EA014759B1 - Ферментативный гидролиз биомасс, имеющих высокое содержание сухого вещества - Google Patents

Ферментативный гидролиз биомасс, имеющих высокое содержание сухого вещества Download PDF

Info

Publication number
EA014759B1
EA014759B1 EA200701127A EA200701127A EA014759B1 EA 014759 B1 EA014759 B1 EA 014759B1 EA 200701127 A EA200701127 A EA 200701127A EA 200701127 A EA200701127 A EA 200701127A EA 014759 B1 EA014759 B1 EA 014759B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
biomass
starch
enzymatic hydrolysis
dry matter
enzymes
Prior art date
Application number
EA200701127A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200701127A1 (ru
Inventor
Клаус Фелбю
Ян Ларсен
Хеннинг Йергенсен
Якоб Вибе-Педерсен
Original Assignee
Инбикон А/С
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 Инбикон А/С filed Critical Инбикон А/С
Publication of EA200701127A1 publication Critical patent/EA200701127A1/ru
Publication of EA014759B1 publication Critical patent/EA014759B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/02—Apparatus for enzymology or microbiology with agitation means; with heat exchange means
    • 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
    • C12P19/12—Disaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Fodder In General (AREA)
  • Cereal-Derived Products (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу разжижения и осахаривания содержащих полисахариды биомасс, имеющих относительно высокое содержание сухого вещества. В настоящем изобретении ферментативный гидролиз комбинируют перемешиванием, основанным на принципе действия силы тяжести, обеспечивающим приложение к биомассам механических сил, главным образом усилия сдвига и силы разрыва. Кроме того, настоящее изобретение относится к дополнительной утилизации таких обработанных биомасс, например, для последующей ферментации в биоэтанол, биогаз, специализированные углеводы для продуктов питания и кормов, а также углеродсодержащее сырье для переработки в пластмассу и химические продукты.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу разжижения и осахаривания биомасс, содержащих полисахариды, имеющих высокое содержание сухого вещества и предпочтительно содержащих волокна и частицы с большими средними размерами. Кроме того, настоящее изобретение относится к дополнительной утилизации таких обработанных биомасс, например, для последующей ферментации в биоэтанол, специализированные углеводы для продуктов питания и кормов, а также углеродсодержащее сырье для переработки в пластмассу и химические продукты.
Уровень техники
В многочисленных промышленных и сельскохозяйственных процессах, например в коммунальном хозяйстве, при обработке продуктов питания и кормов и в лесном хозяйстве, образуются биомассы, отходы и побочные продукты, содержащие полимерные сахара, например в форме крахмала, целлюлозы и гемицеллюлозы. Сельскохозяйственный бизнес и химическая промышленность, а также общественные организации проявляют значительный интерес к разработке способов превращения таких биомасс в более ценные материалы. Таким образом, в качестве примера, такие биомассы потенциально могут быть превращены в биоэтанол, биогаз или химические продукты с использованием микроорганизмов и/или гидролитических ферментов. Однако большинство способов, известных в настоящее время, еще не достигло крупномасштабного коммерческого практического применения вследствие их высокой энергоемкости, и, следовательно, их осуществление проблематично с экономической точки зрения.
Кроме того что углеводы, полученные из биомассы, имеют важное значение в качестве продуктов питания и кормов, они могут быть использованы в качестве сырья для ряда промышленных способов. В форме полимеров хорошо известным продуктом является бумага, в которой основным компонентом является целлюлоза. Однако и в случае преобразования в олигомеры и мономеры углеводы являются важным сырьем для ряда промышленных способов. Как будет подробно описано, они необходимы для ряда микробиологических процессов, но, кроме того, они могут быть использованы в качестве сырья, например, для ферментативной переработки в специализированные углеводы для продуктов питания и кормов, например трегалозу. Также олигомеры и мономеры углеводов могут заменять продукты нефтехимии для переработки в пластмассу и органические химические вещества. Кроме того, углеводы могут быть использованы в качестве носителей водорода при каталитической гидрогенизации.
Поэтому очевидно, что, если дешевый и распространенный ресурс обработанных углеводов можно сделать доступным для промышленной переработки, это может иметь значительный экономический эффект.
Крахмал является наиболее широко распространенным запасным углеводом у растений и встречается в форме гранул, которые заметно отличаются по размеру и физическим характеристикам у разных видов. Гранулы крахмала, как правило, довольно устойчивы к проникновению в них и воды, и гидролитических ферментов благодаря образованию водородных связей внутри одной молекулы и между соседними молекулами. Однако такие внутримолекулярные и межмолекулярные водородные связи могут ослабевать с повышением температуры суспензии. В случае нагревания водной суспензии крахмала водородные связи ослабевают, абсорбируется вода и гранулы крахмала набухают. Указанный процесс обычно называют желатинизацией, так как образуемый раствор имеет гелеобразную, очень вязкую консистенцию. Химически крахмал представляет собой природный полимер глюкозы, который обычно нерастворим, но может быть диспергирован в воде при комнатной температуре, и состоит из повторяющейся единицы, сходной с единицей целлюлозы, при этом единицы связаны вместе α-1,4- и а-1,6-глюкозидными связями в отличие от в-1,4-глюкозидных связей в случае целлюлозы. Единицы образуют либо компонент с неразветвленной цепью, называемый амилозой, либо компонент с разветвленной цепью, называемый амилопектином. Большинство семян, зерен и клубней растений содержат примерно 20-25% амилозы. Но некоторые, например крахмал гороха, содержат 60% амилозы, а некоторые виды зерновых содержат 80% амилозы. Восковидные разновидности зерновых, такие как рис, имеют низкое содержание амилозы.
Кроме крахмала тремя основными составляющими растительной биомассы являются целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, которые обычно называют общим термином лигноцеллюлоза. Общий термин содержащие полисахариды биомассы включает как содержащие крахмал биомассы, так и содержащие лигноцеллюлозу биомассы.
Целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин присутствуют в разных количествах в различных растениях и в разных частях растения, и они тесно связаны с образованием структурного каркаса растения.
Целлюлоза является гомополисахаридом, полностью состоящим из Ό-глюкозы, связанной вместе β1,4-глюкозидными связями, и имеющим степень полимеризации до 10000. Линейная структура целлюлозы обеспечивает возможность образования внутри- и межмолекулярных водородных связей, которые приводят к агрегации цепей целлюлозы в микрофибриллы. Высокоупорядоченные области в микрофибриллах называют кристаллическими, а менее упорядоченные области называют аморфными. Микрофибриллы подвергаются сборке в фибриллы, которые затем образуют волокна целлюлозы. Частично кристаллическая структура целлюлозы наряду с микрофибриллярной структурой придает целлюлозе высокую прочность при растяжении, такая структура делает целлюлозу нерастворимой в большинстве рас
- 1 014759 творителей и частично ответственна за устойчивость целлюлозы к разрушению микроорганизмами, т.е. к ферментативному гидролизу.
Гемицеллюлоза является сложным гетерогенным полисахаридом, состоящим из нескольких мономерных остатков: Ό-глюкозы, Ό-галактозы, Ό-маннозы, Ό-ксилозы, Ь-арабинозы, Ό-глюкуроновой кислоты и 4-О-метил-Э-глюкуроновой кислоты. Гемицеллюлоза имеет степень полимеризации ниже 200, имеет боковые цепи и может быть ацетилирована. В древесине мягких пород, подобных пихте, сосне и ели, основными фракциями гемицеллюлозы являются галактоглюкоманнан и арабино-4-Ометилглюкуроноксилан. В древесине твердых пород, подобных березе, тополю, осине или дубу, основными составляющими гемицеллюлозы являются 4-О-ацетил-4-метилглюкуроноксилан и глюкоманнан. Травянистые растения, подобные рису, пшенице, овсу и просу, имеют гемицеллюлозу, главным образом состоящую из глюкуроноарабиноксилана.
Лигнин представляет собой сложную сеть, образованную полимеризацией единиц фенилпропана, и он составляет наиболее обильную неполисахаридную фракцию в лигноцеллюлозе. Три мономера в лигнине представляют собой пара-кумариловый спирт, конифериловый спирт и синапиловый спирт, и они чаще всего связаны посредством арилглицерил-пара-ариловых эфирных связей. Лигнин связан с гемицеллюлозой и внедряется в углеводы, тем самым обеспечивая защиту против разрушения микроорганизмами и химического разрушения.
Как указано выше, обработанные биомассы потенциально могут быть превращены в биоэтанол или химикаты с использованием микроорганизмов и/или гидролитических ферментов, или углеводы из обработанных биомасс могут быть использованы в качестве сырья в ряде промышленных процессов, например для ферментативной переработки в специализированные углеводы для продуктов питания и кормов или в качестве заменителей нефтехимических продуктов для получения пластмассы и органических химических веществ. Дополнительно обработку углеводов в биомассе согласно настоящему изобретению можно комбинировать с разделением и фракционированием неуглеводных компонентов. Особенно предпочтительное применение способа согласно настоящему изобретению представляет собой интегрированную часть способа получения биоэтанола.
Получение биоэтанола из содержащих полисахариды биомасс можно разделить на три стадии: 1) предварительная обработка, 2) гидролиз полисахаридов до ферментируемых углеводов и 3) ферментация углеводов.
Предварительная обработка требуется в том случае, если последующий гидролиз (например, ферментативный гидролиз) полисахаридов требует разрушения другой защитной структуры (например, лигнина) растительных материалов. Известно несколько методик предварительной обработки. В случае злаковых и зерновых такая предварительная обработка может быть в форме простого сухого помола для того, чтобы сделать поверхности доступными, но в случае лигноцеллюлозных биомасс также необходимы термические и/или химические способы. Содержащая полисахариды биомасса, состоящая, например, из очищенного крахмала, не требует указанных способов предварительной обработки перед ферментативной обработкой. Способы предварительной обработки могут быть основаны на кислотном гидролизе, паровом взрыве, окислении, экстракции щелочью или этанолом и т. д. Общим признаком методик предварительной обработки является то, что при комбинировании с действием возможных добавляемых реагентов в них используют размягчение и разрыхление растительных материалов, которое происходит при температурах выше 100°С.
После предварительной обработки следующей стадией утилизации содержащих полисахариды биомасс для получения биоэтанола или других биохимических продуктов является гидролиз высвобождаемого крахмала, целлюлозы и гемицеллюлозы до ферментируемых сахаров. Если гидролиз осуществляют ферментативно, то это требует большого количества различных ферментов с разными способами действия. Ферменты могут быть добавлены извне, или их могут обеспечить микроорганизмы, растущие на биомассе.
Целлюлозу гидролизуют до глюкозы гидролизующими углеводы ферментами целлюлазами. Общепринятое представление о системе лизиса целлюлозы основано на делении целлюлаз на три класса: экзо1,4-в-О-глюканазы или целлобиогидролазы (СВН) (ЕС 3.2.1.91), которые отщепляют единицы целлобиозы от концов цепей целлюлозы; эндо-1,4-в-О-глюканазы (ЕС) (ЕС 3.2.1.4), которые случайным образом гидролизуют внутренние в-1,4-глюкозидные связи в цепи целлюлозы; 1,4-в-О-глюкозидаза (ЕС 3.2.1.21), которая гидролизует целлобиозу до глюкозы, а также отщепляет единицы глюкозы от целлоолигосахаридов.
Различные сахара, входящие в гемицеллюлозу, высвобождают гемицеллюлазами. Система лизиса гемицеллюлозы является более сложной, чем система лизиса целлюлозы из-за гетерологичной природы гемицеллюлозы. Система включает в себя наряду с другими ферментами эндо-1,4-в-О-ксиланазы (ЕС 3.2.1.8), которые гидролизуют внутренние связи в цепи ксилана; 1,4-в-О-ксилозидазы (ЕС 3.2.1.37), которые атакуют ксилоолигосахариды от невосстанавливающего конца и высвобождают ксилозу; эндо-1,4β-Ό-маннаназы (ЕС 3.2.1.78), которые расщепляют внутренние связи; 1,4-в-О-маннозидазы (ЕС 3.2.1.25), которые расщепляют манноолигосахариды до маннозы. Боковые группы удаляют рядом ферментов: α-Ό
- 2 014759 галактозидазами (ЕС 3.2.1.22), α-Ь-арабинофуранозидазами (ЕС 3.2.1.55), α-Ό-глюкуронидазами (ЕС 3.2.1.139), циннамоилэстеразами (ЕС 3.1.1.-), ацетилксиланэстеразами (ЕС 3.1.1.6) и ферулоилэстеразами (ЕС 3.1.1.73).
Наиболее важными ферментами для применения в гидролизе крахмала являются альфа-амилазы (1,4-а-О-глюканглюканогидролазы (ЕС 3.2.1.1)). Они представляют собой эндо-действующие гидролазы, которые расщепляют 1,4-а-Э-глюкозидные связи и могут обходить, но не могут гидролизовать 1,6альфа-Э-глюкозидные точки ветвления. Однако для гидролиза крахмала также можно использовать экзогенно действующие гликоамилазы, такие как бета-амилаза (ЕС 3.2.1.2) и пуллуланаза (ЕС 3.2.1.41). Результатом гидролиза крахмала главным образом являются глюкоза, мальтоза, мальтотриоза, α-декстрин и различные количества олигосахаридов. В том случае, когда основанный на крахмале гидролизат используют для ферментации, предпочтительным может быть добавление протеолитических ферментов. Такие ферменты могут предотвращать флокуляцию микроорганизмов и могут создавать аминокислоты, доступные для микроорганизма.
Было обнаружено, что применение окислительных ферментов в комбинации с предварительной обработкой и ферментативным гидролизом содержащих лигноцеллюлозу биомасс может оказывать положительное влияние на общий гидролиз, а также на жизнеспособность микроорганизмов, используемых, например, для последующей ферментации. Причиной такого влияния является окислительное поперечное сшивание лигнинов и других фенольных ингибиторов, которое вызвано окислительными ферментами. Обычно используют лакказу (ЕС 1.10.3.2) или пероксидазу (ЕС 1.11.1.7) либо извне, либо посредством включения гена лакказы в используемый микроорганизм.
Ранее был описан ферментативный гидролиз биомассы. Однако в случае биомасс, содержащих лигноцеллюлозу, таким способом успешно гидролизовали только материал, состоящий из волокон и частиц со средним размером менее 1 дюйма (25,4 мм) и, кроме того, имеющий относительно низкое содержание сухого вещества, т.е. ниже 20% (мас./мас.).
В И8 4409329 описан гидролиз твердого целлюлозного материала до сахара, при этом целлюлозу гидролизовали до простых сахаров обработкой взвеси гранул 3-20% (мас./мас.) твердого сырья, содержащего 30-80% (мас./мас.) целлюлозы, ферментативным комплексом целлюлазы. Исходное сырье, содержащее твердую целлюлозу, имело средний размер частиц от 0,01 до 1 дюйма (0,0254-25,4 мм) в диаметре. Для перемешивания использовали перфорированные вращающиеся лопатки.
В и8 2002117167 А описан ферментативный гидролиз гемицеллюлозы в материале биомассы, включающий в себя солюбилизацию по меньшей мере части гемицеллюлозы и гидролиз солюбилизированной гемицеллюлозы с получением по меньшей мере одного моносахарида. Используемая биомасса предпочтительно представляет собой взвесь в воде сырого или предварительно обработанного материала. Материал биомассы может представлять собой любой целлюлозный материал, который содержит гемицеллюлозу. Описано, что способ является особенно эффективным в случае волокон зерновых культур, таких как кукуруза, пшеница, рис, овес или ячмень.
В И8 2004005674 А описан способ ферментативного гидролиза лигноцеллюлозы. Разрушение лигноцеллюлозы до сахаров включает в себя контактирование лигноцеллюлозы по меньшей мере с одним вспомогательным ферментом и по меньшей мере одной целлюлазой. Содержащий лигноцеллюлозу материал размалывали (средний размер волокон материала дополнительно не указан) и он имел низкое содержание сухого вещества (0,2 г размолотого материала соломы в 10 мл раствора фермента).
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к способу разжижения и осахаривания содержащих полисахариды биомасс, имеющих относительно высокое содержание сухого вещества, предпочтительно выше 20%, и предпочтительно состоящих из относительно крупных волокон и частиц, предпочтительно с таким распределением размера волокон и частиц, при котором по меньшей мере 20% (мас./мас.) биомассы находится в диапазоне 26-70 мм. Кроме того, способ особенно применим для разжижения и осахаривания содержащих полисахариды биомасс, главным образом состоящих из крахмала, очищенного крахмала, целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина, например зерна или пшеничной соломы. В случае лигноцеллюлозных биомасс их предпочтительно предварительно обрабатывают, подвергая воздействию температур от 110 до 250°С в течение 1-60 мин таким образом, который обеспечивает доступность целлюлозы для ферментов и в то же время обеспечивает ограниченное содержание ингибиторов ферментации в предварительно обработанной биомассе. В настоящем изобретении объединяют ферментативный гидролиз, основанный на комбинации гидролитических ферментов, включая фермент, вызывающий гидролиз углеводов, и окислительный фермент, с перемешиванием, основанным на принципе действия силы тяжести, обеспечивающим приложение к биомассам механических сил, главным образом усилия сдвига и силы разрыва. Предпочтительными типами перемешивания являются, например, перемешивание в смесителях, работающих по принципу свободного падения, таких как смесители барабанного типа, смесители на основе опрокидывания или сходные смешивающие устройства.
- 3 014759
Описание изобретения
Получение концентрированных растворов сахаров выгодно в связи с последующей ферментацией или другими микробиологическими процессами благодаря повышенной объемной продуктивности и пониженной себестоимости последующей обработки. В случае получения биоэтанола потребности в энергии для перегонки существенно снижаются, если бульон для ферментации содержит более 4% этанола (Са1Ьс апб 2ассЫ, 2002). Для этого требуется концентрация сахара выше 8%, что в случае большинства типов лигноцеллюлозных биомасс соответствует начальному содержанию сухого вещества выше 20%. Другими словами, желательно подвергать ферментативному гидролизу содержащие полисахариды биомассы с высоким содержанием сухого вещества, предпочтительно выше 20%, чтобы затем было можно получать содержащие биоэтанол бульоны для ферментации, подходящие для перегонки этанола.
Способы согласно настоящему изобретению обычно обеспечивают степень ферментативного гидролиза 30-50%. Однако в оптимизированных условиях можно получить еще более высокую степень ферментативного гидролиза. Поэтому разжиженная и осахаренная биомасса будет содержать относительно большие количества глюкозы, ксилозы, целлобиозы, лигнина, неразрушенной целлюлозы и гемицеллюлозы и, кроме того, активные ферменты, подходящие для последующей обработки, т.е. процессов ферментации (этанол, молочная кислота и т.д.). Разжиженные биомассы также будут применимы для газификации, гидрогенизации, органического синтеза или получения биогаза и кормов.
Если содержащие полисахариды биомассы являются лигноцеллюлозными, то предварительная обработка должна привести к тому, чтобы структура лигноцеллюлозного содержимого стала более доступной для ферментов, и в то же время концентрации вредных ингибирующих побочных продуктов, таких как уксусная кислота, фурфураль и гидроксиметилфурфураль, в основном оставались низкими. Существует несколько методик достижения указанного, при которых лигноцеллюлозный материал подвергают воздействию температур от 110 до 250°С в течение 1-60 мин, например экстракция горячей водой;
многоступенчатый гидролиз разбавленной кислотой, при котором растворенное вещество удаляется до образования ингибирующих веществ;
гидролиз разбавленной кислотой в условиях относительно низкой жесткости;
щелочное влажное окисление;
паровой взрыв;
практически любая предварительная обработка с последующей детоксикацией.
Содержащие полисахариды биомассы согласно настоящему изобретению включают любой материал, содержащий полимерные сахара, например в форме крахмала, а также очищенного крахмала, целлюлозы и гемицеллюлозы. Предпочтительны биомассы, имеющие содержание сухого вещества более 20%.
Соответствующие типы биомасс для ферментативного гидролиза и перемешивания согласно настоящему изобретению могут включать биомассы, полученные из сельскохозяйственных культур, например такие как крахмал, например содержащее крахмал зерно и очищенный крахмал;
кукурузные стебли;
жмых;
солома, например солома риса, пшеницы, ржи, овса, ячменя, рапса, сорго;
мягкая древесина, например Ршик кукскЦ/к, Ршик таб1а!а;
твердая древесина, например 8айх крр. Еиса1урЩк крр.;
клубни, например свекла, картофель;
зерно, например рис, пшеница, рожь, овес, ячмень, рапс, сорго и кукуруза;
макулатура, волокнистые фракции от переработки биогаза, компост, остатки после обработки масличной пальмы, твердые бытовые отходы или т.п. со сходным содержанием сухого вещества.
Если содержащие полисахариды биомассы являются лигноцеллюлозными, то материал до предварительной обработки может быть нарезан на куски, при этом 20% (мас./мас.) биомассы предпочтительно имеет размер в диапазоне 26-70 мм. Предварительно обработанный материал предпочтительно имеет содержание сухого вещества более 20% перед поступлением в смешивающее устройство. Кроме высвобождения из биомасс углеводов, в процессе предварительной обработки стерилизуют и частично растворяют биомассу и в то же время вымывают хлорид калия из фракции лигнина.
Перемешивание, осуществляемое в способе согласно настоящему изобретению, служит по меньшей мере четырем целям.
Во-первых, перемешивание обеспечивает тесный контакт между используемыми ферментами и содержащей полисахариды биомассой (субстратом), так как в большинстве случаев биомасса будет нерастворима или только очень плохо растворима.
Во-вторых, механическая работа, осуществляемая по отношению к материалу во время перемешивания, помогает разорвать большее количество волокон биомассы и частиц и поэтому будет способствовать увеличению площади поверхности материала. Это увеличит доступность, например, целлюлозы и гемицеллюлозы для используемых ферментов. Чтобы дополнительно увеличить механическую работу, совершаемую по отношению к материалу, в барабан могут быть добавлены стальные шарики или подоб
- 4 014759 ные средства, которые будут сталкиваться с материалом.
В-третьих, перемешивание материала предотвращает локальное накопление высокой концентрации целлюлозы, которое - как хорошо известно специалистам в данной области - может, например, ингибировать ферменты целлюлазы, особенно целлобиогидролазы.
В-четвертых, важным свойством ферментов целлюлаз является влияние связывающих целлюлозу доменов (СВЭ) на эффективность фермента. СВЭ являются функциональными частями разрушающих целлюлозу ферментов. СВЭ обеспечивает адгезию водорастворимого фермента на поверхности нерастворимого субстрата (целлюлозы). Тесная связь между ферментом и целлюлозой, обеспечиваемая СВО. увеличивает скорость катализа и стабильность фермента. Чтобы гидролизовать целлюлозу, фермент должен изменить положение СВЭ на цепи целлюлозы. Предполагается, что механическое действие, т.е. перемешивание, важно для перемещения СВЭ и, следовательно, для ферментативного действия ферментов вдоль цепи целлюлозы.
В дополнение к вышесказанному следует отметить, что ферментативный гидролиз биомассы традиционно проводили в реакторах с мешалками, оборудованных лопастным колесом (например, турбиной Раштона или лопастным колесом 1п1еш1д), смонтированным на центрально расположенном вале лопастного колеса, подобных реактору, который используют при промышленной ферментации. Из-за такого оборудования растворы с высокой вязкостью, очень липкого или содержащего большое количество сухого вещества материала не могут быть эффективно перемешаны, и в результате создаются зоны с очень плохим перемешиванием или не перемешанные зоны. Кроме того, перемешивание таких растворов требует очень большого потребления энергии, что убыточно с точки зрения экономичности процесса. Ранее при работе с содержащими полисахариды биомассами ограничивались возможным верхним пределом примерно 20%. Принцип перемешивания на основе действия силы тяжести согласно настоящему изобретению преодолевает указанную проблему и может быть использован в случае содержащих полисахариды биомасс с содержанием сухого вещества до 80%, предпочтительно 20-50%. Принцип перемешивания на основе действия силы тяжести согласно настоящему изобретению легко можно осуществлять в более крупном масштабе и применять по отношению ко всем видам биомасс, кроме очищенного крахмала, содержащим до более чем 80% целлюлозы.
В отличие от обычных реакторов с мешалками, традиционно используемых для ферментативного гидролиза, принцип перемешивания, основанный на действии силы тяжести, т. е. применение барабанного смесителя, смесителя с подниманием биомассы посредством вращения или сходного устройства для перемешивания, использующего принцип свободного падения, одновременно обеспечивает эффективное перемешивание даже при небольшой подводимой мощности и высоком содержании сухого вещества и, кроме того, осуществляет механическую обработку/разрушение посредством силы тяжести, включая усилия сдвига и силы разрыва, действующие между материалом и барабаном, а также сил, возникающих в результате столкновения между падающим материалом и дном барабана, и одновременно положительно сказывается на влиянии связывающих целлюлозу доменов (СВЭ) на эффективность фермента.
Хотя известна обработка несмешиваемых растительных материалов, таких как содержащая полисахариды биомасса с относительно высоким содержанием сухого вещества и большим средним размером волокон и частиц, в результате ферментации в твердом состоянии или в биореакторах, в которых для перемешивания используют смесители барабанного типа (Οίοναηοζζί е1 а1. 2002), такой принцип ранее не был реализован в специализированном способе разжижения/осахаривания или в процессе ферментации для получения биоэтанола.
Настоящее изобретение относится к способу обработки биомасс с относительно высоким содержанием сухого вещества, например содержанием сухого вещества от 20 до 80%, предпочтительно от 20 до 50%. Кроме того, способ согласно настоящему изобретению обеспечивает эффективное разжижение и осахаривание, что создает возможность, например, для прямого использования конечного продукта в ферментерах.
Ферменты, способные осуществлять превращение крахмала, целлюлозы и гемицеллюлозы или их частей в глюкозу, ксилозу и целлобиозу, добавляют к биомассе либо в нативной форме, либо в форме микроорганизмов, вызывающих накопление таких ферментов. рН и температуру биомассы корректируют в соответствии с оптимумом рН и оптимумом температуры для применяемых ферментов.
В зависимости от загрузки фермента биомасса будет разжижена и осахарена до жидкого состояния без какого-либо остатка крупных волокон и частиц или только с небольшим остатком крупных волокон или частиц в течение 3-24 ч. Добавление метаболизирующего глюкозу микроорганизма в любое заданное время в течение гидролиза и разжижения может повысить степень ферментативного гидролиза, так как при этом удаляются ингибирующие ферментативные продукты.
Подробное описание изобретения
Способ согласно настоящему изобретению можно осуществить с использованием следующих предпочтительных технических параметров.
Содержание сухого вещества: 20-80%, предпочтительно 25-70%, более предпочтительно 25-60%, еще более предпочтительно 25-50% или 25-40% и наиболее предпочтительно 25-35%.
Распределение размеров волокон и частиц лигноцеллюлозной биомассы: 0-150 мм, предпочтитель
- 5 014759 но 5-125 мм, более предпочтительно 10-100 мм, еще более предпочтительно 15-90 мм или 20-80 мм и наиболее предпочтительно 26-70 мм. Предпочтительное распределение размеров волокон и частиц определяют как наличие по меньшей мере 20% (мас./мас.) лигноцеллюлозной биомассы с размерами в пределах предпочтительного интервала.
Если содержащая полисахариды биомасса является лигноцеллюлозной, то ее необходимо предварительно обрабатывать, например, посредством экстракции горячей водой. В том случае если выбрана гидротермическая предварительная обработка, предпочтительными являются следующие технические параметры.
Температура предварительной обработки: 110-250°С, предпочтительно 120-240°С, более предпочтительно 130-230°С, более предпочтительно 140-220°С, более предпочтительно 150-210°С, более предпочтительно 160-200°С, еще более предпочтительно 170-200°С или наиболее предпочтительно 180200°С.
Время предварительной обработки: 1-60 мин, предпочтительно 2-55 мин, более предпочтительно 350 мин, более предпочтительно 4-45 мин, более предпочтительно 5-40 мин, более предпочтительно 5-35 мин, более предпочтительно 5-30 мин, более предпочтительно 5-25 мин, более предпочтительно 520 мин и наиболее предпочтительно 5-15 мин.
Содержание сухого вещества после предварительной обработки составляет по меньшей мере 20% (мас./мас.).
Ферментативная обработка содержащих полисахариды биомасс в смесителе, работающем на основе действия силы тяжести.
Если используют сосуд, основанный на принципе смешивания при свободном падении, в форме реактора с горизонтально размещенным валом смесителя, поднимающего биомассу, или сходное смешивающее устройство, то предпочтительными являются следующие технические параметры.
Скорость вращения: 0-30 об/мин, предпочтительно 0-20 об/мин, более предпочтительно 0-15 об/мин, еще более предпочтительно 0-10 об/мин и наиболее предпочтительно 0-5 об/мин.
Вращение с периодически меняющимся направлением вращения.
Вращение с предварительно определяемыми интервалами.
Оптимальная скорость вращения будет зависеть от объема сосуда, таким образом предпочтительная скорость вращения может быть относительно высокой, когда процесс осуществляют в относительно небольшом сосуде, а также она может быть относительно небольшой, когда процесс осуществляют в относительно большом сосуде.
Ферменты для лигноцеллюлозной биомассы:
целлобиаза (например, Νονοζνιη 188), целлюлаза (например, Се11ис1аз( 1.5 ЕС Ь).
Загрузка фермента в единицах фильтровальной бумаги (ЕРИ)/г СВ. 1 ЕРИ равна количеству фермента, необходимого для того, чтобы гидролизовать 1 мкмоль/мин гликозидных связей на фильтровальной бумаге νΐιαίιηαηπ № 1 в конкретных условиях, хорошо известных специалисту в данной области. Однако ферментативная активность в принципе может быть обеспечена в любой возможной форме, включая добавление микроорганизмов, приводящих к требуемой ферментативной активности, соответствующей 0,001-15 ЕРИ/г сухого вещества, предпочтительно 0,01-10 ЕРИ/г сухого вещества, более предпочтительно 0,1-8 ЕРИ/г сухого вещества, более предпочтительно 1-7 ЕРИ/г сухого вещества и наиболее предпочтительно меньше 6 ЕРИ/г.
Ферменты для биомассы, содержащей крахмал.
Ферменты для обработки крахмала: альфа-амилазы и глюкоамилазы.
Время обработки в случае ферментативного гидролиза: 0-72 ч, предпочтительно 1-60 ч, более предпочтительно 2-48 ч и более предпочтительно 3-24 ч, например 4-24 ч, например 6-24 ч, например 8-24 ч, например 10-24 ч, например 12-24 ч, например 18-24 ч или 22 ч.
Температура для ферментативного гидролиза. Корректируется в соответствии с оптимальными температурами для применяемых ферментативных активностей: 0-105°С, предпочтительно 10-100°С, более предпочтительно 15-90°С, более предпочтительно 20-80°С, более предпочтительно 25-70°С и наиболее предпочтительно 30-70°С, например 40-45°С или комнатная температура.
рН биомассы. Корректируется в соответствии с оптимумом рН для применяемых ферментативных активностей: 3-12, например 5-10, например 6-9, например 7-8 и предпочтительно 4-11.
Ферментативная обработка может быть проведена в виде периодического процесса, процесса с подпиткой или непрерывного процесса.
Пример 1. Ферментативный гидролиз в лабораторном масштабе.
Прессованную предварительно обработанную пшеничную солому со средним размером примерно 40 мм (противоточная водная экстракция при 180-200°С в течение 5-10 мин, относительный расход воды и сухого вещества 5:1), соответствующую 25 г сухой массы (=67,0 г предварительно обработанной соломы) помещали в полиэтиленовый пакет. Смешивали 0,75 мл Nονοζут 188, 3,75 мл Се11нс1а51 1.5 ЕС Ь и 11,9 мл 50 мМ натрий-цитратного буфера, рН 5,0, и спрыскивали солому. Это приводило к конечному содержанию сухого вещества 30%. Загрузка ферментов соответствовала 10 единицам фильтровальной
- 6 014759 бумаги (РРИ)/г СВ.
Смеситель состоял из барабана (1,0 м длиной и 0,78 м в диаметре) с 5 внутренними ребрами вдоль длинной оси, чтобы обеспечить надлежащее перемешивание материала. Барабан вращался в направлении горизонтальной оси со скоростью 26 об/мин. Перемешивание/гидролиз материала осуществляли в течение 18-24 ч при комнатной температуре. Это приводило к получению густой пасты, не содержащей никаких остатков крупных волокон. В контрольном пакете с такой же загрузкой ферментов, но без перемешивания не наблюдали признаков разложения соломы.
Часть материала, полученного после ферментативного гидролиза в течение 24 ч (количество, соответствующее 29 г сухого вещества), разбавляли до 15% сухого вещества в бутылку В1и сар и добавляли дрожжи (пекарские дрожжи, Эе Эапкке 8рп1ГаЬпккег). Бутылку закрывали с воздушной пробой и помещали на 72 ч при 30°С с перемешиванием при 500 об/мин. Полученная в результате жидкость содержала 33 г/л этанола, 10 г/л ксилозы. Глюкозу не обнаруживали, что свидетельствует о том, что дрожжи были способны утилизировать всю глюкозу, образуемую во время гидролиза. При условии, что выход этанола по отношению к глюкозе составляет 0,5 г этанола на 1 г глюкозы, это соответствовало превращению 70% исходной целлюлозы.
Пример 2. Ферментативный гидролиз в пилотном масштабе.
Прессованную предварительно обработанную пшеничную солому со средним размером примерно 40 мм (предварительно обработанную противоточной водной экстракцией при 180-200°С в течение 5-10 мин с относительным расходом воды и сухого вещества 5:1), соответствующую 7 кг сухой массы (=20 кг предварительно обработанной соломы), помещали в обычную бетономешалку с вращающимся барабаном с горизонтальной осью, наклоненной примерно на 10°. Мешалка имела 2 внутренних ребра вдоль длинной оси, чтобы гарантировать перемешивание материала. На отверстие устанавливали крышку, чтобы избежать испарения из мешалки. Барабан мешалки вращался в направлении горизонтальной оси со скоростью 29 об/мин.
К соломе добавляли 200-1150 мл Се11ис1ак1 1.5 РС Ь и 40-225 мл Νονο/ут 188. Это приводило к получению конечного содержания сухого вещества 30%. Загрузка ферментов соответствовала 3-15 РРИ/г СВ. рН доводили до 4,8-5,0 добавлением карбоната натрия.
Бетономешалку нагревали до 40-45°С, используя тепловентилятор. Перемешивание/гидролиз материала осуществляли в течение 22 ч. В зависимости от загрузки ферментов это приводило к получению более или менее вязкой жидкости, не содержащей никаких остатков крупных волокон. Предварительно обработанную солому разрушали до образования пасты примерно за 3-5 ч. После 5-24 ч перемешивания паста превращалась в вязкую жидкость. В контрольных экспериментах только с предварительно обработанной пшеничной соломой или с пшеничной соломой, предварительно обработанной только при 160°С, но с использованием такой же загрузки фермента, не наблюдали признаков разжижения соломы.
Одновременное осахаривание и ферментацию осуществляли, добавляя в бетономешалку дрожжи после 24 ч гидролиза при 40-45°С с использованием загрузки ферментов 10-15 РРИ/г СВ. Температуре давали возможность снизиться ниже 35°С и добавляли прессованные пекарские дрожжи (Эе Иаикке 8рпкГаЬпккег) до концентрации примерно 1% (мас./мас.), исходя из начальной сухой массы соломы. Осахаривание и ферментацию продолжали в течение 48 ч при 25°С.
Полученный в результате материал центрифугировали в течение 15 мин при 2500 об/мин. Надосадок фильтровали через 0,45 мкм-фильтр и анализировали в отношении сахаров, используя ВЭЖХ. При загрузке ферментов 15 РРИ/г СВ надосадок содержал 70 г/л глюкозы, 30 г/л ксилозы через 24 ч гидролиза. Это соответствовало 50% гидролизу целлюлозы и гемицеллюлозы, исходно присутствующей в соломе. Одновременное осахаривание и ферментация с использованием загрузки фермента 10 РРИ/г СВ приводили к получению 42 г/л этанола и 30 г/л ксилозы.
Пример 3. Разжижение, гидролиз и ферментация.
Конструировали реактор для гидролиза, чтобы осуществить эксперименты по разжижению и гидролизу твердого вещества с концентрациями более 20% СВ (фиг. 1). Реактор состоял из горизонтально размещенного барабана, разделенного на 5 отдельных камер, каждая из которых имела ширину 20 см и диаметр 60 см. Горизонтальный вращающийся вал, оборудованный тремя лопатками в каждой камере, использовали для перемешивания/взбалтывания. В качестве привода использовали мотор 1,1 кВт и скорость вращения регулировали в диапазоне от 2,5 до 16,5 об/мин. Направление вращения программировали так, чтобы оно менялось дважды за минуту: по часовой стрелке и против часовой стрелки. Заполненная водой нагревательная рубашка с наружной стороны обеспечивала контроль температуры до 80°С.
Камеры заполняли прессованной предварительно обработанной пшеничной соломой со средним размером примером 40 мм (предварительно обработанной противоточной водной экстракцией при 180200°С в течение 5-10 мин с относительным расходом воды и сухого вещества 5:1) и водой, получая исходное содержание СВ от 20 до 40%. Добавляли Се11ис1ай 1.5 РС Ь и Νονο/ут 188 в соотношении 5:1, получая загрузку ферментов 7 РРИ на 1 г СВ. Разжижение и гидролиз осуществляли при 50°С и рН от 4,8 до 5,0. Скорость перемешивания составляла 6,6 об/мин. Эксперименты по одновременному осахариванию и ферментации (88Р) осуществляли, снижая температуру до 32°С после 8-часового разжижения и гидролиза и после добавления 15 г прессованных пекарских дрожжей (Эе Иаикке 8рг1кГаЬг1ккег) на 1 кг
- 7 014759 исходного СВ.
Разжижение и гидролиз были возможны при исходном содержании СВ до 40% СВ (фиг. 2 и 3). В случае исходного содержания 40% СВ можно было достичь концентраций глюкозы 80 г-кг-1 через 96 ч. Также можно было осуществлять процесс в виде 88Е (фиг. 3), уменьшая при этом ингибирование целлюлаз продуктами, вызванное накоплением глюкозы. Можно было ферментировать гидролизаты, содержащие до 40% исходного СВ, используя обычные пекарские дрожжи. В частично анаэробных условиях выход этанола составлял 80, 79, 76, 73 и 68% от теоретически возможного при 20, 25, 30, 35 и 40% СВ соответственно.
Пример 4. Разжижение, осахаривание и ферментация сельскохозяйственных культур.
Лигноцеллюлозную и содержащую крахмал биомассу можно обрабатывать одновременно, используя перемешивание на основе действия силы тяжести и смесь целлюлаз, гемицеллюлаз и амилаз. Лигноцеллюлозные биомассы могут быть получены из сельскохозяйственных культур, состоящих, например, из стеблей кукурузы, соломы, например риса, пшеницы, ржи, овса, ячменя, рапса и сорго; клубней, например свеклы, картофеля; зерна, например риса, пшеницы, ржи, овса, ячменя, рапса, сорго; древесины, состоящей из древесины мягких пород, например Ршик 5у1ус51г15. Ртик габ1а1а, древесины твердых пород, например 8айх крр., Еиса1ур1ик крр., твердых бытовых отходов, макулатуры и подобных биомасс.
В экспериментах использовали реактор для гидролиза, описанный в примере 3. Пшеничную солому (главным образом источник лигноцеллюлозы) предварительно обрабатывали, используя противоточную водную экстракцию при 180-200°С в течение 5-10 мин при относительном расходе воды и сухого вещества 5:1. Зерно пшеницы (главным образом источник крахмала) подвергали сухому помолу, используя вальцовую мельницу КоидккИбе. Зерно пшеницы и предварительно обработанную солому со средним размером примерно 40 мм смешивали в соотношении 1:1 в расчете на сухое вещество. Содержание СВ доводили до 30-40% добавлением воды. Добавляли Се11ис1ак! 1.5 ЕС Ь и Νονο/ут 188 в соотношении 5:1, получая загрузку ферментов 7 ЕРИ на 1 г СВ соломы. Гидролиз крахмала осуществляли, используя фермент для приготовления холодного затора N850033 (Νονο/утек А/8, Вадкуаегб, Эептагк) с загрузкой 3,5 г на 1 кг зерна пшеницы. Разжижение и гидролиз осуществляли при 50°С и рН от 4,8 до 5,0. Через 8 ч температуру снижали до 34°С и добавляли 15 г прессованных пекарских дрожжей (Эе Эапкке 8ргбГаЬпккег) на 1 кг исходного СВ. В параллели проводили эксперимент только с соломой при 30% СВ.
Перемешивание соломы с зерном приводило к быстрому начальному накоплению глюкозы на стадии разжижения и гидролиза по сравнению с применением одной соломы (фиг. 4). После 96-часового разжижения и 88Е концентрация этанола составляла 41 г-кг-1 при использовании только пшеничной соломы в качестве единственного субстрата (фиг. 4). В эксперименте с соломой и зерном концентрация этанола достигала 68 г-кг-1.
Пример 5. Низкотемпературное разжижение крахмала или содержащих крахмал материалов.
Способ согласно настоящему изобретению также можно применять для низкотемпературной обработки очищенного крахмала или содержащих крахмал материалов (например, свеклы, картофеля, зерновых: риса, пшеницы, ржи, овса, ячменя, сорго). Согласно примеру 4 предварительная обработка зерна не требуется для разжижения и гидролиза крахмала. С другой стороны, обычно применяют сухой помол для предварительной обработки содержащего крахмал зерна. Зерно сухого помола с содержанием сухого вещества 20-60% загружают в смеситель, работающий по принципу действия силы тяжести. Одновременно добавляют фермент для получения холодного затора N850033 (Νονο/утек А/8, Вадкуаегб, Эептагк) или альфа-амилазу и глюкоамилазы. В таком случае возможно полное разжижение и осахаривание крахмала в процессе, осуществляемом в одном реакторе. Диапазоны температур и рН в ходе процесса ферментативного гидролиза определяются ферментами и будут составлять от 25 до 60°С, предпочтительно 40-55°С, и рН 3-12, предпочтительно рН 3-8 соответственно. Способ можно комбинировать с 88Е.
Цитированная литература.
Са1Ье, М., 2ассЫ, С. (2002). А гехзехг οΓ 111е рюби^ю:! οΓ еΐйаηο1 Ггот ^Г^^б. Арр1. М1сгоЬю1. В^есйшЕ, 59:618-628.
С^ονаηηοζζ^-8е^таηη^, С., О'АпщЬа1е, А., Регаш, С., Ρογπ, А., Еа1ек1еб1, С. (2002). 8ο1^б-кΐаΐе ЬюгеасЮгк Γοτ 111е кик1атаЬ11йу. ййр://ххх.иη^ΐик.й/б^ра^ΐ^теηΐ^/баЬас/р^οдей^/ккЬ^ο^еасΐο^к/кο1^бкΐаΐеЬ^ο^еасΐο^.йΐт
Сгедд, Ό., 8абб1ег, ΙΝ. (1995). Вю^^его^ οΓ 1^дηοсе11и1οк^с гещбиек ΐο еΐйаηο1:Р^οсекк Г^у-кйее! беνе1οртеηΐ. Вютакк Вюепегд., 9:287-302.
Ма1к, и., Ек1едйа1а11ап, А.В., 8абб1ег, ΙΝ. (2002). 1пГ1иепсе οΓ т1хшд гедппе οη епхутабс кассйапДсаΐίοη οΓ Чеат-ехр^беб ^^х^б сЫрк. Арр1. Вюскет. Вю1ес1ию1. 98-100:463-472.
И8 4409329.
И8 2002117167 А.
И8 2004005674 А.

Claims (12)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ разжижения и осахаривания содержащих полисахариды биомасс, включая лигноцеллюлозную биомассу, отличающийся тем, что указанную биомассу подвергают ферментативному гидролизу с использованием по меньшей мере одной целлюлазы либо в нативной форме, либо в форме микроорганизмов, вызывающих накопление таких ферментов, в сочетании с перемешиванием в смесителе, использующем принцип свободного падения, таком как барабанный смеситель, которые обеспечивают механическую обработку и/или разрушение биомассы, причем указанная биомасса имеет содержание сухого вещества более 20% в начале перемешивания/гидролиза.
  2. 2. Способ по п.1, в котором указанная содержащая полисахариды биомасса представляет собой лигноцеллюлозную биомассу, полученную из сельскохозяйственных культур, состоящую, например, из стеблей кукурузы, жмыха, соломы, например риса, пшеницы, ржи, овса, ячменя, рапса и сорго; клубней, например свеклы, картофеля; зерна, например риса, пшеницы, ржи, овса, ячменя, рапса, сорго; древесины, состоящей из мягкой древесины, например Ртик κνΙνοκίΓίκ. Ртик габ1а!а, твердой древесины, например 8а11х крр., Еиса1ур1ик крр., или твердых бытовых отходов, макулатуры, фракции волокон от переработки биогаза, компоста и подобных биомасс.
  3. 3. Способ по п.1, в котором указанная содержащая полисахариды биомасса представляет собой крахмал, например содержащее крахмал зерно или очищенный крахмал.
  4. 4. Способ по п.1, в котором указанная содержащая полисахариды биомасса представляет собой смесь крахмала, например содержащего крахмал зерна или очищенного крахмала, и лигноцеллюлозных биомасс, полученных из сельскохозяйственных культур, состоящих, например, из стеблей кукурузы, соломы, например риса, пшеницы, ржи, овса, ячменя, рапса и сорго; клубней, например свеклы, картофеля; зерна, например риса, пшеницы, ржи, овса, ячменя, рапса, сорго; древесины, состоящей из мягкой древесины, например Ртик куАекПтк, Ртик габ1а1а, твердой древесины, например 8а11х крр., Еиса1ур1ик крр.; твердых бытовых отходов, макулатуры и подобных биомасс.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором содержание сухого вещества в содержащей полисахариды биомассе составляет от 25 до 80%.
  6. 6. Способ по любому из пп.1, 2 или 4, в котором по меньшей мере 20% (мас./мас.) лигноцеллюлозной биомассы имеет размер волокон более 26 мм.
  7. 7. Способ по любому из пп.1, 2 или 4, в котором лигноцеллюлозная биомасса подвергается предварительной тепловой обработке от 110 до 250°С.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, в котором ферментативный гидролиз осуществляют с использованием комбинации гидролитических ферментов, включающей в себя фермент, лизирующий углеводы, и окислительный фермент.
  9. 9. Способ по любому из пп.1, 3 или 4, в котором ферментативный гидролиз содержащего крахмал зерна осуществляют с использованием комбинации гидролитических ферментов и протеолитических ферментов.
  10. 10. Способ по любому из пп.1-9, в котором ферментативный гидролиз осуществляют при 0-105°С.
  11. 11. Способ по любому из пп.1-10, в котором время обработки для ферментативного гидролиза составляет 1-72 ч.
  12. 12. Способ по любому из пп.1-11, который осуществляют в виде периодического способа, способа с подпиткой, непрерывного способа.
EA200701127A 2004-11-29 2005-11-07 Ферментативный гидролиз биомасс, имеющих высокое содержание сухого вещества EA014759B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200401854 2004-11-29
PCT/IB2005/003308 WO2006056838A1 (en) 2004-11-29 2005-11-07 Enzymatic hydrolysis of biomasses having a high dry matter (dm) content

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200701127A1 EA200701127A1 (ru) 2008-06-30
EA014759B1 true EA014759B1 (ru) 2011-02-28

Family

ID=35809569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200701127A EA014759B1 (ru) 2004-11-29 2005-11-07 Ферментативный гидролиз биомасс, имеющих высокое содержание сухого вещества

Country Status (29)

Country Link
US (2) US7842490B2 (ru)
EP (2) EP2154236A1 (ru)
JP (1) JP5097885B2 (ru)
KR (1) KR101254824B1 (ru)
CN (1) CN101090962B (ru)
AP (1) AP2701A (ru)
AT (1) ATE520769T1 (ru)
AU (1) AU2005308568B2 (ru)
BR (1) BRPI0516665B8 (ru)
CA (1) CA2589165C (ru)
CR (1) CR9213A (ru)
CU (1) CU23449A3 (ru)
CY (1) CY1112207T1 (ru)
DK (1) DK1828373T3 (ru)
EA (1) EA014759B1 (ru)
ES (1) ES2369605T3 (ru)
HR (1) HRP20110753T1 (ru)
ME (1) ME01957B (ru)
MX (1) MX2007006260A (ru)
NI (1) NI200700134A (ru)
NO (1) NO337412B1 (ru)
NZ (1) NZ556159A (ru)
PL (1) PL1828373T3 (ru)
PT (1) PT1828373E (ru)
RS (1) RS52032B (ru)
SI (1) SI1828373T1 (ru)
UA (1) UA95226C2 (ru)
WO (1) WO2006056838A1 (ru)
ZA (1) ZA200705180B (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016036584A1 (en) * 2014-09-03 2016-03-10 Api Intellectual Property Holdings, Llc Continuous countercurrent enzymatic hydrolysis of pretreated biomass at high solids concentrations
RU2651596C1 (ru) * 2014-04-22 2018-04-23 Ренмэтикс, Инк. Способ гидролиза смешанной биомассы
RU2754361C1 (ru) * 2021-01-30 2021-09-01 Вадим Владимирович Коньшин Способ получения карамельного солода

Families Citing this family (113)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070014905A1 (en) * 2003-06-30 2007-01-18 Purdue Research Foundation Starchy material processed to produce one or more products comprising starch, ethanol, sugar syrup, oil, protein, fiber, gluten meal, and mixtures thereof
JP4503359B2 (ja) * 2004-06-08 2010-07-14 サッポロビール株式会社 穀物類の乾燥方法及び当該乾燥方法を用いた乾燥装置
WO2007009463A2 (en) 2005-07-19 2007-01-25 Holm Christensen Biosystemer Aps Method and apparatus for conversion of cellulosic material to ethanol
ATE458805T1 (de) 2005-09-30 2010-03-15 Dong Energy Generation As Ohne druck erfolgende vorbehandlung, enzymatische hydrolyse und fermentation von abfallfraktionen
JP4734425B2 (ja) * 2006-01-27 2011-07-27 ユニバーシティ オブ マサチューセッツ バイオ燃料および関連材料を製造するためのシステムおよび方法
JP2009538388A (ja) * 2006-05-26 2009-11-05 エルサム・クラフト・アクティーゼルスカブ 液化バイオマスから合成ガスを生成する方法
NO324955B1 (no) 2006-08-30 2008-01-14 Cambi As Fremgangsmate for termisk enzymatisk hydrolyse av lignocellulose
JP2008104452A (ja) * 2006-09-29 2008-05-08 Kumamoto Univ アルコール生産システムおよびアルコール生産方法
CA3010054A1 (en) 2006-10-26 2008-06-19 Xyleco, Inc. Methods of processing biomass comprising electron-beam radiation
DE102007006483A1 (de) * 2007-02-09 2008-08-14 Westfalia Separator Gmbh Verfahren zur Gewinnung eines Wertproduktes, insbesondere Stärke, aus einem Getreidemehl
US7807419B2 (en) * 2007-08-22 2010-10-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for concentrated biomass saccharification
KR100968439B1 (ko) * 2007-10-26 2010-07-07 단국대학교 산학협력단 바이오매스의 분별 당화장치 및 그의 공정
EP2060635A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-20 Syngenta Participations AG An improved process for providing ethanol from plant material
WO2009090480A2 (en) 2007-12-21 2009-07-23 Inbicon A/S Non-sterile fermentation of bioethanol
BRPI0905792A2 (pt) * 2008-02-01 2016-07-05 Inbicon As método de liquefação aprimorada e sacarificação de biomassa lignocelulósica
EP2257632A1 (en) * 2008-02-27 2010-12-08 Qteros, Inc. Methods forthe conversion of plant materials into fuels and chemicals by sequential action of two microorganisms
US20090286294A1 (en) * 2008-04-04 2009-11-19 University Of Massachusetts Methods and Compositions for Improving the Production of Fuels in Microorganisms
EP2276846A2 (en) * 2008-04-10 2011-01-26 Inbicon A/S Processing lignocellulosic biomass to fixed, high levels of dry matter content
CN102083992B (zh) * 2008-05-07 2016-05-18 诺维信公司 发酵含木素纤维素材料
EP2282648A4 (en) * 2008-06-09 2011-09-21 Temple Inland PREBIOTIC COMPOSITIONS AND MANUFACTURING AND USE METHOD THEREFOR
WO2009152362A2 (en) * 2008-06-11 2009-12-17 University Of Massachusetts Methods and compositions for regulating sporulation
JP5601763B2 (ja) * 2008-07-02 2014-10-08 日清オイリオグループ株式会社 高蛋白質低グルコシノレート菜種ミールの製造方法。
EP2145938A1 (de) * 2008-07-14 2010-01-20 Jörn Dr. Wenger Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eins Biokraftstoffes
JP5300846B2 (ja) * 2008-07-30 2013-09-25 株式会社ケー・イー・エム リグノセルロースまたはセルロースを含有する物質の処理方法
CA2731983C (en) * 2008-08-11 2017-02-14 Dsm Ip Assets B.V. Degradation of lignocellulosic material
US8667706B2 (en) * 2008-08-25 2014-03-11 David N. Smith Rotary biomass dryer
RU2430114C2 (ru) * 2008-12-22 2011-09-27 Закрытое Акционерное Общество Научно-Исследовательский Институт "Росбио" Способ получения углеводов гидролизом полисахаридных комплексов водорослей (варианты)
CN102264913A (zh) 2008-12-22 2011-11-30 因比肯公司 加工青贮生物质的方法
NZ600967A (en) * 2009-02-11 2013-06-28 Xyleco Inc Saccharifying biomass
MX2011009477A (es) * 2009-03-09 2012-01-20 Qteros Inc Preparacion de productos finales fermentativos de clostridium sp.
US20100086981A1 (en) * 2009-06-29 2010-04-08 Qteros, Inc. Compositions and methods for improved saccharification of biomass
TW201100547A (en) 2009-03-31 2011-01-01 Chemtex Italia S R L An improved process for the rapid hydrolysis of high solids biomass
US9506098B2 (en) 2011-09-24 2016-11-29 Beta Renewables S.P.A. Process for the rapid hydrolysis of high solids biomass
US8636402B2 (en) 2009-05-20 2014-01-28 Xyleco, Inc. Processing biomass
EP3336168A1 (en) * 2009-05-20 2018-06-20 Xyleco, Inc. Processing biomass
US20100330648A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Harvey J Todd Method and system for preparing biomass for biotreatment in a static solid state bioreactor
US20110020894A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Robert Ingraham Method to facilitate recycling of biomass degrading enzymes
CN102362029B (zh) 2009-08-24 2014-10-15 阿文戈亚生物能源新技术公司 由纤维素生物质生产乙醇和副产物的方法
US8828970B2 (en) 2009-08-27 2014-09-09 Georgia-Pacific Wood Products Llc Methods of making and using a ruminant gas reduction composition
JP5638783B2 (ja) * 2009-09-09 2014-12-10 日本製紙株式会社 アルコール発酵用酵母およびそれを用いたエタノールの製造方法
JP5334055B2 (ja) * 2009-09-14 2013-11-06 独立行政法人産業技術総合研究所 バイオナノファイバーの製造方法
WO2011032557A2 (en) 2009-09-15 2011-03-24 Dong Energy Power A/S Enzymatic treatment of household waste
BRPI1002758A2 (pt) * 2009-10-06 2012-10-30 Kl Energy Corp processo para o pré-tratamento termomecánico de biomassa e combinador de pré-tratamento de biomassa
CN106978454A (zh) * 2009-10-08 2017-07-25 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 从含木质纤维素的材料制备发酵产物的工艺
CA2778818A1 (en) * 2009-10-26 2011-05-05 University Of Maine System Board Of Trustees Production of lactic acid from hemicellulose extracts
EP2509453A4 (en) 2009-12-08 2013-11-20 Tin Inc D B A Temple Inland NUTRITIONAL COMPOSITION AND METHODS OF MAKING AND USING THE SAME
WO2011081658A2 (en) * 2009-12-15 2011-07-07 Qteros, Inc. Methods and compositions for producing chemical products from c. phytofermentants
UA119029C2 (uk) * 2010-01-20 2019-04-25 Ксілеко, Інк. Диспергування початкової сировини і переробка матеріалів
CA2795501C (en) 2010-03-19 2019-02-26 Poet Research, Inc. System for the treatment of biomass
US9034620B2 (en) 2010-03-19 2015-05-19 Poet Research, Inc. System for the treatment of biomass to facilitate the production of ethanol
GB2478791A (en) * 2010-03-19 2011-09-21 Qteros Inc Ethanol production by genetically-modified bacteria
WO2011125056A1 (en) 2010-04-08 2011-10-13 Inbicon A/S Rapid and low cost enzymatic full conversion of lignocellulosic biomass
BR112012032999B1 (pt) 2010-06-26 2022-11-29 Virdia, Llc Hidrolisado lignocelulósico e métodos de hidrólise ácida e desacidificação para gerar misturas de açúcar a partir de lignocelulose
IL206678A0 (en) 2010-06-28 2010-12-30 Hcl Cleantech Ltd A method for the production of fermentable sugars
WO2012012590A2 (en) 2010-07-23 2012-01-26 Novozymes A/S Processes for producing fermentation products
IL207329A0 (en) 2010-08-01 2010-12-30 Robert Jansen A method for refining a recycle extractant and for processing a lignocellulosic material and for the production of a carbohydrate composition
US8709770B2 (en) 2010-08-31 2014-04-29 Iogen Energy Corporation Process for improving the hydrolysis of cellulose in high consistency systems using one or more unmixed and mixed hydrolysis reactors
IL207945A0 (en) 2010-09-02 2010-12-30 Robert Jansen Method for the production of carbohydrates
PT106039A (pt) 2010-12-09 2012-10-26 Hcl Cleantech Ltd Processos e sistemas para o processamento de materiais lenhocelulósicos e composições relacionadas
JP2012139144A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Jgc Corp グルコースを主成分とする糖類の製造方法
US8940129B2 (en) 2010-12-30 2015-01-27 Uop Llc Process for reducing one or more insoluble solids in a black liquor
WO2012099967A1 (en) 2011-01-18 2012-07-26 Poet, Llc Systems and methods for hydrolysis of biomass
PL2675907T3 (pl) 2011-02-14 2018-03-30 Xyleco, Inc. Przetwarzanie surowców papierowych
EP2694594A4 (en) 2011-04-07 2015-11-11 Virdia Ltd METHODS AND PRODUCTS FOR LIGNOCELLULOSE CONVERSION
EP2729585A4 (en) 2011-07-07 2015-03-18 Poet Res Inc SYSTEMS AND METHOD FOR ACID RECYCLING
US20150037856A1 (en) 2011-10-06 2015-02-05 Inbicon A/S Rapid and low cost enzymatic full conversion of lignocellulosic biomass
UA116335C2 (uk) 2011-10-06 2018-03-12 Хамлет Протеїн А/С Спосіб суміщеного отримання ферментованого твердого продукту і етанолу, сирий етанол, ферментований твердий продукт та його застосування, харчова та кормова добавка, харчовий, кормовий, косметичний та фармацевтичний продукт
WO2013055785A1 (en) 2011-10-10 2013-04-18 Virdia Ltd Sugar compositions
CN104334716A (zh) * 2011-12-23 2015-02-04 德意诺夫 具有重构转录单元的细菌及其用途
WO2013103138A1 (ja) * 2012-01-06 2013-07-11 株式会社Ihi バイオマスの糖化方法及び糖化装置、糖の製造方法及び糖製造装置並びにエタノールの製造方法及びエタノール製造装置
JP2015508835A (ja) 2012-02-15 2015-03-23 インビコン エー／エス 熱水前処理のフィードバック制御を用いたリグノセルロース系バイオマスの処理方法
BR112014026885B1 (pt) * 2012-05-04 2021-08-10 Archer Daniels Midland Company Método para produzir etanol mediante fermentação de um produto de grãos integrais
CA3095401C (en) 2012-06-12 2023-01-31 Renescience A/S Methods and compositions for biomethane production
WO2014009849A2 (en) 2012-07-09 2014-01-16 University Of Calcutta Stabilized laccase enzyme and methods of making and using the same
US11118203B2 (en) 2012-08-01 2021-09-14 Inbicon A/S Methods of processing lignocellulosic biomass using single-stage autohydrolysis and enzymatic hydrolysis with C5 bypass and post-hydrolysis
BR122016017656B1 (pt) 2012-11-09 2021-03-02 Dsm Ip Assets B.V processo para a preparação de etanol a partir de material lignocelulósico
JP6396307B2 (ja) 2012-11-09 2018-09-26 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ．Ｄｓｍ Ｉｐ Ａｓｓｅｔｓ Ｂ．Ｖ． リグノセルロース系材料の酵素加水分解および糖類発酵のための方法
WO2014075694A1 (en) * 2012-11-18 2014-05-22 Inbicon A/S Methods of processing empty fruit bunches (efb) to fermentable sugars using multiple-stage enzymatic hydrolysis
CN103146781B (zh) * 2013-03-21 2015-11-11 新疆梅花氨基酸有限责任公司 一种棉杆水解液及其制备方法
US9790529B2 (en) 2013-08-09 2017-10-17 University Of Calcutta Psychrophilic enzymes compositions and methods for making and using same
WO2015050881A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-09 The Texas A&M University System Systems and methods for converting lignocellulosic biomass to concentrated sugars
BR112016007228A2 (pt) 2013-10-04 2017-08-01 Jgc Corp método para a produção de sacarídeos contendo glicose como componente principal
CN103468560A (zh) * 2013-10-10 2013-12-25 北康酿造食品有限公司 糖化与酒精发酵一步法酿醋的方法
US20150147786A1 (en) * 2013-11-24 2015-05-28 E I Du Pont De Nemours And Company High force and high stress destructuring for starch biomass processing
HUE065657T2 (hu) 2014-04-30 2024-06-28 Versalis Spa Eljárás lignocellulóz anyag enzimatikus hidrolízisére és cukrok fermentálására
EP3186372B1 (en) 2014-08-28 2020-10-21 Novozymes A/S Solubilization of msw with blend enzymes
MY179239A (en) 2014-09-19 2020-11-02 Xyleco Inc Saccharides and saccharide compositions and mixtures
MY195095A (en) 2014-12-19 2023-01-10 Dsm Ip Assets Bv Process for Enzymatic Hydrolysis of Lignocellulosic Material And Fermentation Of Sugars
CA2876672C (en) 2014-12-23 2023-03-28 Iogen Energy Corporation Plug flow hydrolysis reactor and process of using same
WO2016112134A1 (en) 2015-01-07 2016-07-14 Virdia, Inc. Methods for extracting and converting hemicellulose sugars
KR101695702B1 (ko) 2015-07-09 2017-01-23 한국에너지기술연구원 2세대 바이오 매스의 6탄당을 이용한 저등급 석탄의 고품위화 방법
KR101709328B1 (ko) 2015-07-09 2017-03-08 한국에너지기술연구원 2세대 바이오 매스의 5탄당을 이용한 저등급 석탄의 고품위화 방법
WO2017076421A1 (en) 2015-11-02 2017-05-11 Renescience A/S Solubilization of msw with blend enzymes
CN105543310A (zh) * 2016-02-16 2016-05-04 河南鑫源生物科技有限公司 一种生产淀粉糖的方法
WO2018083301A2 (en) 2016-11-04 2018-05-11 Inbicon A/S Method for preparing fermentable sugars from lignocellulosic biomass
JP2020507323A (ja) * 2017-02-10 2020-03-12 ローカス アイピー カンパニー、エルエルシー 携帯デバイス及び微生物の効率的な生成方法
WO2018187749A2 (en) 2017-04-07 2018-10-11 Locus Ip Company, Llc Production and cryopreservation of high concentration inocula
KR101915581B1 (ko) * 2017-04-25 2018-11-07 한국세라믹기술원 화학적 방법과 물리적 방법을 동시에 수행할 수 있는 연속식 바이오매스 융합처리장치 및 이를 이용한 바이오매스 처리방법
WO2019050960A1 (en) 2017-09-05 2019-03-14 Poet Research, Inc. METHODS AND SYSTEMS FOR PROPAGATION OF A MICROORGANISM USING A WASTE BY-PRODUCT OF A PULP MILL AND / OR PAPER MILL AND METHODS AND SYSTEMS THEREOF
KR102028451B1 (ko) 2017-11-02 2019-11-14 한국에너지기술연구원 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템
CA3083424A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 Hamlet Protein A/S Vertical plug-flow process for bio-conversion of biomass involving enzymes
EP3732282A4 (en) 2017-12-28 2021-10-13 Locus IP Company, LLC REACTORS AND UNDERWATER FERMENTATION PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OF MICROBASED PRODUCTS
EP3530743A1 (en) 2018-02-21 2019-08-28 Cambridge Glycoscience Ltd Method of production
WO2019201765A1 (en) 2018-04-20 2019-10-24 Renescience A/S Method for determining chemical compounds in waste
EP3569657A1 (en) 2018-06-26 2019-11-20 Renescience A/S Asphalt mixture composition comprising digestate additive
MX2021001716A (es) 2018-08-15 2021-05-31 Cambridge Glycoscience Ltd Composiciones novedosas, su uso y metodos para su formacion.
JP2022545650A (ja) 2019-08-16 2022-10-28 ケンブリッジ グリコサイエンス エルティーディー バイオマスを処理してオリゴ糖および関連組成物を生成する方法
JP2023506464A (ja) 2019-12-12 2023-02-16 ケンブリッジ グリコサイエンス エルティーディー 低糖の多相食料品
US10995351B1 (en) 2020-09-14 2021-05-04 Fluid Quip Technologies, Llc System and method for producing a carbohydrate stream from a cellulosic feedstock
EP4240543A1 (en) 2020-11-04 2023-09-13 Renescience A/S Method for enzymatic and/or microbial processing of waste comprising recirculation of process water
CA3234254A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-20 Murat BALABAN Cellulose hydrolysis apparatus for use with high solids loading
WO2024068556A1 (en) 2022-09-26 2024-04-04 Renescience A/S A method for processing fines
WO2024115642A1 (en) 2022-12-01 2024-06-06 Renescience A/S Method for production of hydrogen gas from waste

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2219668A (en) * 1938-03-22 1940-10-29 Chemical Foundation Inc Production of ethyl alcohol
WO1981002898A1 (en) * 1980-03-31 1981-10-15 Solargizer Int Inc Process and apparatus for the production of useful cultures and/or metabolites
US4409329A (en) * 1981-03-23 1983-10-11 Gulf Research & Development Company Saccharification method
US5185255A (en) * 1986-05-09 1993-02-09 Rikagaku Kenkyusho Cell culture method
WO1997028306A1 (en) * 1996-01-31 1997-08-07 Consiglio Nazionale Delle Ricerche Process for the production of cellulose paper pulps by biodelignification of vegetable masses
WO1997041247A1 (en) * 1996-05-01 1997-11-06 Eau-Viron Incorporated Apparatus and method for the continuous conversion of a cellulosic material to ethanol
WO1998030710A1 (en) * 1997-01-10 1998-07-16 Nguyen Quang A Tower reactors for bioconversion of lignocellulosic material
WO2002067691A1 (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Battelle Memorial Institute Hydrolysis of biomass material
WO2003071025A2 (en) * 2002-02-22 2003-08-28 Gilles Gervais Process of treating lignocellulosic material to produce bio-ethanol
WO2003093420A2 (en) * 2002-04-30 2003-11-13 Athenix Corporation Methods for enzymatic hydrolysis of lignocellulose
US20040185542A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-23 Bin Yang Lignin-blocking treatment of biomass and uses thereof

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3067065A (en) * 1962-12-04 Process for the saccharification of
US3212933A (en) * 1963-04-12 1965-10-19 Georgia Pacific Corp Hydrolysis of lignocellulose materials with solvent extraction of the hydrolysate
CH609092A5 (ru) * 1977-04-01 1979-02-15 Battelle Memorial Institute
US4266981A (en) * 1978-03-08 1981-05-12 Purdue Research Corporation Process for recovering and utilizing cellulose using sulfuric acid
CH625251A5 (ru) * 1978-10-04 1981-09-15 Battelle Memorial Institute
US4461648A (en) * 1980-07-11 1984-07-24 Patrick Foody Method for increasing the accessibility of cellulose in lignocellulosic materials, particularly hardwoods agricultural residues and the like
US5231017A (en) * 1991-05-17 1993-07-27 Solvay Enzymes, Inc. Process for producing ethanol
JP3501595B2 (ja) * 1996-09-26 2004-03-02 長谷川香料株式会社 粉末油脂の製造方法
BR9808404A (pt) * 1997-03-18 2000-05-16 2B Ag Processo para aproveitamento de biomassa vegetal e prensa helicoidal para realização desse processo
JPH11137183A (ja) * 1997-11-07 1999-05-25 Akio Onda バガスから飼料の製造方法
JP2000333615A (ja) * 1999-05-28 2000-12-05 Ajinomoto Co Inc アミノ酸で強化した混合飼料
KR100315161B1 (ko) * 1999-11-26 2001-11-26 손재익 섬유소 가수분해능을 갖는 재조합 효모를 이용한재생종이로부터 연료용 에탄올 제조방법
ES2166316B1 (es) * 2000-02-24 2003-02-16 Ct Investig Energeticas Ciemat Procedimiento de produccion de etanol a partir de biomasa lignocelulosica utilizando una nueva levadura termotolerante.
US6887508B2 (en) * 2002-02-20 2005-05-03 Solae, Llc Protein stabilizing agent
CN1671295A (zh) * 2002-07-23 2005-09-21 嘉吉有限公司 用螺杆传送装置处理谷物材料的方法
GB0218019D0 (en) * 2002-08-05 2002-09-11 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Production of a fermentation product
FI118012B (fi) 2004-06-04 2007-05-31 Valtion Teknillinen Menetelmä etanolin valmistamiseksi
WO2006110902A1 (en) 2005-04-12 2006-10-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company System and process for biomass treatment
EP1879462B1 (en) * 2005-04-19 2022-03-09 Archer-Daniels-Midland Company Process for preparing a soluble non-caloric fiber composition
WO2007009463A2 (en) 2005-07-19 2007-01-25 Holm Christensen Biosystemer Aps Method and apparatus for conversion of cellulosic material to ethanol

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2219668A (en) * 1938-03-22 1940-10-29 Chemical Foundation Inc Production of ethyl alcohol
WO1981002898A1 (en) * 1980-03-31 1981-10-15 Solargizer Int Inc Process and apparatus for the production of useful cultures and/or metabolites
US4409329A (en) * 1981-03-23 1983-10-11 Gulf Research & Development Company Saccharification method
US5185255A (en) * 1986-05-09 1993-02-09 Rikagaku Kenkyusho Cell culture method
WO1997028306A1 (en) * 1996-01-31 1997-08-07 Consiglio Nazionale Delle Ricerche Process for the production of cellulose paper pulps by biodelignification of vegetable masses
WO1997041247A1 (en) * 1996-05-01 1997-11-06 Eau-Viron Incorporated Apparatus and method for the continuous conversion of a cellulosic material to ethanol
WO1998030710A1 (en) * 1997-01-10 1998-07-16 Nguyen Quang A Tower reactors for bioconversion of lignocellulosic material
WO2002067691A1 (en) * 2001-02-23 2002-09-06 Battelle Memorial Institute Hydrolysis of biomass material
WO2003071025A2 (en) * 2002-02-22 2003-08-28 Gilles Gervais Process of treating lignocellulosic material to produce bio-ethanol
WO2003093420A2 (en) * 2002-04-30 2003-11-13 Athenix Corporation Methods for enzymatic hydrolysis of lignocellulose
US20040185542A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-23 Bin Yang Lignin-blocking treatment of biomass and uses thereof

Non-Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FELBY CLAUS ET AL.: "High gravity saccharification and fermentation of wet oxidized wheat straw". ABSTRACTS OF PAPERS AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, vol. 223, no. 1-2, 2002, page CELL 94, XP008060550 & 223RD NATIONAL MEETING OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY; ORLANDO, FL, USA; APRIL 07-11, 2002, ISSN: 0065-7727, abstract 94 *
GALBE M. ET AL.: "A review of the production of ethanol from softwood" APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, vol. 59, 2002, pages 618-628, XP002988032, ISSN: 0175-7598, cited in the application, the whole document *
GIOVANNOZZI-SERMANNI G. ET AL.: "A tumbling drum bioreactor as a tool to prepare fully controlled substrate for edible mushrooms". MEDEDELINGEN VAN DE FACULTEIT LANDBOUWWETENSCHAPPEN UNIVERSITEIT GENT, vol. 57, no. 4 PART A-B, 1992, pages 1899-1904, XP008060583 & SIXTH FORUM FOR APPLIED BIOTECHNOLOGY; BRUGES, BELGIUM; SEPTEMBER 24-25, 1992, ISSN: 0368-9697, page 1899, line 29 - page 1900, line 5, page 1899, lines 1-4, abstract *
GIOVANNOZZI-SERMANNI G. ET AL.: "Solid-state bioreactors for the sustainability" [Online] 2002, XP002369446, Retrieved from the Internet: URL:http://www.unitus.it/dipartimenti/dabac/progetti/ssbioreactors/solidstatebioreactor.htm> [retrieved on 2006-02-21], cited in the application, the whole document, page 12, line 14 - page 13, line 24; figure 2 *
GREGG D. ET AL.: "Bioconversion of lignocellulosic residue to ethanol: Process flowsheet development". BIOMASS AND BIOENERGY, vol. 9, no. 1-5, 1995, pages 287-302, XP002369452, ISSN: 0961-9534, cited in the application, the whole document *
GREGG DAVID ET AL.: "A techno-economic assessment of the pretreatment and fractionation steps of a biomass-to-ethanol process". APPLIED BIOCHEMISTRY AND BIOTECHNOLOGY, vol. 57-58, no. 0, 1996, pages 711-727, XP008060529, ISSN: 0273-2289, the whole document *
INGESSON H. ET AL.: "The effect of shaking regime on the rate and extent of enzymatic hydrolysis of cellulose". JOURNAL OF BIOTECHNOLOGY, vol. 88, no. 2, 15 June 2001 (2001-06-15), pages 177-182, XP002369449, ISSN: 0168-1656, abstract, figure 1, table 1 *
LINDENFELSER L.A. ET AL.: "SOLID SUBSTRATE FERMENTOR FOR OCHRA TOXIN A PRODUCTION". APPLIED MICROBIOLOGY, vol. 29, no. 3, 1975, pages 323-327, XP002369447, ISSN: 0003-6919, page 326, right-hand column, lines 39-47, figure 1, page 323, left-hand column, lines 16-35, abstract *
LYND LEE R. ET AL.: "Biocommodity engineering". BIOTECHNOLOGY PROGRESS, vol. 15, no. 5, September 1999 (1999-09), pages 777-793, XP002369451, ISSN: 8756-7938, section V.A. *
LYND LEE R. ET AL.: "Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology". MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY REVIEWS, vol. 66, no. 3, September 2002 (2002-09), pages 506-577, XP002369450, ISSN: 1092-2172, page 542, right-hand column, line 25 - page 546, left-hand column, line 23 *
MAIS URSULA ET AL.: "Influence of mixing regime on enzymatic saccharification of steam-exploded softwood chips". APPLIED BIOCHEMISTRY AND BIOTECHNOLOGY, vol. 98-100, April 2002 (2002-04), pages 463-472, XP008060477, ISSN: 0273-2289, abstract *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651596C1 (ru) * 2014-04-22 2018-04-23 Ренмэтикс, Инк. Способ гидролиза смешанной биомассы
WO2016036584A1 (en) * 2014-09-03 2016-03-10 Api Intellectual Property Holdings, Llc Continuous countercurrent enzymatic hydrolysis of pretreated biomass at high solids concentrations
RU2754361C1 (ru) * 2021-01-30 2021-09-01 Вадим Владимирович Коньшин Способ получения карамельного солода

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200705180B (en) 2008-08-27
ATE520769T1 (de) 2011-09-15
CN101090962B (zh) 2012-04-18
CU23449A3 (es) 2009-10-16
US20080182323A1 (en) 2008-07-31
CR9213A (es) 2007-12-17
NI200700134A (es) 2008-05-13
PL1828373T3 (pl) 2012-01-31
CA2589165C (en) 2013-06-18
NO337412B1 (no) 2016-04-11
DK1828373T3 (da) 2011-10-17
CN101090962A (zh) 2007-12-19
CA2589165A1 (en) 2006-06-01
US20080138862A1 (en) 2008-06-12
PT1828373E (pt) 2011-10-17
AU2005308568A1 (en) 2006-06-01
EA200701127A1 (ru) 2008-06-30
JP5097885B2 (ja) 2012-12-12
NO20073340L (no) 2007-08-29
EP1828373B1 (en) 2011-08-17
UA95226C2 (ru) 2011-07-25
EP2154236A1 (en) 2010-02-17
MX2007006260A (es) 2008-01-14
BRPI0516665B1 (pt) 2022-05-31
ME01957B (me) 2012-04-30
HRP20110753T1 (hr) 2011-12-31
AP2701A (en) 2013-07-23
KR20070091168A (ko) 2007-09-07
CY1112207T1 (el) 2015-12-09
RS52032B (en) 2012-04-30
WO2006056838A1 (en) 2006-06-01
KR101254824B1 (ko) 2013-04-15
JP2008521396A (ja) 2008-06-26
SI1828373T1 (sl) 2012-03-30
US7598069B2 (en) 2009-10-06
AU2005308568B2 (en) 2011-04-07
US7842490B2 (en) 2010-11-30
AP2007004055A0 (en) 2007-06-30
BRPI0516665B8 (pt) 2022-08-09
ES2369605T3 (es) 2011-12-02
EP1828373A1 (en) 2007-09-05
BRPI0516665A (pt) 2008-09-16
NZ556159A (en) 2008-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7842490B2 (en) Enzymatic hydrolysis of biomasses having a high dry matter (DM) content
US11421256B2 (en) Process for enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material and fermentation of sugars
CN104903462B (zh) 用于酶促水解木质纤维素材料的方法
JP2013515484A5 (ru)
Wagner et al. Valorization of brewer's spent grain by different strategies of structural destabilization and enzymatic saccharification
US20160168581A1 (en) Enzymes and uses thereof
WO2019229108A1 (en) Process for producing sugars from carbohydrate materials
AU2014277778B2 (en) Process for the preparation of a fermentation product from lignocellulose containing material
Khatun et al. Corn pericarp bioethanol through steam explosion and periodic peristalsis
Mais 3, United States Patent (10) Patent No.: US 7598069 B2
LANDBOHØJSKOLE hydrolysis reactor
Corredor et al. Pretreatment and Enzymatic Hydrolysis of Sorghum Fiber

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU