酵来使所述糖溶液转化成乙醇、丁醇、乳酸或丁二酸。
34.如权利要求3、4、31和32中任一项所述的方法，其中所述糖溶液包含C5和C6糖。
35.如权利要求1-34中任一项所述的方法，其进一步包括与含木质素的后处理的生物质的水解并行用细胞壁降解酶处理所述含木质素的后处理的生物质的步骤。
36.如权利要求35所述的方法，其中所述细胞壁降解酶是纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶以及其组合中的至少一者。
37.如权利要求36所述的方法，其中所述半纤维素酶是木聚糖酶、甘露聚糖酶或半乳甘露聚糖酶。
38.如权利要求1-37中任一项所述的方法，其中所述预处理的生物质源于玉米秸杆、生物能作物、农业废弃物、木片、锯屑、森林废弃物、麦秆、草、污泥、来自造纸的副产物或其任何组合。
39.如权利要求1-38中任一项所述的方法，其中所述预处理的生物质通过TMP-Bio、有机溶剂法、蒸汽爆破、氨纤维爆破(AFEX)、机械粉碎、机械制浆、绿液预处理、液体热水、SPORL、稀酸水解过程或其组合来预处理。
40.如权利要求1-39中任一项所述的方法，其中所述预处理的生物质包含10-60％w/w的木质素。
CN201680013508.2A 2015-03-04 2016-03-02 用以增强对预处理的木质纤维素生物质的酶促水解的新型后处理 Active CN107429278B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562128216P 2015-03-04 2015-03-04
US62/128,216 2015-03-04
PCT/CA2016/050223 WO2016138587A1 (en) 2015-03-04 2016-03-02 A novel post-treatment to enhance the enzymatic hydrolysis of pretreated lignocellulosic biomass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107429278A true CN107429278A (zh) 2017-12-01
CN107429278B CN107429278B (zh) 2022-08-30

Family

ID=56849173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680013508.2A Active CN107429278B (zh) 2015-03-04 2016-03-02 用以增强对预处理的木质纤维素生物质的酶促水解的新型后处理

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9914948B2 (zh)
EP (1) EP3265574A4 (zh)
CN (1) CN107429278B (zh)
AU (1) AU2016228144A1 (zh)
CA (1) CA2976679C (zh)
WO (1) WO2016138587A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108298663A (zh) * 2018-01-31 2018-07-20 四川农业大学 利用玉米秸秆预处理所产废气高效去除亚甲基蓝的方法
CN108359699A (zh) * 2018-02-07 2018-08-03 北京林业大学 一种H2O2-HOAc耦合预处理制备低聚木糖的方法
CN112601819A (zh) * 2018-06-11 2021-04-02 巴西石油公司 木质纤维素生物质的预处理方法
CN112609492A (zh) * 2020-12-09 2021-04-06 黑龙江省能源环境研究院 一种适用于寒区农业废弃物秸秆沼气化的高效预处理方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI128419B (en) * 2014-01-13 2020-04-30 Upm Kymmene Corp A method for separating a lignocellulose particle fraction and a lignin particle fraction
US10881133B2 (en) * 2015-04-16 2021-01-05 R.J. Reynolds Tobacco Company Tobacco-derived cellulosic sugar
CN106831356B (zh) * 2017-01-20 2019-10-18 西南交通大学 一种由木质素制取邻甲氧基苯酚的方法
US11091446B2 (en) 2017-03-24 2021-08-17 R.J. Reynolds Tobacco Company Methods of selectively forming substituted pyrazines
EP3679151A1 (en) 2017-09-05 2020-07-15 POET Research, Inc. Methods and systems for propagation of a microorganism using a pulp mill and/or a paper mill waste by-product, and related methods and systems
CN108753870A (zh) * 2018-05-31 2018-11-06 天津科技大学 一种生物质处理方法
CN109680296B (zh) * 2018-12-24 2020-11-03 河北工业大学 一种以木质素分解出的邻甲氧基酚基团与外加烯丙基反应制备丁香酚的方法
CN111269947A (zh) * 2020-03-11 2020-06-12 吉林大学 一种酸水解液脱毒及制备纤维素乙醇的方法
CN111593082B (zh) * 2020-07-03 2023-10-13 浙江华康药业股份有限公司 一种稳定木质纤维素酶解过程的方法
CA3102538A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-11 Sixring Inc. Use of a 2 liquid phase system in biomass delignification
CN112707595B (zh) * 2020-12-25 2022-08-09 广西壮族自治区亚热带作物研究所（广西亚热带农产品加工研究所） 一种麻水除臭方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009025547A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Wageningen Universiteit Mild alkaline pretreatment and simultaneous saccharification and fermentation of lignocellulosic biomass into organic acids
WO2013131162A1 (pt) * 2012-03-08 2013-09-12 Companhia Paulista De Força E Luz - Cpfl Processo para a produção de bioetanol a partir do pseudocaule de bananeira com hidrólise enzimática e uso do mesmo
CN104508137A (zh) * 2012-04-27 2015-04-08 密歇根生物技术研究所 用于处理生物质的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2784105A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A process for the extraction of sugars and lignin from lignocellulose-comprising solid biomass

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009025547A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Wageningen Universiteit Mild alkaline pretreatment and simultaneous saccharification and fermentation of lignocellulosic biomass into organic acids
WO2013131162A1 (pt) * 2012-03-08 2013-09-12 Companhia Paulista De Força E Luz - Cpfl Processo para a produção de bioetanol a partir do pseudocaule de bananeira com hidrólise enzimática e uso do mesmo
CN104508137A (zh) * 2012-04-27 2015-04-08 密歇根生物技术研究所 用于处理生物质的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEI XU: "Peracetic acid pretreatment of alfalfa stem and aspen biomass", 《BIORESOURCES》 *
MOHAMED A.FARID: "Effect of peracetic acid, sodium hydroxide and phosphoric acid on cellulosic materials as a pretreatment for enzymatic hydrolysis", 《ENZYME MICROB.TECHNOL.》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108298663A (zh) * 2018-01-31 2018-07-20 四川农业大学 利用玉米秸秆预处理所产废气高效去除亚甲基蓝的方法
CN108359699A (zh) * 2018-02-07 2018-08-03 北京林业大学 一种H2O2-HOAc耦合预处理制备低聚木糖的方法
CN112601819A (zh) * 2018-06-11 2021-04-02 巴西石油公司 木质纤维素生物质的预处理方法
CN112609492A (zh) * 2020-12-09 2021-04-06 黑龙江省能源环境研究院 一种适用于寒区农业废弃物秸秆沼气化的高效预处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3265574A1 (en) 2018-01-10
CA2976679A1 (en) 2016-09-09
CN107429278B (zh) 2022-08-30
CA2976679C (en) 2021-03-30
AU2016228144A1 (en) 2017-09-21
WO2016138587A1 (en) 2016-09-09
US20160257982A1 (en) 2016-09-08
US9914948B2 (en) 2018-03-13
EP3265574A4 (en) 2018-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107429278A (zh) 用以增强对预处理的木质纤维素生物质的酶促水解的新型后处理
US7666637B2 (en) Integrated process for separation of lignocellulosic components to fermentable sugars for production of ethanol and chemicals
US11421256B2 (en) Process for enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material and fermentation of sugars
US10513714B2 (en) Lignocellulosic conversion process comprising sulfur dioxide and/or sulfurous acid pretreatment
US8609379B2 (en) Process for the production of alcohols from biomass
US7754456B2 (en) Process for producing ethanol
US10858682B2 (en) Process for enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material
US8889384B2 (en) Process for the production of alcohols from biomass
EP2449092B1 (en) Biomass hydrolysis process
US20120036768A1 (en) High consistency enzymatic hydrolysis for the production of ethanol
US20080026431A1 (en) Method for saccharification of woody biomass
US20140045226A1 (en) Process for treating lignocellulosic biomass
US20140193872A1 (en) Process for the Conversion of Cellulosic Feedstock Materials
JP4947223B1 (ja) リグノセルロース含有バイオマスの酵素糖化処理方法
CN101765655A (zh) 产生发酵产物的方法
Rana Green approaches in the valorization of plant wastes: Recent insights and future directions
BR112019010355A2 (pt) composição de enzimas
AU2014277778B2 (en) Process for the preparation of a fermentation product from lignocellulose containing material
JP6177535B2 (ja) 前加水分解液の処理システム
GULIBUSITAN Bioethanol synthesis from cellulosic material
Hasan et al. International Journal of Advanced Chemistry Research

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant