EA031875B1 - Способ получения сахара - Google Patents

Способ получения сахара Download PDF

Info

Publication number
EA031875B1
EA031875B1 EA201490893A EA201490893A EA031875B1 EA 031875 B1 EA031875 B1 EA 031875B1 EA 201490893 A EA201490893 A EA 201490893A EA 201490893 A EA201490893 A EA 201490893A EA 031875 B1 EA031875 B1 EA 031875B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
biomass
paper
carrier
straw
cellulosic
Prior art date
Application number
EA201490893A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201490893A1 (ru
Inventor
Маршалл Медофф
Томас Мастерман
Джеймс Линч
Original Assignee
Ксилеко, Инк.
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 Ксилеко, Инк. filed Critical Ксилеко, Инк.
Publication of EA201490893A1 publication Critical patent/EA201490893A1/ru
Publication of EA031875B1 publication Critical patent/EA031875B1/ru

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
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405—Glucanases
    • C12N9/2434—Glucanases acting on beta-1,4-glucosidic bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12N9/2405—Glucanases
    • C12N9/2434—Glucanases acting on beta-1,4-glucosidic bonds
    • C12N9/2437—Cellulases (3.2.1.4; 3.2.1.74; 3.2.1.91; 3.2.1.150)
    • 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
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • 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
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • 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
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023—Methane
    • 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
    • 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
    • C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
    • 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
    • C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
    • C12P7/26—Ketones
    • C12P7/28—Acetone-containing products
    • 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
    • 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
    • C12P7/42—Hydroxy-carboxylic acids
    • 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
    • C12P7/44—Polycarboxylic acids
    • C12P7/48—Tricarboxylic acids, e.g. citric 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
    • C12P7/52—Propionic acid; Butyric acids
    • 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
    • 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
    • C12P7/62—Carboxylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y302/00—Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
    • C12Y302/01—Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
    • C12Y302/01004—Cellulase (3.2.1.4), i.e. endo-1,4-beta-glucanase
    • 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
    • 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)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

В данном изобретении предлагается способ получения сахара, включающий поддержание комбинации, содержащей водную среду, целлюлазу или продуцирующий целлюлазу микроорганизм, пористую структуру или носитель, содержащий мешок из ячеистого материала, имеющего максимальный диаметр отверстия, составляющий менее чем 1 мм, а также целлюлозную или лигноцеллюлозную биомассу со сниженной устойчивостью, расположенную внутри структуры или носителя в условиях, которые обеспечивают прохождение молекул целлюлозного или лигноцеллюлозного материала из и/или в пористую структуру или носитель и которые обеспечивают целлюлазе возможность превращать молекулы в один или более сахаров. Содержание материала подобным образом позволяет легко добавлять или удалять его в любой момент и в любой последовательности во время переработки.

Description

Область изобретения
Данное изобретение относится к улучшениям при проведении микробиологических, биологических и биохимических реакций.
Уровень техники
Поскольку потребность в нефти возрастает, соответственно возрастает заинтересованность в возобновляемом сырье для производства биотоплива и биохимических веществ. Применение лигноцеллюлозной биомассы в качестве сырья для таких производственных процессов изучалось с 1970-х годов. Лигноцеллюлозная биомасса привлекательна тем, что она избыточна, возобновляема, является местным ресурсом и не находит применения в пищевой промышленности.
В настоящий момент доступны многие виды потенциального лигноцеллюлозного сырья, в том числе, например, сельскохозяйственные остатки, древесная биомасса, муниципальные отходы, семена/жмыхи масличных культур и морские водоросли. В настоящее время эти материалы также используют в качестве корма для животных, биогумусых материалов, сжигают в когенерационной установке или закапывают на полигонах для захоронения отходов.
Лигноцеллюлозная биомасса является устойчивой к разрушению, поскольку стенки растительных клеток обладают жесткой и компактной структурой. Данная структура содержит фибриллы кристаллической целлюлозы, встроенные в гемицеллюлозную матрицу, окруженную лигнином. Такая компактная матрица труднодоступна для ферментов и других химических, биохимических и биологических процессов. Целлюлозные материалы биомассы (например, материал биомассы, из которого, по сути, был удален весь лигнин) могут быть более доступными для ферментов и других процессов превращения, но, тем не менее, целлюлозные материалы естественного происхождения часто дают низкие выходы (относительно теоретического выхода) при контактировании с гидролизующими ферментами. Лигноцеллюлозная биомасса еще более устойчива к воздействию ферментов. Более того, каждый вид лигноцеллюлозной биомассы характеризуется своим собственным конкретным составом целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина.
Несмотря на то, что был испытан ряд способов для извлечения структурных углеводов из лигноцеллюлозной биомассы, они являются или слишком дорогостоящими, дающими слишком низкий выход, оставляют нежелательные химические соединения в готовом продукте или просто разрушают сахара. Моносахариды из возобновляемых источников биомассы могли бы стать основой химической и топливной промышленностей за счет замены, дополнения или замещения нефти и другого ископаемого сырья. Тем не менее, существует необходимость в разработке методов, которые дадут возможность сделать эти моносахариды доступными в больших количествах и с приемлемой чистотой и стоимостью.
Сущность изобретения
В данном документе предлагается способ получения сахара, включающий поддержание комбинации, содержащей водную среду, целлюлазу или продуцирующий целлюлазу микроорганизм, пористую структуру или носитель, содержащий мешок из ячеистого материала, имеющий максимальный диаметр отверстия, составляющий менее чем 1 мм, а также целлюлозную или лигноцеллюлозную биомассу со сниженной устойчивостью, расположенную внутри структуры или носителя в условиях, которые обеспечивают прохождение молекул целлюлозного или лигноцеллюлозного материала из и/или в пористую структуру или носитель и которые обеспечивают целлюлозе возможность превращать молекулы в один или более сахаров.
В любых предлагаемых в данном документе способах целлюлозная или лигноцеллюлозная биомасса может быть размещена в пределах структуры или носителя, при этом данные способы могут дополнительно включать размещение добавки в пределах второй структуры или носителя; а структура или носитель, содержащие целлюлозную или лигноцеллюлозную биомассу, расположены в пределах второй структуры или носителя.
В любых предлагаемых в данном документе способах производимый продукт представляет собой сахар.
Любые из предлагаемых в данном документе способов включают размещение целлюлозного или лигноцеллюлозного материала в структуре или носителе. Целлюлозный или лигноцеллюлозный материал может располагаться во второй структуре или носителе. Добавка представляет собой продуцирующий целлюлозу микроорганизм.
В любых предлагаемых в данном документе способах структура или носитель представляет собой мешок. При этом структура или носитель включает мешок, который образован из ячеистого материала, имеющего максимальный диаметр отверстия, составляющий менее чем 1 мм. В альтернативном варианте средний размер пор ячеистого материала может быть от около 10 мм до 1 нм. Причем структура или носитель представляет собой мешок, изготовленный из биоразлагаемого полимера. Биоразлагаемый полимер может быть выбран из группы, состоящей из полимолочной кислоты, полигидроксибутирата, полигидроксиалканоата, полигидроксибутират-валерата, поликапролактона, полигидроксибутират- 1 031875 гексаноата, полибутилен сукцината, полибутират сукцинат адипата, полиэфирамида, полибутилен адипат-ко-терефталата, их смесей или их слоистых материалов. Мешок может быть изготовлен из крахмальной пленки.
В любых предлагаемых в данном документе способах микроорганизм или микроорганизмы могут включать штамм Trichoderma reesei, например высокопродуктивный по выходу целлюлозы мутант Trichoderma reesei, например штамм RUT-C30.
В любых предлагаемых в данном документе способах устойчивость целлюлозного или лигноцеллюлозного материала уменьшают по сравнению с его естественным состоянием. Такая обработка по уменьшению устойчивости может представлять собой бомбардировку электронами, обработку ультразвуком, окисление, пиролиз, обработку паром, химическую обработку, механическую обработку, измельчение замораживанием или комбинации этих обработок. Предпочтительным способом обработки является бомбардировка электронами.
В любых предлагаемых в данном документе способах продукт может представлять собой сахарный раствор или суспензию. Способы могут дополнительно включать выделение сахара из сахарного раствора или суспензии. Выделенный сахар может представлять собой ксилозу.
В любых предлагаемых в данном документе системах целлюлозная или лигноцеллюлозная биомасса может представлять собой бумагу, бумажные изделия, бумажные отходы, бумажную массу, пигментную бумагу, мелованную бумагу, бумагу с покрытием, бумагу с наполнителем, журналы, печатную продукцию, бумагу для печатающих устройств, бумагу с полимерным покрытием, открыточную бумагу, строительный картон, бумажный картон, хлопок, древесину, прессованную древесину, древесные отходы, опилки, древесину осины, древесную щепу, злаки, просо, мискантус, спартину, двукисточник тростниковидный, отходы зерновых, рисовую шелуху, овсяную шелуху, пшеничную шелуху, ячменную шелуху, отходы сельскохозяйственного производства, силос, солому канолы, пшеничную солому, ячменную солому, овсяную солому, рисовую солому, джут, пеньку, льносолому, бамбук, сизаль, абаку, стержни кукурузных початков, кукурузную солому, соевую солому, кукурузные волокна, люцерну, сено, кокосовое волокно, остатки переработки сахара, жмых, свекловичную пульпу, жмых агавы, водоросли, морские водоросли, навоз, сточные воды, попутные продукты переработки, сельскохозяйственные или промышленные отходы, арракачу, гречиху, банан, ячмень, маниок, пуэрарию, кислицу клубненосную, саго, сорго, картофель, сладкий картофель, колоказию съедобную, ямс, бобы, садовые бобы, чечевицу, горох или смеси любого из них. Целлюлозный или лигноцеллюлозный материал может включать стержни кукурузных початков. Целлюлозную или лигноцеллюлозную биомассу можно измельчить, например, посредством сухого измельчения или посредством мокрого измельчения. Целлюлозный или лигноцеллюлозный материал можно обработать для уменьшения его объемной плотности или увеличения его площади поверхности. Средний размер частиц целлюлозного или лигноцеллюлозного материала может быть менее чем около 1 мм или средний размер частиц может быть от около 0,25 до 2,5 мм. Следует понимать, что данное изобретение не ограничено вариантами реализации, раскрытыми в данном разделе Сущность изобретения, и предназначено для охвата модификаций, которые входят в сущность и объем данного изобретения, определяемых формулой изобретения.
Краткое описание графических материалов
Вышеизложенное будет очевидным из следующего более подробного описания типичных вариантов реализации данного изобретения, как проиллюстрировано в сопровождающих графических материалах, на которых одинаковые условные обозначения относятся к одинаковым частям на всех различных изображениях. Графические материалы не обязательно представлены в масштабе, ввиду того, что они представлены с целью подчеркнуть значимость проиллюстрированных вариантов реализации настоящего изобретения.
На фиг. 1 представлена диаграмма, иллюстрирующая ферментативный гидролиз целлюлозы в глюкозу. Целлюлозный субстрат (А) превращается с помощью эндоцеллюлозы (i) в целлюлозу (В), которая превращается с помощью экзоцеллюлозы (ii) в целлобиозу (С), которая превращается в глюкозу (D) с помощью целлобиазы (бета-глюкозидазы) (iii).
На фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая преобразование сырья биомассы в один или более продуктов. Сырье подвергают предварительной механической обработке (например, для уменьшения его размера) (200), необязательно обрабатывают для уменьшения его устойчивости (210), осахаривают с образованием сахарного раствора (220), раствор транспортируют (230) до производственной установки (например, по трубопроводу, железнодорожной цистерной) (или в случае, если осахаривание происходит в пути, транспортируют сырье, фермент и воду), подвергают осахариваемое сырье биопереработке для получения желаемого продукта (например, спирта) (240) и могут подвергнуть полученный продукт дополнительной переработке, например, посредством дистилляции для получения конечного продукта (250). Обработка для уменьшения устойчивости может быть модифицирована посредством измерения содержания лигнина (201) и установки или регулировки параметров процесса (205). Осахаривание сырья (220) может быть модифицировано посредством смешивания сырья со средой и ферментом (221).
На фиг. 3 представлена блок-схема, иллюстрирующая обработку первой биомассы (300), добавле- 2 031875 ние продуцирующего целлюлозу организма (310), добавление второй биомассы (320) и переработку полученных сахаров с получением продуктов (например, спирта (спиртов), чистых сахаров) (330). Первую обработанную биомассу можно необязательно разделить и добавить часть в виде второй биомассы (А).
На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая производство ферментов. Продуцирующий целлюлозу организм добавляют в среду для выращивания (400), добавляют (А) обработанную первую биомассу (405) с получением смеси (410), добавляют (420) вторую биомассу и перерабатывают полученные сахара с получением продуктов (например, спирта (спиртов), чистых сахаров) (430). Также можно добавить (В) части первой биомассы (405) ко второй биомассе (420).
Подробное описание сущности изобретения
В данном документе предлагаются способы проведения биологических, микробиологических и биохимических реакций с применением одной или более структур, имеющих поры или другие отверстия или способных к разложению. Данная структура представляет собой мешок. Структуры могут содержать различные части или ингредиенты, задействованные в биологических, микробиологических и биохимических реакциях. Содержание материала подобным образом позволяет легко добавлять или удалять части или ингредиенты, например биомассу, такую как обработанная биомасса, в любой момент и в любой последовательности во время таких реакций. Данное изобретение также позволяет упростить очистку продуктов (например, сахаров или других продуктов осахаривания или ферментации) и помочь поддерживать необходимый уровень метаболита, сахара или питательного вещества. Например, данные структуры могут применяться, чтобы обеспечить доставку одного или более питательных веществ к микроорганизмам. Питательные вещества могут быть размещены в структуре, а структура может быть размещена в жидкой среде, содержащей микроорганизмы. Питательные вещества высвобождаются из структуры в среду, становясь доступными для микроорганизмов. В альтернативном варианте микроорганизмы могут быть размещены в структуре, а структура размещена в жидкой среде, содержащей питательные вещества.
В изобретении структура содержит биомассу, которая должна воздействовать на микроорганизмы или продукты микроорганизмов, такие как ферменты или сигнальные молекулы. Например, биомасса может быть размещена в структуре, которая, в свою очередь, размещена в жидкой среде с микроорганизмами. Субстанции из биомассы могут вымываться из структуры и обеспечивать доступ к микроорганизмам и ферментам, секретируемым микроорганизмами, и ферменты, продуцируемые микроорганизмами, могут мигрировать в структуры и воздействовать на биомассу.
Данное изобретение относится к способу, который включает приведение в контакт целлюлозного или лигноцеллюлозного материала, расположенного в структуре или носителе, в водной среде с целлюлозой или продуцирующим целлюлозу микроорганизмом с получением продукта. Продукт представлет собой сахар.
Миграция субстанций в и из структуры может быть выполнена различным образом. Структура может со временем медленно разрушаться в среде, структура выполнена из пористого материала, который высвобождает питательные вещества в среду, структура может быть выполнена из материала, который потребляют микроорганизмы, структура может быть выполнена из материала, который может открываться посредством разрыва лопастной вращающейся мешалкой на дне ферментационного сосуда или структура может быть выполнена из материала, который набухает и лопается в среде.
При реализации процесса, описанного в данном документе, биомасса помещена в структуру или носитель. Биомасса может быть обработана до или после помещения в структуру или носитель. Добавки, питательные вещества и продукты также могут быть расположены в структуре или носителе с биомассой или без нее. Например, биомасса с антибиотиком, микробом, ферментом и сахаром может быть расположена в структуре и может быть объединена в любом количестве и в любой последовательности во время процесса.
В другом варианте реализации процесса может быть несколько структур или носителей, размещенных в среде или контактирующих со средой. Они могут быть помещены в среду в любой последовательности и комбинации во время процесса. Структура или носитель могут быть, например, по отношению друг к другу выполнены из того же материала или разных материалов, иметь одинаковую форму или различные формы и могут применяться в любой комбинации.
Например, несколько структур или носителей может быть расположено внутри другой структуры или носителя. Различные структуры или носители могут быть того же типа или могут быть различных типов. Несколько структур или носителей может быть последовательно расположено внутри друг друга, например наподобие матрешки.
Например, может быть удобным, чтобы биоматериал был расположен во множестве структур или носителей одинакового размера и объема, каждый из которых содержит то же или подобное количество биомассы. Таким образом, весь ряд количеств или единиц структуры или носителя может контактировать со средой, при этом количество используемых единиц будет зависеть от объема партии в этом процессе. Такие равномерные по объему структуры или носители могут также быть более удобными для хранения, например, если они имеют примерно прямоугольную форму и, таким образом, они могут легко складываться.
- 3 031875
Необязательно в некоторых вариантах реализации структура или носитель, содержащие биомассу, могут быть приведены в контакт со средой в комбинации со структурой или носителем, который выполнен таким образом, чтобы медленно высвобождать добавку, например фермент, содержащийся в структуре или носителе. Например, контролируемое высвобождение может быть осуществлено путем контролируемого размера пор (например, размер пор менее чем 10 мкм, например, менее чем 1 мкм, менее чем 0,1 мкм).
Другим примером является такой, в котором одна или более структур или носителей, содержащих биомассу, и одна или более структур или носителей, содержащих микробы, могут одновременно или последовательно контактировать со средой.
Дополнительным примером является такой, в котором в некоторых процессах одна или более структур или носителей, содержащих биомассу, и одна или более структур или носителей, содержащих разлагаемые в воде добавки, контактируют с водной средой.
В другом варианте реализации процесса структуру или носитель можно удалить в любой момент процесса и в любой последовательности. Например, структуру или носитель, включая их содержимое, можно удалить после получения продукта, и/или во время производства продукта можно добавить дополнительные структуры или носители, включая их содержимое.
Другим примером является такой, в котором биомасса, расположенная в структуре или носителе, контактирует с водной средой, и в водную среду добавляют микроб, который, в свою очередь, продуцирует продукт. Впоследствии структуру или носитель, содержащие биомассу, можно удалить, а второе количество биомассы в структуре или носителе можно добавить для получения дополнительного количества продукта. Необязательно микроб можно удалить до или после добавления второй биомассы.
Еще одним примером является такой, в котором биомасса может быть расположена в структуре или носителе и контактировать с водной средой, содержащей микроб, объединение которых приводит к получению первого продукта. Микроб можно необязательно удалить (например, путем фильтрации или центрифугирования) или убить (например, путем применения антибиотиков, тепла или ультрафиолетового света), а затем можно добавить другой микроб, который приведет к получению второго продукта.
В другом примере биомасса может быть расположена в первой структуре или носителе. Первая структура или носитель могут располагаться во второй структуре или носителе, содержащем микроб. Две структуры или носителя могут быть расположены в среде. Вторая структура или носитель выполнены с возможностью содержать микробы (например, имеют размеры пор менее чем около 5 мкм, менее чем около 1 мкм, менее чем около 0,4 мкм, менее чем около 0,2 мкм). Объединение приводит к получению продукта, который необязательно может вытекать из второй структуры или носителя. После того как продукт был получен, первую и вторую структуры и содержимое можно удалить, оставив среду с продуктом, диспергированным и/или растворенным в ней. Комбинацию первой и второй структур или носителей с их содержимым можно необязательно применять в другой среде для получения дополнительного количества продукта.
Процессы, описанные в данном документе, включают переработку биомассы и материалов биомассы, а также промежуточных соединений и продуктов, полученных в результате такой переработки. Во время по меньшей мере части переработки материал биомассы может быть расположен в структуре или носителе. Процессы, описанные в данном документе, включают получение ферментов с помощью микроорганизма в присутствии материала биомассы, например целлюлозного или лигноцеллюлозного материала. Ферменты, получаемые в процессах, описанных в данном документе, содержат или продуцируют различные целлюлолитические ферменты (целлюлазы), лигниназы или различные низкомолекулярные метаболиты, разрушающие биомассу. Эти ферменты могут представлять собой комплекс ферментов, которые действуют синергично для разрушения кристаллической целлюлозы или лигниновых частей биомассы. Примеры целлюлолитических ферментов включают эндоглюканазы, целлобиогидролазы и целлобиазы (бета-глюкозидазы).
Как показано на фиг. 1, например, во время осахаривания целлюлозный субстрат (А) изначально подвергают гидролизу эндоглюканазами (i) в произвольных положениях с получением олигомерных промежуточных соединений (например, целлюлозы) (В). Эти промежуточные соединения, в свою очередь, являются субстратами для экзорасщепления глюканаз (ii), таких как целлобиогидролаза, с получением целлобиозы из концевых групп целлюлозного полимера. Целлобиоза представляет собой растворимый в воде 1,4-связанный димер глюкозы. В конечном итоге целлобиаза (iii) расщепляет целлобиозу (С) с получением глюкозы (D). Таким образом, эндоглюканазы являются особенно эффективными при воздействии на кристаллические части целлюлозы и увеличении эффективности экзоцеллюлаз в отношении производства целлобиозы, которой затем необходима специфичность целлобиозы с получением глюкозы. Таким образом, очевидно, что в зависимости от природы и структуры целлюлозного субстрата может потребоваться изменение количества и видового состава трех различных ферментов.
В некоторых вариантах реализации фермент продуцируется грибом, например штаммом целлюлолитического мицелиального гриба Trichoderma reesei. Например, можно использовать высокопродуктивные в отношении выхода целлюлазы мутанты Trichoderma reesei, например RUT-NG14, PC3-7, QM9414 и/или Rut-C30. Такие штаммы описаны, например, в публикации Selective Screening Methods for the Iso- 4 031875 lation of High Yielding Cellulase Mutants of Trichoderma reesei, Montenecourt B.S. и Everleigh D.E., Adv.
Chem. Ser. 181, 289-301 (1979), полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки. Также можно использовать другие микроорганизмы, продуцирующие целлюлазу.
Как будет описано ниже, после получения фермента его можно применять для осахаривания биомассы, в некоторых случаях того же типа материала биомассы, который был использован для получения фермента. Процесс превращения материала биомассы в желаемый продукт или промежуточное соединение обычно включает другие этапы помимо самого этапа осахаривания. Такие этапы описаны, например, в публикации заявки на патент США 2012/0100577 А1, поданной 18 октября 2011 г. и опубликованной 26 апреля 2012 г., полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки.
Например, ссылаясь на фиг. 2, процесс получения спирта может включать, например, необязательную механическую обработку сырья, например, для уменьшения его размера (200) до и/или после этой обработки, необязательно обработку сырья другим видом механической обработки для дополнительного уменьшения его устойчивости (210), затем осахаривание сырья с помощью ферментного комплекса с образованием сахарного раствора (220). Необязательно данный способ может также включать транспортировку раствора (или сырья, фермента и воды в случае, если осахаривание выполняется в пути), например, с использованием трубопроводов, железнодорожных цистерн, грузовиков или баржи до производственной установки (230). В некоторых случаях осахаренное сырье подвергают дополнительной биопереработке (например, ферментированию) для получения желаемого продукта, например спирта (240). Этот полученный продукт может в некоторых вариантах реализации подвергаться дополнительной переработке, например, посредством дистилляции (250) для получения конечного продукта. Одним из способов уменьшения устойчивости сырья является бомбардировка сырья электронами. При необходимости этапы измерения содержания лигнина в сырье (201) и установку или регулировку параметров процесса на основе этих измерений (205) можно выполнить на различных этапах процесса, как описано в публикации заявки на патент США 2010/0203495 А1, принадлежащей Medoff и Masterman, опубликованной 12 августа 2010 г., полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки. Осахаривание сырья (220) также может быть модифицировано посредством смешивания сырья со средой и ферментом (221).
Например, ссылаясь на фиг. 3, первую биомассу необязательно обрабатывают (300), например, для уменьшения ее размера и/или устойчивости, и помещают в структуру или носитель. Необязательно первую биомассу сначала можно поместить в первую структуру или носитель и затем обработать. Затем структуру или носитель, содержащий биомассу, приводят в контакт с водной средой и продуцирующим целлюлазу организмом (310). По прошествии достаточного количества времени для роста клеток до желаемой стадии и после получения достаточного количества ферментов можно добавить (320) вторую биомассу, необязательно расположенную во второй структуре или носителе. Необязательно структуру или носитель, содержащий первую биомассу, можно удалить до или в любой момент после добавления второй биомассы. Воздействие фермента на вторую и любую оставшуюся первую биомассу продуцирует смешанные сахара, которые можно дополнительно переработать в необходимые продукты (330). Необязательно вторую структуру или носитель, содержащий вторую биомассу, можно удалить до или после получения необходимого продукта. Первая и вторая биомассы могут быть частями одного и того же материала биомассы. Например, часть биомассы можно поместить в структуру или носитель и привести в контакт со средой, которая содержит организм, продуцирующий целлюлазу. После того как некоторые ферменты были получены, среду, содержащую фермент, можно объединить со второй биомассой (А). Необязательно первую и вторую биомассы можно предварительно обработать для уменьшения их устойчивости. Первая и вторая биомассы также могут содержаться в одной структуре или носителе. Структура или носитель могут образовывать вкладыш для биореактора. Можно использовать несколько структур или носителей, содержащих биомассу. Водная среда будет рассмотрена ниже. В некоторых случаях вместо добавления второй биомассы в реактор фермент собирают, хранят и используют в последующем процессе осахаривания.
Ссылаясь теперь на фиг. 4, продуцирующий целлюлазу организм (400) можно вырастить в питательной среде в течение времени, необходимого для достижения определенной фазы роста. Например, этот период роста может длиться днями или даже неделями. Предварительно обработанная первая биомасса (405) помещается в структуру или носитель и затем может быть приведена в контакт с продуцирующими ферменты клетками (410) таким образом, чтобы через некоторое время были получены ферменты. Производство фермента может также происходить в течение продолжительного периода времени. Затем содержащий ферменты раствор можно объединить со второй биомассой (420). Необязательно перед добавлением второй биомассы или в любой момент после добавления второй биомассы можно удалить структуру или носитель, содержащий первую биомассу. Воздействие фермента на вторую и оставшуюся первую биомассу приводит к образованию смешанных сахаров, которые можно дополнительно переработать в необходимые продукты (430). Первая и вторая биомассы могут представлять собой части одной и той же биомассы или могут быть похожими, но не идентичными (например, предварительно обработанными и предварительно не обработанными) материалами (В). Опять же необязательно фермент можно собрать и хранить вместо того, чтобы сразу же использовать его со второй биомассой.
- 5 031875
Наряду со способами, описанными выше, продуцирующий целлюлозу организм можно собрать перед объединением с первой предварительно обработанной биомассой. Сбор может включать частичное или почти полное удаление растворителя и компонентов питательной среды. Например, клетки можно собрать путем центрифугирования, а затем промыть водой или другим раствором. В другом варианте реализации изобретения после получения фермента его можно сконцентрировать. Концентрацию можно выполнить любым подходящим способом, в том числе посредством хроматографирования, центрифугирования, фильтрации, диализа, экстрагирования, выпаривания растворителей, распылительной сушки и адсорбции на твердом носителе. Концентрированный фермент можно хранить какое-то время, а затем использовать посредством добавления второй биомассы для производства необходимых продуктов.
В другом варианте реализации способа фермент получают с помощью выбранного микроорганизма в жидкой (например, водной) среде в присутствии материала биомассы. Для того чтобы материал биомассы содержался в среде, материал биомассы размещают в структуре или носителе, а именно мешке из ячеистого материала. Такой размер пор, чтобы предпочтительно по меньшей мере 80% (более предпочтительно по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95% или по меньшей мере 99%) нерастворимой части материала биомассы оставалось в структуре или носителе во время производства ферментов. Например, по меньшей мере 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99% нерастворимой части материала биомассы остается в структуре или носителе во время производства ферментов.
Таким образом, как правило, предпочтительным является, чтобы номинальный размер пор или размер ячеек был меньше, чем большинство всех частиц материала биомассы. В некоторых вариантах реализации абсолютный размер пор составляет менее чем 50% (предпочтительно менее чем 60, 70, 80, 90, 95, 98 или 99%) частиц материала биомассы. Например, абсолютный размер пор может быть менее чем 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 или 59% частиц материала биомассы. Предпочтительно абсолютный размер пор может быть менее чем 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99% частиц материала биомассы.
Водные среды, используемые в описанных выше способах, могут содержать добавленный дрожжевой экстракт, кукурузный экстракт, пептоны, аминокислоты, соли аммония, соли фосфата, соли калия, соли магния, соли кальция, соли железа, соли марганца, соли цинка и соли кобальта. Помимо этих компонентов питательная среда обычно содержит от 0 до 10% глюкозы (например, от 1 до 5% глюкозы) в качестве источника углерода. Кроме того, среда-индуктор помимо биомассы, которая обсуждалась ранее, может содержать другие индукторы. Например, некоторыми известными индукторами являются лактоза, чистая целлюлоза и софороза. Во время переработки для оптимизации требуемого производства необходимых продуктов можно добавить и удалить различные компоненты.
Концентрация биомассы, обычно используемой для индуцирования производства фермента, больше или равна 0,1 мас.% (например, больше или равна 1%) и меньше или равна 50 мас.% (больше или равна 40 мас.%, больше или равна 30 мас.%, больше или равна 20 мас.%, больше или равна 10 мас.%, больше или равна 5 мас.%). Например, концентрация биомассы, используемой для индуцирования ферментов, может быть 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9 или 1,0 мас.%. Концентрация биомассы может быть 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 мас.%. Концентрация биомассы может быть 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 или 50 мас.%.
Любой из процессов, описанных в данном документе, можно выполнить в виде периодического, подпитываемого или непрерывного процесса. Эти процессы можно использовать главным образом для производства в промышленных объемах, например, имея по меньшей мере 50 л питательной среды, предпочтительно по меньшей мере 100 л, более предпочтительно по меньшей мере 500 л, еще более предпочтительно по меньшей мере 1000 л, в частности по меньшей мере 5000 или 50000 л, или 500000 л. Этот процесс можно проводить в аэробных или анаэробных условиях. Некоторые ферменты получают посредством глубинного культивирования, а некоторые - посредством поверхностного культивирования.
В любом из процессов, описанных в данном документе, ферменты производят, хранят, а затем используют для реакций осахаривания на последующем этапе и/или в другом месте.
Любой из описанных в данном документе процессов можно выполнить при перемешивании. В некоторых случаях перемешивание можно выполнить с использованием струйного перемешивания, как описано в публикации заявки на патент США 2010/0297705 А1, поданной 18 мая 2010 г. и опубликованной 25 ноября 2012 г., в публикации заявки на патент США 2012/0100572 А1, поданной 10 ноября 2011 г. и опубликованной 26 апреля 2012 г., и в публикации заявки на патент США 2012/0091035 А1, поданной 10 ноября 2011 г. и опубликованной 19 апреля 2012 г., полные описания которых включены в данный документ посредством ссылки.
Температуры для роста продуцирующих ферменты организмов выбирают для ускорения роста организмов. Например, для Trichoderma reesei оптимальной температурой, как правило, является температура между 20 и 40°С (например, 30°С), и температуру для производства фермента можно оптимизировать для этой части процесса. Например, для Trichoderma reesei оптимальная температура для производства фермента составляет от 20 до 40°С (например, 27°С).
Структура или носитель.
Структура или носитель представляет собой мешок.
Структура или носитель могут быть выполнены из термопластичной смолы, например полиэтилена,
- 6 031875 полипропилена, полистирола, поликарбоната, полибутилена, термопластичного полиэфира, простого полиэфира, термопластичного полиуретана, поливинилхлорида, поливинилидендифторида, полиамида или любой их комбинации. Структура или носитель также могут быть выполнены из тканых или нетканых волокон. Некоторыми предпочтительными синтетическими волокнами или неволоконными материалами являются, например, полиэфир, арамид, полиолефин, политетрафторэтилен, сульфид полифенилена, полиуретан, полиимид, акрил, нейлон и любая их комбинация.
Структура носителя также может быть выполнена из биоразлагаемых и/или водорастворимых полимеров, например алифатических полиэфиров, полигидроксиалканоатов (РНА), поли-3гидроксибутирата, полигидроксивалерата, полигидроксигексаноата, полимолочной кислоты, полибутилен сукцината, полибутиленсукцинат адипата, поликапролактона, поливинилового спирта, полиангидридов, производных крахмала, сложных эфиров целлюлозы, ацетата целлюлозы, нитроцеллюлозы и любой их комбинации.
Другие материалы, предусмотренные для структуры или носителя, включают, например, металл (например, алюминий, медь), сплав (например, латунь, нержавеющая сталь), керамику (например, стекло, оксид алюминия), термоотверждающийся полимер (например, бакелит), композитный материал (например, стекловолокно), биополимер и любую их комбинацию. Любой конструкционный материал, например, как описано выше, можно комбинировать, чтобы обеспечить структуру или носитель.
Структура или носитель могут быть выполнены из биоразлагаемого, биоразрушаемого и/или водорастворимого полимера. Такой полимер можно выбрать таким образом, чтобы разрушать и высвобождать материал внутри него в назначенное или почти в назначенное время. Этот полимер можно выбрать таким образом, чтобы он служил в качестве источника углерода или источника питательных микроорганизмов, которые культивируются. Полигидроксиалканоаты, например, могут легко потребляться многими компостными грибами и бактериями. РНА может быть хорошим выбором для структуры или носителя, разработанного для того, чтобы высвобождать его содержимое в питательную среду таких организмов.
В альтернативном варианте структура или носитель могут быть выполнены и изготовлены из материалов, предназначенных для разрыва лопастной вращающейся мешалкой системы ферментации. Продолжительность перемешивания при ферментации можно таким образом, чтобы поддерживать структуру или носитель в интактном состоянии на протяжении определенного периода времени, а затем изменить, чтобы привести структуру или носитель в контакт с лопастной вращающейся мешалкой.
Носитель может иметь любую подходящую форму, например тороидидальную, сферическую, кубовидную, овальную, прямоугольного параллелепипеда, собачьей кости, цилиндрическую, шестигранной призмы, конуса, пирамиды с квадратным основанием, конверта или их комбинации. Структура может иметь закрывающиеся и в некоторых случаях повторно закрывающиеся отверстия, такие как молния, липучка Velcro™ и петли, сварной шов, клипсы, чувствительный к давлению клей, кнопки или завязки (например, лентой или шнурком).
Структура может быть жесткой, полужесткой или нежесткой.
Мешок может иметь некоторые жесткие компоненты, такие как каркас, выполненный из металлической проволоки или жесткого полимера. Контейнер или носитель могут иметь текстурирование поверхности, например бороздки, складки и стежки.
Носитель может быть выполнен с возможностью плавать на поверхности среды или частично погружаться в нее или он может быть выполнен с возможностью полностью погружаться в среду. Например, на мешке может быть липучка, петли или клей, обеспечивающие его крепление к стене биореактора, резервуара или другого контейнера. На нем также могут быть пригрузы, чтобы частично или полностью погружать его в среду и/или плавучие части, чтобы держать его над средой. Носитель может быть выполнен без фиксации в среде.
У структур или носителей могут быть поры. Что касается размера пор, известно, что у проницаемых материалов может быть распределение по размерам пор. Как правило, размер пор классифицируется как абсолютный или номинальный. Абсолютный рейтинг размера пор определяет размер пор, при котором используемый для пробы с заражением материал или организм определенного размера сохранит 100%-ную эффективность. Номинальный размер пор характеризует способность проницаемого материала сохранять большинство микрочастиц (например, от 60 до 98%). Оба рейтинга зависят от условий процесса, таких как перепад давления, температура или концентрация.
Если структура или носитель выполнены из полимера, поры могут быть образованы путем растяжения полимера, либо одноосно, либо двуосно. Такие способы формулирования и растяжения полимеров для получения пленки с определенным размером пор известны в данной области техники.
Структура или носитель могут быть выполнены с возможностью обеспечения введения, например, смешивающего устройства, устройства контроля, устройства для взятия проб или комбинации любых из них. Конструкция может включать, например, закрывающиеся отверстия или фитинги, выполненные с возможностью приема такого устройства. Устройство контроля может представлять собой, например, рН зонд, датчик кислорода, температурный датчик, химический зонд или любые их комбинации. Необязательно устройство контроля может быть дистанционно управляемым (например, посредством беспро- 7 031875 водного соединения) и может быть без фиксации или прикреплено к структуре. Носитель или структура могут иметь маркировочное устройство, например маркер с идентифицирующей буквенно-цифровой меткой или идентифицирующим цветом.
В некоторых вариантах реализации предпочтительно, чтобы структура или носитель имели достаточную площадь поверхности, например, чтобы обеспечить хороший обмен между содержимым структуры или носителя и средой или другими внешними компонентами, например между добавкой и материалом биомассы. Также может быть целесообразным иметь большую площадь поверхности, чтобы предоставить большую площадь, к которой микроорганизм, продуцирующий целлюлазу, может быть при необходимости прикреплен.
Водная среда.
В способах, описанных в данном документе, структура или носитель контактируют со средой или размещены в ней. Среда представляет собой водную среду. Среда может дополнительно обрабатываться во время или после процесса; например она может быть очищена и повторно использована, например, путем фильтрования, центрифугирования и/или облучения. Необязательно среда может содержать, например, питательные вещества, микрочастицы (например, содержащие неорганические или органические вещества), олигомеры (например, модификаторы вязкости), источники углерода, поверхностно-активные вещества (например, антипенные вещества), липиды, жиры, экстракты (например, дрожжевой экстракт, казеиновые экстракты и/или растительные экстракты), ионы металлов (например, Fe2+, Mg2+, Mn2+, Cu2+, Na1+, Ca2+, K1+), анионы, источники азота (например, аминокислоты, аммиак, мочевина), витамины, белки (например, пептоны, ферменты), буферы (например, фосфаты), добавленные в любой комбинации и последовательности.
Добавки.
Добавки, используемые в процессах, описанных в данном документе, могут включать в качестве примера микроорганизм, питательное вещество, спору, фермент, кислоту, основание, газ, антибиотик, фармацевтический препарат и любые их комбинации. Добавки можно добавлять в любой последовательности и комбинации во время процесса. Добавки могут быть расположены внутри структуры или носителя или вне структуры или носителя в любой комбинации или последовательности.
Ферменты.
В одном варианте реализации процесса добавка представляет собой фермент, продуцируемый мицелиальными грибами или бактериями.
Ферменты продуцируются широким рядом грибов, бактерий, дрожжей и других микроорганизмов, и существует много способов оптимизации производства и использования целлюлаз.
Мицелиальным грибам или бактериям, которые продуцируют целлюлазу, как правило, требуется источник углерода и индуктор для производства целлюлазы. В известных процессах источником углерода, как правило, является глюкоза и индуктором, как правило, является чистая целлюлоза. Если не считать стоимость чистой глюкозы и чистой целлюлозы, стоимость секретируемого фермента, полученного этим способом, может быть ниже в случае осахаривания биомассы. Не будучи связанными какой-либо теорией, полагают, что причиной этого является то, что продуцируемые ферменты особенно подходят для осахаривания подложки, используемой для индуцирования их производства, и, таким образом, если индуктор представляет собой целлюлозу, ферменты могут не подходить для разложения лигноцеллюлозного материала.
Темпы роста и состояние продуцирующего целлюлазу организма определяются конкретными условиями роста. Когда культуру клетки хозяина вводят в ферментационную среду, содержащую источник углерода, засеваемая культура проходит через несколько этапов. По началу роста нет. Этот период называют лаг-фазой, и он может рассматриваться как период адаптации. Во время следующего этапа, называемого фаза экспоненциального роста, темпы роста культуры клетки хозяина постепенно увеличиваются, и потребляется источник углерода. После периода максимального роста рост прекращается, и культура вступает в фазу стационарного роста. После дополнительного периода времени культура вступает в фазу смерти, и количество жизнеспособных клеток снижается. В какой фазе роста будет экспрессироваться целлюлаза, зависит от целлюлазы и клетки хозяина. Например, целлюлаза может экспрессироваться в фазе экспоненциального роста, в переходной фазе между фазой экспоненциального роста и фазой стационарного роста или в качестве альтернативного варианта - в фазе стационарного роста и/или непосредственно перед образованием спор. Целлюлазу также можно получить в более чем одной из указанных выше фаз.
При контакте с биомассой организм, продуцирующий целлюлазу, будет, как правило, продуцировать ферменты, которые высвобождают молекулы, благоприятно влияющие на рост организма, такие как глюкоза. Это происходит за счет феномена индуцирования ферментов. Так как существует множество субстратов в определенном биоматериале, существует множество целлюлаз, например эндоглюканаза, экзоглюканаза и целлобиаза, описанные ранее. При выборе конкретного лигноцеллюлозного материала в качестве индуктора относительные концентрации и/или активности этих ферментов можно модулировать таким образом, чтобы полученный ферментативный комплекс эффективно работал на лигноцеллюлозном материале, используемом в качестве индуктора или подобного материала. Например, биоматери- 8 031875 ал с более высокой долей кристаллической целлюлозы может индуцировать более эффективное или большее количество эндоглюканазы, чем биоматериал с небольшой долей кристаллической целлюлозы.
Так как целлюлоза является нерастворимой и непроницаемой для микроорганизмов, было высказано предположение, что, когда целлюлозу используют в качестве индуктора, растворимый олигосахарид (олигосахариды), такой как целлобиоза, по сути является прямым индуктором целлюлазы. Экспрессия на базальном уровне позволяет небольшому количеству целлюлазы гидролизовать целлюлозу до растворимых олигосахаридов или до индуктора. После того как индуктор проникает в клетку, он вызывает существенную транскрипцию гена целлюлазы, опосредованную активирующими белками и активирующими элементами. После разложения целлюлозы большое количество глюкозы высвобождается, что приводит к катаболитной репрессии.
Лигноцеллюлозные материалы содержат различные комбинации целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Целлюлоза представляет собой линейный полимер глюкозы, образующий довольно жесткую линейную структуру без существенного скручивания. Благодаря такой структуре и расположению гидроксильных групп, которые могут образовывать водородную связь, целлюлоза содержит кристаллические и некристаллические части. Кристаллические части также могут быть различных типов, обозначенных как I (альфа) и I (бета), например, в зависимости от расположения водородных связей между цепями. Сами по себе длины полимера могут меняться, придавая большее разнообразие формам целлюлозы. Гемицеллюлоза представляет собой один из нескольких гетерополимеров, таких как ксилан, глюкуроноксилан, арабиноксиланы и ксилоглюкан. Присутствующим первичным сахарным мономером является ксилоза, несмотря на то, что присутствуют и другие мономеры, такие как манноза, галактоза, рамноза, арабиноза и глюкоза. Как правило, гемицеллюлоза образует разветвленные структуры с более низкими молекулярными массами, чем у целлюлозы. Таким образом, гемицеллюлоза представляет собой аморфный материал, который обычно восприимчив к ферментативному гидролизу. Лигнин обычно представляет собой сложный высокомолекулярный гетерополимер. Несмотря на то, что составы всех лигнинов очень разнообразны, их описывают как аморфный полимер с дендритным скелетом фенилпропеновых единиц. Количества целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина в определенном биоматериале зависит от источника биоматериала. Например, биоматериал, полученный из древесины, может содержать около 3849% целлюлозы, 7-26% гемицеллюлозы и 23-34% лигнина в зависимости от вида. Злаки обычно содержат 33-38% целлюлозы, 24-32% гемицеллюлозы и 17-22% лигнина. Безусловно, лигноцеллюлозная биомасса составляет большой класс субстратов.
Разнообразие материалов биомассы можно дополнительно увеличить с помощью предварительной обработки, например посредством изменения кристалличности и молекулярных масс полимеров. Изменение в составе биомассы можно также увеличить за счет географических и сезонных колебаний, то есть в зависимости от того, где и когда материал был собран.
Специалист в данной области техники может оптимизировать производство ферментов микроорганизмами путем добавления дрожжевого экстракта, кукурузного экстракта, пептонов, аминокислот, солей аммония, солей фосфата, солей калия, солей магния, солей кальция, солей железа, солей марганца, солей цинка, солей кобальта или других добавок, и/или питательных веществ, и/или источников углерода. Можно добавить и удалить различные компоненты во время переработки, чтобы оптимизировать желаемое производство полезных продуктов.
Как правило, в данной области техники известны температура, рН и другие условия, оптимальные для роста микроорганизмов и производства ферментов.
Материалы биомассы.
Используемый в настоящем описании термин материалы биомассы включает лигноцеллюлозные, целлюлозные, крахмальные материалы.
Лигноцеллюлозные материалы включают, без ограничения ими, древесину, прессованную древесину, древесные отходы (например, опилки, древесина осины, древесная щепа), злаки (например, просо, мискантус, спартина, двукисточник тростниковидный), зерновые остатки (рисовая шелуха, овсяная шелуха, пшеничная шелуха, ячменная шелуха), отходы сельскохозяйственного производства (например, силос, солома канолы, пшеничная солома, ячменная солома, овсяная солома, рисовая солома, джут, пенька, льносолома, бамбук, сизаль, абака, стержни кукурузных початков, кукурузная солома, соевая солома, кукурузные волокна, люцерна, сено, кокосовое волокно), остатки переработки сахара (жмых, свекловичная пульпа, жмых агавы), водоросли, морские водоросли, навоз, сточные воды и смеси любого из них.
В некоторых случаях лигноцеллюлозным материалом могут быть стержни кукурузных початков. Измельченные или дробленые молотками стержни кукурузных початков можно распределить в слое относительно равномерной толщины, чтобы подвергнуть облучению, а после облучения легко распределить в среде для дальнейшей переработки. Чтобы облегчить получение урожая и его сбор, в некоторых случаях используют растение кукурузы целиком, включая стебель кукурузы, кукурузные зерна и в некоторых случаях даже корневую систему растения.
Преимущественно не требуется никаких дополнительных питательных веществ (за исключением источника азота, например, мочевины или аммиака) в течение этапа ферментации стержней кукурузных
- 9 031875 початков или целлюлозных или лигноцеллюлозных материалов, содержащих значительное количество стержней кукурузных початков.
Стержни кукурузных початков до и после измельчения также проще транспортировать и распределять, а также они имеют меньшую склонность к образованию взрывчатых смесей в воздухе, чем другие целлюлозные или лигноцеллюлозные материалы, такие как сено и злаки.
Целлюлозные материалы включают, например, бумагу, бумажные изделия, бумажные отходы, бумажную массу, пигментную бумагу, мелованную бумагу, бумагу с покрытием, бумагу с наполнителем, журналы, печатную продукцию (например, книги, каталоги, справочники, этикетки, календари, поздравительные открытки, брошюры, проспекты, газетная бумага), бумагу для печатающих устройств, бумагу с полимерным покрытием, открыточную бумагу, строительный картон, бумажный картон, материалы с высоким содержанием α-целлюлозы, такие как хлопок, а также смеси любых из них. Например, такие бумажные изделия описаны в заявке на патент США № 13/396365 (Magazine Feedstocks под авторством Medoff et al., поданной 14 февраля 2012 г.), полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки.
Целлюлозные материалы могут также включать лигноцеллюлозные материалы, которые были делигнифицированы.
Крахмалистые материалы включают крахмал как таковой, например кукурузный крахмал, пшеничный крахмал, картофельный крахмал или рисовый крахмал, производные крахмала или материал, который содержит крахмал, такой как продовольственный продукт питания или сельскохозяйственная культура. Например, крахмалистым материалом может быть арракача, гречиха, банан, ячмень, маниок, пуэрария, кислица клубненосная, саго, сорго, обычный домашний картофель, сладкий картофель, колоказия съедобная, ямс или один или более видов бобов, таких как садовые бобы, чечевица или горох. Смеси любых из двух или более крахмалистых материалов также представляют собой крахмалистые материалы. Также можно использовать смеси крахмалистых, целлюлозных и/или лигноцеллюлозных материалов. Например, биомасса может представлять собой растение целиком, часть растения или разные части растения, например растение пшеницы, хлопчатник, растение кукурузы, растение риса или дерево. Эти крахмалистые материалы можно обрабатывать с помощью любого из способов, описанных в данном документе.
Материал биомассы также может содержать побочные продукты переработки и подобные источники материала.
В других вариантах реализации изобретения материалы биомассы, такие как целлюлозные, крахмалистые и лигноцеллюлозные сырьевые материалы, можно получить из трансгенных микроорганизмов и растений, которые были модифицированы по отношению к множеству диких типов. Такие модификации можно получить, например, посредством итеративных этапов селекции и скрещивания для получения желаемых признаков у растения. Более того генетический материал у растений может быть удален, модифицирован, подавлен и/или добавлен по отношению к множеству диких типов. Например, генетически модифицированные растения можно получить с помощью методов рекомбинантных ДНК, при этом генетические модификации включают введение или изменение определенных генов из родительских сортов или, например, с помощью трансгенного скрещивания, при этом определенный ген или гены вводят в растение из другого вида растений и/или бактерий. Другой способ получения генетической изменчивости осуществляется посредством мутационной селекции, при этом новые аллели представляют собой аллели, искусственно полученные из эндогенных генов. Искусственные гены можно получить с помощью различных способов, в том числе обработкой растения или семян, например, химическими мутагенами (например, с использованием алкилирующих веществ, эпоксидов, алкалоидов, пероксидов, формальдегида), облучением (например, рентгеновскими лучами, гамма-лучами, нейтронами, бетачастицами, альфа-частицами, протонами, дейтронами, УФ-излучением) и методами температурного шока или другими методами воздействия внешних нагрузок и методов последующей селекции. Другие способы обеспечения модифицированных генов включают метод ПЦР пониженной точности и перестановку в ДНК с последующей инсерцией желаемой модифицированной ДНК в желаемое растение или семя. Способы введения желаемой генетической изменчивости в семя или растение включают, например, использование бактериального носителя, биолистики, осаждения фосфата кальция, электроимпульсного открытия клеточных пор, сплайсинга генов, подавления экспрессии генов, липофекции, микроинъекции и вирусных носителей. Дополнительные генетически модифицированные материалы были описаны в заявке на патент США № 13/396369, поданной 14 февраля 2012 г., полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки.
Любой из способов, описанных в данном документе, можно применить на практике к смесям любых материалов биомассы, описанным в настоящем документе.
Подготовка материала биомассы - механическая обработка.
Биомасса может быть в сухом виде, например с влагосодержанием менее чем около 35% (например, менее чем около 20%, менее чем около 15%, менее чем около 10%, менее чем около 5%, менее чем около 4%, менее чем около 3%, менее чем около 2% или даже менее чем около 1%). Также биомасса может поступать в мокром состоянии, например в виде мокрого твердого вещества, густой суспензии или сус- 10 031875 пензии с содержанием по меньшей мере около 10 мас.% твердых веществ (например, по меньшей мере около 20 мас.%, по меньшей мере около 30 мас.%, по меньшей мере около 40 мас.%, по меньшей мере около 50 мас.%, по меньшей мере около 60 мас.%, по меньшей мере около 70 мас.%).
Процессы, описанные в данном документе, могут использовать материалы с низкой объемной плотностью, например целлюлозное или лигноцеллюлозное сырье, которое было подвергнуто предварительной механической обработке, чтобы их объемная плотность стала менее чем около 0,75 г/см3, например менее чем около 0,7, 0,65, 0,60, 0,50, 0,35, 0,25, 0,20, 0,15, 0,10, 0,05 г/см3или менее, например менее чем около 0,025 г/см3. Объемная плотность определяется с помощью ASTM D1895B. Коротко, способ включает заполнение мерного цилиндра известного объема образцом и получение веса образца. Объемную плотность рассчитывают посредством деления массы образца в граммах на известный объем цилиндра в сантиметрах кубических. При необходимости плотность материалов с низкой объемной плотностью можно увеличить, например, с помощью способов, описанных в патенте США № 7971809, принадлежащем Medoff, полное описание которого включено в данный документ посредством ссылки.
В некоторых случаях предварительная обработка включает просеивание материала биомассы. Просеивание может быть выполнено через сито или перфорированную пластину с желаемым диаметром отверстий, например, менее чем около 6,35 мм (1/4 дюйма, 0,25 дюйма) (например, менее чем около 3,18 мм (1/8 дюйма, 0,125 дюйма), менее чем около 1,59 мм (1/16 дюйма, 0,0625 дюйма), менее чем около 0,79 мм (1/32 дюйма, 0,03125 дюйма), например, менее чем около 0,51 мм (1/50 дюйма, 0,02000 дюйма), менее чем около 0,40 мм (1/64 дюйма, 0,015625 дюйма), менее чем около 0,23 мм (0,009 дюйма), менее чем около 0,20 мм (1/128 дюйма, 0,0078125 дюйма), менее чем около 0,18 мм (0,007 дюйма), менее чем около 0,13 мм (0,005 дюйма) или даже менее чем около 0,10 мм (1/256 дюйма, 0,00390625 дюйма)). В одной конфигурации желаемая биомасса падает сквозь отверстия или сито, и, таким образом, биомасса, которая больше отверстий или сита, не облучается. Эти материалы большего размера могут быть повторно переработаны, например, измельчением, или они могут быть легко удалены из переработки. В другой конфигурации материал, который больше отверстий, облучают, а материал, который меньше, удаляют процессом просеивания или используют повторно. При таком виде конфигурации сам по себе транспортер (например, часть транспортера) может быть перфорирован или изготовлен с ячейками. Например, в одном конкретном варианте реализации материал биомассы может быть мокрым, а отверстия или ячейки позволяют воде вытекать из биомассы перед облучением.
Просеивание материала также может осуществляться вручную, например, с помощью оператора или механически (например, автоматом, оборудованным датчиком распознавания цвета, датчиком с отражателем или другим датчиком), при помощи чего удаляют ненужный материал. Просеивание может также представлять собой магнитное просеивание, в котором магнит расположен рядом с транспортируемым материалом, и магнитный материал удаляют с помощью магнита.
Необязательные процессы предварительной переработки могут включать нагревание материала. Например, часть транспортера может быть направлена сквозь нагретую зону. Нагретая зона может быть образована, например, ИК-облучением, микроволнами, сжиганием (например, газа, угля, нефти, биомассы), резистивным нагревом и/или индукционными катушками. Нагрев можно использовать по меньшей мере с одной стороны или более чем с одной стороны, он может быть непрерывным или периодическим и может осуществляться только для части материала или для всего материала. Например, часть желоба транспортера может быть нагрета с применением нагревающей рубашки. Нагревание, например, может быть проведено с целью сушки материала. В случае необходимости сушки материала этот процесс также можно облегчить, с нагревом или без него, движением газа (например, воздуха, кислорода, азота, He, CO2, аргона) над биомассой и/или через биомассу, которую подвергают транспортированию.
Необязательно процесс предварительной переработки может включать охлаждение материала. Охлаждение материала описано в патенте США № 7900857, принадлежащем Medoff, полное описание которого включено в настоящий документ посредством ссылки. Например, охлаждение может происходить путем подачи охлаждающей жидкости, например воды (например, с глицерином) или азота (например, жидкого азота) на дно желоба транспортера. В альтернативном варианте охлаждающий газ, например охлажденный азот, может продуваться над материалами биомассы или под системой транспортировки.
Другой необязательный способ процесса предварительной переработки может включать добавление материала к биомассе. Дополнительный материал можно добавить, например, обливанием, обрызгиванием и/или выливанием материала на транспортируемую биомассу. Материалы, которые можно добавить, включают, например, металлы, керамику и/или ионы, как описано в публикации заявки на патент США 2010/0105119 А1 (поданной 26 октября 2009 г.) и в публикации заявки на патент США 2010/0159569 А1 (поданной 16 декабря 2009 г.), полное описание которых включено в настоящий документ посредством ссылки. Необязательные материалы, которые могут быть добавлены, включают кислоты и основания. Другие материалы, которые могут быть добавлены, представляют собой окислители (например, пероксиды, хлораты), полимеры, полимеризуемые мономеры (например, содержащие ненасыщенные связи), воду, катализаторы, ферменты и/или микроорганизмы. Материалы могут быть добавлены, например, в чистом виде, в виде раствора в растворителе (например, воде или органическом растворителе) и/или в виде раствора. В некоторых случаях растворитель является летучим и может выпари- 11 031875 ваться, например, нагреванием и/или продуванием газа, как описано ранее. Добавленный материал может образовывать однородное покрытие на биомассе или представлять собой гомогенную смесь различных компонентов (например, биомассы и дополнительного материала). Добавленный материал может модулировать последующий этап облучения посредством увеличения эффективности облучения, тушения облучения или изменения эффекта облучения (например, от пучков электронов до рентгеновских лучей или нагрева). Способ может не влиять на облучение, но может использоваться для дальнейшей последующей переработки. Добавленный материал может помогать в транспортировке материала, например, посредством снижения уровней запыленности.
Биомасса может подаваться на транспортер при помощи ленточного транспортера, пневматического транспортера, шнекового транспортера, бункера, трубы, вручную или их комбинацией. Биомассу можно, например, опустить, вылить и/или поместить на транспортер любым из этих способов. В некоторых вариантах реализации материал подают на транспортер с применением закрытой системы распределения материалов, чтобы помочь обеспечить атмосферу с низким содержанием кислорода и/или контроля содержания пыли и мелких частиц. Поднятые суспендированные в воздухе мелкие частицы биомассы и пыль являются нежелательными, поскольку они могут создавать угрозу взрыва или повреждения фольги окон электронной пушки (при использовании такого устройства для обработки материала).
Материал можно выровнять с получением однородной толщины от около 0,0312 до 5 дюймов (например, от около 0,0625 до 2,000 дюйма, от около 0,125 до 1 дюйма, от около 0,125 до 0,5 дюйма, от около 0,3 до 0,9 дюйма, от около 0,2 до 0,5 дюйма, от около 0,25 до 1,0 дюйма, от около 0,25 до 0,5 дюйма, 0,100+/-0,025 дюйма, 0,150+/-0,025 дюйма, 0,200+/-0,025 дюйма, 0,250+/-0,025 дюйма, 0,300+/-0,025 дюйма, 0,350+/-0,025 дюйма, 0,400+/-0,025 дюйма, 0,450+/-0,025 дюйма, 0,500+/-0,025 дюйма, 0,550+/0,025 дюйма, 0,600+/-0,025 дюйма, 0,700+/-0,025 дюйма, 0,750+/-0,025 дюйма, 0,800+/-0,025 дюйма, 0,850+/-0,025 дюйма, 0,900+/-0,025 дюйма, 0,900+/-0,025 дюйма.
Как правило, является предпочтительным транспортировать материал настолько быстро, насколько его возможно пропустить через пучок электронов для максимизации производительности. Например, материал можно транспортировать при скоростях, составляющих по меньшей мере 1 фут/мин, например по меньшей мере 2 фута/мин, по меньшей мере 3 фута/мин, по меньшей мере 4 фута/мин, по меньшей мере 5 футов/мин, по меньшей мере 10 футов/мин, по меньшей мере 15 футов/мин, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 футов/мин. Скорость транспортировки связана с током пучка, например, в случае биомассы толщиной 1/4 дюйма и 100 мА, транспортер может двигаться со скоростью около 20 футов/мин с обеспечением приемлемой дозы облучения, при 50 мА транспортер может двигаться со скоростью около 10 футов/мин с обеспечением приблизительно такой же дозы облучения.
После того как материал биомассы был транспортирован через зону облучения, могут быть выполнены необязательные процессы последующей переработки. Необязательная последующая переработка может, например, представлять собой процесс, описанный относительно процесса предварительной обработки облучением. Например, биомассу можно просеять, нагреть, охладить и/или объединить с добавками. Исключительно для этапа после облучения может происходить гашение радикалов, например гашение радикалов путем добавления жидкостей или газов (например, кислорода, закиси азота, аммиака, жидкостей) с применением давления, нагрева и/или добавления акцепторов радикалов. Например, биомассу можно снять с закрытого транспортера и подвергнуть воздействию газа (например, кислорода), при этом она гасится с образованием карбоксилированных групп. В одном из вариантов реализации изобретения биомассу во время облучения подвергают воздействию реакционноспособного газа или жидкости. Гашение облученной биомассы описано в патенте США № 8083906, принадлежащем Medoff, полное описание которого включено в данный документ посредством ссылки.
При необходимости для дополнительного уменьшения устойчивости материала биомассы помимо облучения можно использовать одну или более механических обработок. Эти процессы можно применить до, во время и/или после облучения.
В некоторых случаях механическая обработка может включать начальное получение сырья при поставке, например, уменьшение размера материалов, например, измельчением, например нарезанием, перемалыванием, рассеканием, тонким измельчением или дроблением. Например, в некоторых случаях неплотное сырье (например, бумага вторичной переработки, крахмалистые материалы или просо) получают резанием или нарезанием на полоски. Механическая обработка может снижать объемную плотность материала биомассы, увеличивать площадь поверхности материала биомассы и/или уменьшать один или более размеров материала биомассы.
В альтернативном варианте или помимо этого материал сырья можно сначала подвергнуть физической обработке с использованием одного или более других способов физической обработки, например химической обработки, облучения, ультразвука, окисления, пиролиза или обработки паром, а затем подвергнуть механической обработке. Эта последовательность может быть предпочтительной, так как материалы, обрабатываемые с помощью одной или более других обработок, например облучения или пиролиза, имеют склонность быть более хрупкими, и, таким образом, будет легче дополнительно изменять структуру материала посредством механической обработки. Например, материал сырья можно транспортировать через ионизирующее облучение с применением транспортера, как описано в данном документе,
- 12 031875 а затем подвергнуть механической обработке. При помощи химической обработки можно удалить некоторое количество или весь лигнин (например, химической варкой), и можно частично или полностью гидролизовать материал. Способы также можно использовать с предварительно гидролизованным материалом. Способы также можно использовать с материалом, который не был предварительно гидролизован. Способы можно использовать со смесями гидролизованных и негидролизованных материалов, например, с около 50% или более негидролизованного материала, с около 60% или более негидролизованного материала, с около 70% или более негидролизованного материала, с около 80% или более негидролизованного материала или даже с около 90% или более негидролизованного материала.
Помимо уменьшения размера, которое можно выполнить в начале и/или позже в процессе переработки, механическая обработка также может быть более предпочтительной для раскрытия, напряжения, разрушения или разрыхления материалов биомассы, делая целлюлозу материалов более восприимчивой к разрыву цепей и/или разрушению кристаллической структуры во время физической обработки.
Способы механической обработки материала биомассы включают, например, перемалывание или дробление. Перемалывание может быть выполнено с применением, например, мельницы, шаровой мельницы, коллоидной мельницы, конической или конусной мельницы, дисковой мельницы, бегуна, мельницы Уайли, мукомольной мельницы или другой мельницы. Дробление может быть выполнено с применением, например, дробилки режущего/ударного типа. Некоторые примеры дробилок включают жерновые дробилки, штифтовые дробилки, кофемолки и обдирные мельницы. Дробление или перемалывание могут быть обеспечены, например, штифтом с качательным движением или другим элементом, как в случае со штифтовыми мельницами. Другие способы механической обработки включают механическое рыхление, разрыв, разрезание или раскол, другие способы, которые применяют давление к волокнам, и перемалывание с истиранием в воздухе. Подходящие механические обработки дополнительно включают любую другую методику, которая продолжает разрушение внутренней структуры материала, начатое на предыдущих стадиях переработки.
Механические системы подготовки подачи могут быть выполнены с возможностью получения потоков с конкретными характеристиками, такими как, например, конкретные максимальные размеры, конкретные соотношения длины к ширине или конкретные соотношения площадей поверхности. Физическая подготовка может увеличивать скорость реакций, улучшать движение материала по транспортеру, улучшать профиль облучения материала, улучшать однородность облучения материала или уменьшить время переработки, необходимое для раскрытия материалов и делания их более доступными для процессов и/или реагентов, таких как реагенты в растворе.
Объемную плотность сырья можно регулировать (например, увеличивать). В некоторых ситуациях может быть желательным получение материала с низкой объемной плотностью, например посредством уплотнения материала (например, уплотнение может сделать транспортировку на другую площадку более удобной и менее дорогостоящей), а затем возврата материала в состояние более низкой объемной плотности (например, после транспортировки). Материал можно уплотнить, например, от менее чем около 0,2 г/см до более чем около 0,9 г/см (например, от менее чем около 0,3 до более чем около 0,5 г/см, от менее чем около 0,3 до более чем около 0,9 г/см3, от менее чем около 0,5 до более чем около 0,9 г/см3, от менее чем около 0,3 до более чем около 0,8 г/см3, от менее чем около 0,2 до более чем около 0,5 г/см3). Например, материал можно уплотнить с помощью способов и оборудования, которые описаны в патенте США № 7932065, принадлежащем Medoff, и в публикации международной заявки № WO 2008/073186 (которая была подана 26 октября 2007 г., опубликована на английском языке и предназначена для США), полное описание которых включено в данный документ посредством ссылки. Уплотненные материалы можно переработать любым из описанных в данном документе способов, или любой материал, переработанный любым из описанных в данном документе способов, можно уплотнить впоследствии.
В некоторых вариантах реализации подлежащий переработке материал находится в виде волокнистого материала, который включает волокна, полученные разрезанием источника волокон. Например, разрезание может быть выполнено ротационными ножами.
Например, разрезание источника волокон, например, который является устойчивым или его уровень устойчивости был снижен, можно выполнить, например, ротационными ножами с получением первого волокнистого материала. Первый волокнистый материал пропускают через первое сито, например, со средним размером отверстия, составляющим 1,59 мм или менее (1/16 дюйма, 0,0625 дюйма), с получением второго волокнистого материала. При необходимости источник волокон можно нарезать перед разрезанием, например, с помощью шредера. Например, в случае применения бумаги в качестве источника волокон бумагу можно сначала нарезать на полоски шириной, например, 1/4-1/2 дюйма с применением шредера, например шредера со шнеками встречного вращения, такого как производится компанией Munson (Ютика, штат Нью-Йорк). В качестве альтернативы разрезанию на полоски бумагу можно измельчить посредством разрезания до необходимого размера в гильотинной резальной машине. Например, гильотинную резальную машину можно применять для разрезания бумаги на листы, например, шириной 10 дюймов и длиной 12 дюймов. В некоторых вариантах реализации разрезание источника волокна и прохождение полученного первого волокнистого материала через первое сито осуществляют одновременно. Разрезание и прохождение можно также осуществлять в периодическом процессе.
- 13 031875
Например, можно использовать ротационные ножи для одновременного разрезания источника волокон и просеивания первого волокнистого материала. Ротационные ножи содержат загрузочный бункер, в который можно загрузить нарезанный на полоски источник волокон, полученный в результате его нарезания на полоски.
В некоторых вариантах реализации сырье физически обрабатывают перед осахариванием и/или ферментацией. Процессы физической обработки могут включать один или более из любых способов, описанных в данном документе, такие как механическая обработка, химическая обработка, облучение, обработка ультразвуком, окисление, пиролиз или обработка паром. Способы обработки могут быть использованы в комбинациях из двух, трех, четырех или даже всех указанных технологий (в любом порядке). При применении более одного способа обработки способы могут применяться одновременно или в различные моменты времени. Также могут быть использованы другие процессы, которые изменяют молекулярную структуру сырья биомассы, в отдельности или в комбинации с процессами, описанными в данном документе.
Механические обработки, которые могут применяться, и свойства механически обработанных материалов биомассы более подробно описаны в публикации заявки на патент США 2012/0100577 А1, поданной 18 октября 2011 г., полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки.
Обработка материала биомассы - бомбардировка частицами.
Можно использовать одну или более обработок бомбардировкой частицами высоких энергий для переработки исходного сырья из большого разнообразия различных источников для выделения полезных веществ из сырья и для обеспечения частично разрушенного органического материала, который используется в качестве исходного для дальнейших этапов и/или последовательностей переработки. Бомбардировка частицами может снижать молекулярную массу и/или кристалличность сырья. В некоторых вариантах реализации изобретения энергию, накопленную в материале, которую высвобождает электрон со своей атомной орбитали, можно использовать для обработки материалов. Бомбардировка может быть обеспечена тяжелыми заряженными частицами (такими как альфа-частицы или протоны), электронами (полученными, например, при бета-распаде или в ускорителях пучка электронов) или электромагнитным излучением (например, гамма-лучи, рентгеновские лучи или ультрафиолетовые лучи). В альтернативном варианте для обработки сырья можно использовать излучение, испускаемое радиоактивными веществами. Эти обработки можно использовать в любой комбинации, в любом порядке или одновременно. В другом подходе для обработки сырья можно использовать электромагнитное излучение (например, полученное с применением излучателей электронного пучка).
Каждая форма энергии ионизирует биомассу за счет взаимодействий частиц. Тяжелые заряженные частицы в первую очередь ионизируют вещество посредством кулоновского рассеяния; более того, эти взаимодействия производят электроны высокой энергии, которые могут дополнительно ионизировать вещество. Альфа-частицы идентичны ядрам атома гелия и образуются при альфа-распаде различных радиоактивных ядер, таких как изотопы висмута, полония, астата, радона, франция, радия, некоторых актиноидов, таких как актиний, торий, уран, нептуний, кюрий, калифорний, америций и плутоний.
При использовании частиц они могут быть нейтральными (незаряженными), положительно заряженными или отрицательно заряженными. Если они заряжены, заряженные частицы могут нести один положительный или отрицательный заряд или несколько зарядов, например один, два, три или даже четыре, или больше зарядов. В случаях, когда необходим разрыв цепи, положительно заряженные частицы могут быть предпочтительными, в частности, благодаря их кислотной природе. При использовании частиц они могут обладать массой, равной массе электрона в состоянии покоя или больше, например в 500, 1000, 1500 или 2000, или более раз больше массы электрона в состоянии покоя. Например, частицы могут обладать массой от около 1 атомной единицы до около 150 атомных единиц, например от около 1 атомной единицы до около 50 атомных единиц, или от около 1 до около 25, например 1, 2, 3, 4, 5, 10, 12 или 15 атомных единиц. Ускорители, применяемые для ускорения частиц, могут быть электростатическими с постоянным током, электродинамическими с постоянным током, радиочастотными линейными, магнитно-индукционными линейными или с незатухающими волнами. Например, доступны ускорители циклотронного типа производства компании IBA (Ion Beam Accelerators, Лувен-ля-Нев, Бельгия), такие как система Rhodotron™, тогда как ускорители постоянного тока, такие как Dynamitron™, доступны от компании RDI, сейчас IBA Industrial. Ионы и ионные ускорители описаны в публикациях Introductory Nuclear Physics, Kenneth S. Krane, John Wiley & Sons, Inc. (1988), Krsto Prelec, FIZIKA В 6 (1997) 4, 177206; Chu, William Т., Overview of Light-Ion Beam Therapy, Колумбус, штат Огайо, ICRU-IAEA Meeting, 18-20 Mar. 2006; Iwata Y. et al. Alternating-Phase-Focused IH-DTL for Heavy-Ion Medical Accelerators, Proceedings of EPAC 2006, Эдинбург, Шотландия; и Leitner C.M. et al., Status of the Superconducting ECR Ion Source Venus, Proceedings of EPAC 2000, Вена, Австрия.
Используемые дозы зависят от желаемого эффекта и конкретного сырья. Например, высокие дозы могут разрушать химические связи в компонентах сырья, а низкие дозы могут усиливать химическое связывание (например, перекрестное сшивание) в компонентах сырья.
В некоторых случаях, если необходимы разрыв цепей и/или функционализация полимерной цепи, можно использовать частицы, которые тяжелее электронов, такие как протоны, ядра гелия, ионы аргона,
- 14 031875 ионы кремния, ионы неона, ионы углерода, ионы фосфора, ионы кислорода или ионы азота. Если необходим разрыв цепей с раскрытием цикла, можно использовать положительно заряженные частицы благодаря их свойствам кислоты Льюиса для усиления разрыва цепей с раскрытием цикла. Например, если необходимы кислородсодержащие функциональные группы, можно выполнить обработку в присутствии кислорода или даже обработку ионами кислорода. Например, если необходимы азотсодержащие функциональные группы, можно выполнить обработку в присутствии азота или даже обработку ионами азота.
Другие формы энергии.
Электроны взаимодействуют посредством кулоновского рассеяния и тормозного излучения, образованного при изменении скорости электронов. Электроны могут быть получены из радиоактивных ядер, которые подвергаются бета-распаду, таких как изотопы йода, цезия, технеция и иридия. В альтернативном варианте в качестве источника электронов можно использовать электронную пушку за счет термоионной эмиссии.
Электромагнитное излучение взаимодействует за счет трех процессов: фотоэлектрическое поглощение, комптоновское рассеяние и образование пар. Преобладающее взаимодействие определяется энергией падающего излучения и атомным числом материала. Суммирование взаимодействий, вносящих вклад в поглощенное излучение в целлюлозном материале, можно выразить массовым коэффициентом поглощения.
Электромагнитное излучение подклассифицируют как гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи, инфракрасные лучи, микроволны или радиоволны в зависимости от длины волны.
Например, гамма-излучение можно использовать для обработки материалов. Преимуществом гамма-излучения является существенная глубина проникания в различные материалы образца. Источники гамма-лучей включают радиоактивные ядра, такие как изотопы кобальта, кальция, технеция, хрома, галлия, индия, йода, железа, криптона, самария, селена, натрия, таллия и ксенона.
Источники рентгеновских лучей включают столкновение электронных пучков с металлическими мишенями, такими как вольфрам или молибден, или сплавами, или компактные источники света, такие, которые производится на коммерческой основе компанией Lyncean.
Источники ультрафиолетового излучения включают дейтериевые или кадмиевые лампы.
Источники инфракрасного излучения включают керамические лампы с окнами из сапфира, цинка или селенида.
Источники микроволн включают клистроны, предложенные Слевином РЧ-источники или источники пучков атомов, в которых используют пучки атомов водорода, кислорода или азота.
В способах, описанных в данном документе, можно использовать различные другие устройства, в том числе источники полевой ионизации, электростатические разделители ионов, генераторы полевой ионизации, источники термоионной эмиссии, источники ионов сверхвысокочастотного разряда, рециркулирующие или статические ускорители, динамические линейные ускорители, ускорители Ван-деГраафа и складчатые тандемные ускорители. Такие устройства описаны, например, в патенте США № 7931784 В2, полное описание которого включено в данный документ посредством ссылки.
Обработка материала биомассы - бомбардировка электронами.
Сырье может быть обработано посредством бомбардировки электронами для модификации его структуры и, таким образом, снижения его устойчивости. Подобная обработка может, например, снижать среднюю молекулярную массу сырья, изменять кристаллическую структуру сырья и/или увеличивать площадь поверхности и/или пористость сырья.
Как правило, бомбардировка электронами посредством электронного пучка более предпочтительна, так как она обеспечивает очень высокую производительность и потому что применение устройства с пучком электронов относительно низкого напряжения/высокой мощности устраняет необходимость в дорогостоящей защите из бетонного сооружения, поскольку подобные устройства являются самоэкранирующими и обеспечивают безопасный эффективный процесс. В то время как самоэкранирующие устройства действительно включают экранирование (например, экранирование металлической пластиной), они не требуют строительства из бетонного сооружения, что значительно снижает капитальные затраты и зачастую позволяет использовать существующий промышленный объект без дорогостоящей модификации. В продаже имеются ускорители пучка электронов, например, производства компаний IBA (Ion Beam Applications, Лувен-ля-Нев, Бельгия), Titan Corporation (Сан-Диего, штат Калифорния, США) и NHV Corporation (Nippon High Voltage, Япония).
Бомбардировку электронами можно осуществлять с применением электронно-лучевого устройства, номинальная энергия которого составляет менее 10 МэВ, например менее чем 7 МэВ, менее чем 5 МэВ или менее чем 2 МэВ, например от около 0,5 до 1,5 МэВ, от около 0,8 до 1,8 МэВ, от около 0,7 до 1 МэВ или от около 1 до около 3 МэВ. В некоторых вариантах реализации номинальная энергия составляет от около 500 до 800 кэВ.
Электронный пучок может иметь относительно высокую общую мощность (общая мощность электронных пучков всех ускоряющих головок или в случае использования нескольких ускорителей мощность всех ускорителей и всех головок), например, составляющую по меньшей мере 25 кВт, например по меньшей мере 30, 40, 50, 60, 65, 70, 80, 100, 125 или 150 кВт. В некоторых случаях мощность превышает
- 15 031875 даже 500, 750 или даже 1000 кВт или более. В некоторых случаях мощность электронного пучка составляет 1200 кВт или более.
Эта высокая общая мощность электронного пучка обычно достигается за счет использования нескольких ускоряющих головок. Например, электронно-лучевое устройство может содержать две, четыре или более ускоряющих головок. Использование нескольких головок, каждая из которых имеет относительно низкую мощность пучка, предотвращает чрезмерное возрастание температуры в материале, тем самым предотвращая горение материала, а также увеличивает равномерность дозы по толщине слоя материала.
В некоторых вариантах реализации изобретения желательно охладить материал во время бомбардировки электронами. Например, материал можно охладить во время его транспортировки, например, при помощи шнекового экструдера или другого транспортирующего оборудования.
Для снижения энергии, необходимой в процессе уменьшения устойчивости, желательно обработать материал настолько быстро, насколько это возможно. В целом, предпочтительно проводить обработку при интенсивности дозы, составляющей более чем около 0,25 Мрад в секунду, например более чем около 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 5, 7, 10, 12, 15 или даже более чем около 20 Мрад в секунду, например от около 0,25 до 2 Мрад в секунду. Более высокие интенсивности дозы обычно требуют более высоких линейных скоростей во избежание теплового разложения материала. В одном варианте реализации изобретения ускоритель устанавливают на 3 МэВ, 50 мА тока пучка, а линейную скорость на 24 фута/мин, при толщине образца, составляющей около 20 мм (например, измельченный материал стержней кукурузных початков с объемной плотностью, составляющей 0,5 г/см3).
В некоторых вариантах реализации изобретения бомбардировку электронами выполняют до тех пор, пока материал не получит общую дозу, составляющую по меньшей мере 0,5 Мрад, например по меньшей мере 5, 10, 20, 30 или по меньшей мере 40 Мрад. В некоторых вариантах реализации изобретения обработку выполняют до тех пор, пока материал не получит дозу, составляющую от около 0,5 до около 150 Мрад, от около 1 до около 100 Мрад, от около 2 до около 75 Мрад, от 10 до около 50 Мрад, например от около 5 до около 50 Мрад, от около 20 до около 40 Мрад, от около 10 до около 35 Мрад или от около 25 до около 30 Мрад. В некоторых вариантах реализации изобретения предпочтительной является общая доза, составляющая от 25 до 35 Мрад, оптимально применяемая в течение нескольких секунд, например составляющая 5 Мрад/прохождение, применяемая при каждом прохождении в течение около одной секунды. Применение дозы, составляющей более чем 7-8 Мрад/прохождение, в некоторых случаях может вызвать термическое разложение материала сырья.
Применяя несколько головок, как описано выше, материал можно обработать за несколько прохождений, например за два прохождения, при от 10 до 20 Мрад/прохождение, например от 12 до 18 Мрад/прохождение с перерывом в несколько секунд для охлаждения или за три прохождения от 7 до 12 Мрад/прохождение, например от 9 до 11 Мрад/прохождение. Как обсуждалось выше, обработка материала несколькими относительно низкими дозами, а не одной большой дозой, как правило, предотвращает перегрев материала, а также увеличивает равномерность распределения дозы по толщине материала. В некоторых вариантах реализации материал перемешивают или иным образом смешивают во время или после каждого прохождения, а затем снова выравнивают в равномерный слой перед следующим прохождением для дополнительного улучшения равномерности обработки. В некоторых вариантах реализации изобретения электроны ускоряют, например, до скорости, составляющей более 75% больше скорости света, например более 85, 90, 95 или 99% скорости света.
В некоторых вариантах реализации изобретения любую переработку, описанную в данном документе, осуществляют на лигноцеллюлозном материале, который остается сухим при приобретении или который высушивают, например, с помощью тепла и/или пониженного давления. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения в целлюлозном и/или лигноцеллюлозном материале содержится менее около 5 мас.% удерживаемой воды, измеренной при 25°С и 50%-ной относительной влажности.
Можно применять бомбардировку электронами, поскольку целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал подвергают воздействию воздуха, обогащенного кислородом воздуха или даже одного кислорода, или же подвергают воздействию инертным газом, таким как азот, аргон или гелий. Если требуется максимальное окисление, применяют окислительную среду, такую как воздух или кислород, а расстояния от источника пучка оптимизируют, чтобы максимизировать образование химически реакционноспособного газа, например озона и/или оксидов азота.
В некоторых вариантах реализации изобретения используют два или более источников электронов, таких как два или более ионизирующих источников. Например, образцы можно в любом порядке обработать электронным пучком, а затем гамма-излучением и УФ-излучением, длина волны которого составляет от около 100 до около 280 нм. В некоторых вариантах реализации изобретения образцы обрабатывают тремя источниками ионизирующего излучения, такими как пучок электронов, гамма-излучение и УФ-излучение высокой энергии. Биомассу транспортируют через зону обработки, в которой ее можно подвергнуть бомбардировке электронами. Как правило, более предпочтительным является, чтобы при облучении у подложки материала биомассы была относительно равномерная толщина, как описано выше.
- 16 031875
Может быть целесообразным повторение обработки для более полного уменьшения устойчивости биомассы и/или дополнительной модификации биомассы. В частности, параметры процесса могут быть установлены после первого (например, второго, третьего, четвертого или более) прохождения в зависимости от устойчивости материала. В некоторых вариантах реализации изобретения можно использовать такой транспортер, который включает круговую систему, в которой биомасса перемещается много раз через различные процессы, описанные выше. В некоторых других вариантах реализации изобретения используют несколько устройств обработки (например, электронно-лучевые генераторы) для обработки биомассы несколько (например, 2, 3, 4 и более) раз. В еще других вариантах реализации изобретения один электронно-лучевой генератор может являться источником нескольких пучков (например, 2, 3, 4 или более пучков), которые можно использовать для обработки биомассы.
Эффективность изменения молекулярной/надмолекулярной структуры и/или уменьшения устойчивости биомассы зависит от используемой энергии электронов и применяемой дозы, тогда как длительность воздействия зависит от мощности и дозы.
В некоторых вариантах реализации изобретения обработку (любым источником электронов или комбинацией источников) выполняют до тех пор, пока материал не получит дозу по меньшей мере около 0,05 Мрад, например по меньшей мере около 0,1, 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 2,5, 5,0, 7,5, 10,0, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150, 175 или 200 Мрад. В некоторых вариантах реализации изобретения обработка выполняют до тех пор, пока материал не получит дозу в интервале 0,1-100, 1-200, 5-200, 10-200, 5150, 5-100, 5-50, 5-40, 10-50, 10-75, 15-50, 20-35 Мрад.
В некоторых вариантах реализации изобретения обработку выполняют при интенсивности дозы, составляющей от 5,0 до 1500,0 крад/ч, например от 10,0 до 750,0 или от 50,0 до 350,0 крад/ч. В других вариантах реализации изобретения обработку выполняют при интенсивности дозы, составляющей от 10 до 10000, от 100 до 1000 или от 500 до 1000 крад/ч.
Источники электронов.
Электроны взаимодействуют посредством кулоновского рассеяния и тормозного излучения, возникающего в результате изменений в скорости электронов. Электроны можно получить с помощью радиоактивных ядер, которые подвергаются бета-распаду, таких как изотопы йода, цезия, технеция и иридия. В альтернативном варианте можно использовать электронную пушку в качестве источника электронов посредством термоионной эмиссии и ускорения за счет ускоряющего потенциала. Электронная пушка генерирует электроны, ускоряет их за счет сильного потенциала (например, более чем около 500 тысяч, более чем около 1 миллиона, более чем около 2 миллиона, более чем около 5 миллионов, более чем около 6 миллионов, более чем около 7 миллионов, более чем около 8 миллионов, более чем около 9 миллионов или даже более чем 10 миллионов вольт), а затем сканирует их магнитным способом в плоскости х, у, в которой электроны изначально ускорялись в направлении z вниз по трубке, и выбрасывает через фольговое окно. Сканирование электронного пучка применимо для увеличения поверхности облучения при облучении материалов, например биомассы, которая проходит через сканирующий пучок. Сканирование электронного пучка также равномерно распределяет тепловую нагрузку на окно и помогает уменьшить разрушение фольгового окна за счет локального нагрева электронным пучком. Разрушение фольгового окна является причиной существенного по времени простоя из-за последующего необходимого восстановления и восстановления электронной пушки.
В способах, описанных в данном документе, используют различные другие облучающие устройства, в том числе источники полевой ионизации, электростатические разделители ионов, генераторы полевой ионизации, источники термоионной эмиссии, источники ионов сверхвысокочастотного разряда, рециркулирующие или статические ускорители, динамические линейные ускорители, ускорители Ван-деГраафа и складчатые тандемные ускорители. Такие устройства описаны, например, в патенте США № 7931784, принадлежащем Medoff, полное описание которого включено в данный документ посредством ссылки.
Электронный пучок можно использовать в качестве источника излучения. Электронный пучок обладает преимуществом доз с высокой интенсивностью (например, 1, 5 или даже 10 Мрад в секунду), высокой производительностью, меньшим ограждением и меньшей защитой оборудования. Электронные пучки также могут обладать высоким электрическим коэффициентом полезного действия (например, 80%), что позволяет использовать меньшее количество энергии по сравнению с другими способами облучения, что может обуславливать более низкие эксплуатационные расходы и более низкие выбросы парниковых газов, что соответствует меньшему количеству используемой энергии. Электронные пучки могут генерироваться, например, с помощью электростатических генераторов, каскадных генераторов, трансформаторных генераторов, низкоэнергетических ускорителей с системой сканирования, низкоэнергетических ускорителей с линейным катодом, линейных ускорителей и импульсных ускорителей.
Электроны также могут быть более эффективными при вызывании изменений в молекулярной структуре материалов биомассы, например, с помощью механизма разрыва цепей. Помимо этого электроны, энергия которых составляет 0,5-10 МэВ, могут проникать в материалы с низкой плотностью, такие как материалы биомассы, описанные в данном документе, например материалы, объемная плотность которых составляет менее чем 0,5 г/см3, а толщина составляет 0,3-10 см. Электроны в качестве источника
- 17 031875 ионизирующего излучения можно использовать, например, для относительно тонких пачек, слоев или пластов материалов, например менее чем около 0,5 дюйма, например менее чем около 0,4 дюйма, 0,3 дюйма, 0,25 дюйма или менее чем около 0,1 дюйм. В некоторых вариантах реализации изобретения энергия каждого электрона электронного пучка составляет от около 0,3 до около 2,0 МэВ (мегаэлектронвольт), например от около 0,5 до около 1,5 МэВ или от около 0,7 до около 1,25 МэВ. Способы облучения материалов описаны в публикации заявки на патент США 2012/0100577 А1, поданной 18 октября 2011 г., полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки.
Устройства для облучения электронным пучком можно коммерчески приобрести у таких производителей, как Ion Beam Applications (Лувен-ля-Нев, Бельгия), Titan Corporation (Сан-Диего, штат Калифорния) и NHV Corporation (Nippon High Voltage, Япония). Типичные энергии электронов могут составлять 0,5, 1, 2, 4,5, 7,5 или 10 МэВ. Типичная мощность устройства для облучения электронным пучком может составлять 1, 5, 10, 20, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900 или даже 1000 кВт.
При выборе оптимальных характеристик мощности устройств для облучения электронным пучком учитывают эксплуатационные расходы, капитальные затраты, амортизацию и контур устройства. При выборе оптимальных уровней доз облучения электронным пучком учитывают энергетические затраты, а также вопросы окружающей среды, надежности и защиты здоровья (ESH). Как правило, генераторы размещают в сооружении, например, из свинца или бетона, специально для защиты от рентгеновских лучей, которые генерируются в данном процессе. При выборе оптимальных характеристик энергии электронов учитывают затраты на электроэнергию.
Устройство облучения электронным пучком может генерировать или фиксированный пучок, или сканирующий пучок. Сканирующий пучок с большой длиной развертки сканирования и высокими скоростями сканирования может быть предпочтительным, поскольку он будет эффективно заменять большую ширину фиксированного пучка. Кроме того, доступны ширины развертки, составляющие 0,5, 1, 2 м и более. Сканирующий пучок является предпочтительным в большинстве вариантов реализации, описанных в данном документе, в связи с большей шириной сканирования, а также сниженной возможностью локального нагрева и разрушения окон.
Обработка материала биомассы - обработка ультразвуком, пиролиз, окисление, обработка паром.
При необходимости можно использовать одну или более обработок посредством процессов ультразвука, пиролиза, окисления или обработки паром в дополнение или вместо бомбардировки электронами для дополнительного уменьшения устойчивости материала биомассы. Эти процессы можно применить до, во время или после другой обработки или обработок. Эти процессы подробно описаны в патенте США № 7932065, принадлежащем Medoff, полное описание которого включено в данный документ посредством ссылки.
Применение обработанного материала биомассы.
В данном документе описаны процессы, в которых в качестве сырья можно использовать целлюлозные и/или лигноцеллюлозные материалы, которые являются легкодоступными, но зачастую могут быть сложными для переработки, например потоки муниципальных сточных вод и потоки сточных вод при производстве бумаги, например потоки, которые включают газетную бумагу, крафт-бумагу, гофрированную бумагу или их смеси.
Для превращения сырья в форму, которую можно легко переработать, глюкан- или ксилансодержащую целлюлозу в сырье можно подвергнуть гидролизу до низкомолекулярных углеводов, таких как сахара, с использованием осахаривающего средства, например фермента или кислоты, в процессе, называемом осахаривание. Затем можно использовать низкомолекулярные углеводы, например, на существующей производственной установке, такой как установка для получения белка одноклеточных организмов, установка для получения ферментов или установка для получения топлива, например производственные мощности по выпуску этанола.
Сырье можно подвергнуть гидролизу с использованием фермента, например, посредством объединения материалов и фермента в растворителе, например в водном растворе.
В альтернативном варианте микроорганизмы могут поставлять ферменты, которые способны разрушать биомассу, такую как целлюлоза и/или лигниновые части биомассы, могут содержать или продуцировать различные целлюлолитические ферменты (целлюлазы), лигниназы или различные низкомолекулярные метаболиты, разлагающие биомассу. Эти ферменты могут представлять собой комплекс ферментов, который действует синергично для разложения кристаллической целлюлозы или лигниновых частей биомассы. Примеры целлюлолитических ферментов включают эндоглюканазы, целлобиогидролазы и целлобиазы (бета-глюкозидазы). Во время осахаривания целлюлозный субстрат сначала может быть гидролизован эндоглюканазами в произвольных положениях с получением олигомерных промежуточных соединений. Эти промежуточные соединения впоследствии являются субстратами для экзорасщепления глюканаз, таких как целлобиогидролаза, с получением целлобиозы из концов полимера целлюлозы. Целлобиоза представляет собой растворимый в воде 1,4-связанный димер глюкозы. В конечном итоге целлобиаза расщепляет целлобиозу с получением глюкозы. Эффективность (например, время гидролиза и/или полнота гидролиза) этого процесса зависит от устойчивости целлюлозного материала.
- 18 031875
Промежуточные соединения и продукты.
С применением процессов, описанных в данном документе, материал биомассы можно превратить в один или более продуктов. Конкретные примеры продуктов включают, без ограничения ими, сахара (например, глюкоза, ксилоза, арабиноза, манноза, галактоза, фруктоза, дисахариды, олигосахариды и полисахариды), Любая комбинация вышеуказанных продуктов друг с другом и/или вышеуказанных продуктов с другими продуктами, причем другие продукты могут быть получены посредством процессов, описанных в данном документе, или иным образом, могут быть упакованы вместе и продаваться в виде продуктов. Продукты могут быть объединены, например, смешиванием, перемешиванием или совместным растворением, или могут быть просто упакованы или продаваться вместе.
Любые из продуктов или комбинаций продуктов, описанных в данном документе, можно дезинфицировать или стерилизовать перед продажей продуктов, например, после очистки или выделения, или даже после упаковки, чтобы нейтрализовать один или более потенциально нежелательных загрязнителей, которые могут присутствовать в продукте (продуктах). Такую дезинфекцию можно выполнить с помощью бомбардировки электронами, например, при дозировке, составляющей менее чем около 20 Мрад, например от около 0,1 до 15, от около 0,5 до 7 или от около 1 до 3 Мрад.
Осахаривание.
Обработанные материалы биомассы подвергаются осахариванию, как правило, посредством объединения материала и фермента целлюлазы в водной среде. В некоторых случаях сырье кипятят, замачивают или варят в горячей воде перед осахариванием, как описано в публикации заявки на патент США 2012/0100577 А1, принадлежащей Medoff и Masterman, опубликованной 26 апреля 2012 г., полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки. Процесс осахаривания может быть частично или полностью выполнен в резервуаре (например, в резервуаре с объемом, составляющим по меньшей мере 4000, 40000 или 500000 л) на производственной установке и/или может быть частично или полностью выполнен при транспортировке, например в железнодорожной цистерне, автоцистерне или в супертанкере или в отсеке судна. Время, необходимое для полного осахаривания, будет зависеть от условий процесса и используемых материала биомассы и фермента. Если осахаривание выполняют на производственной установке при контролируемых условиях, целлюлоза может быть, по сути, полностью превращена в сахар, например глюкозу, почти за 12-96 ч. Если осахаривание выполняют частично или полностью во время транспортировки, осахаривание может занять больше времени.
Как правило, предпочтительно, чтобы содержимое резервуара смешивалось во время осахаривания, например посредством струйного перемешивания, как описано в международной заявке № PCT/US 2010/035331, поданной 18 мая 2010 г., которая была опубликована на английском языке как WO 2010/135380 и предназначалась для США, полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки.
Добавление поверхностно-активных веществ может увеличивать скорость осахаривания. Примеры поверхностно-активных веществ включают неионные поверхностно-активные вещества, такие как полиэтиленгликолевые поверхностно-активные вещества Tween® 20 или Tween® 80, ионные поверхностноактивные вещества или амфотерные поверхностно-активные вещества.
В целом, предпочтительно, чтобы концентрация сахарного раствора, полученного в результате осахаривания, была сравнительно высокой, например более чем 40 мас.%, или более чем 50, 60, 70, 80, 90 или даже более чем 95 мас.%. Воду можно удалить, например, посредством выпаривания для увеличения концентрации сахарного раствора. Это позволяет уменьшить объем при транспортировке и также ингибирует рост микроорганизмов в растворе.
В альтернативном варианте можно использовать сахарные растворы более низких концентраций, в этом случае может потребоваться добавить противомикробную добавку, например антибиотик широкого спектра действия при низкой концентрации, например от 50 до 150 м.д. Другие подходящие антибиотики включают амфотерицин В, ампициллин, хлорамфеникол, ципрофлоксацин, гентамицин, гигромицин В, канамицин, неомицин, пенициллин, пуромицин, стрептомицин. Антибиотики будут ингибировать рост микроорганизмов при транспортировке и хранении и их можно использовать при подходящих концентрациях, например от 15 до 1000 м.д. по массе, например от 25 до 500 или от 50 до 150 м.д. При необходимости можно добавить антибиотик, если даже концентрация сахара сравнительно высокая. В альтернативном варианте можно использовать другие добавки с противомикробным препаратом с защитными свойствами. Предпочтительно противомикробная добавка (добавки) является пищевой.
Раствор с относительно высокой концентрацией можно получить посредством ограничения количества воды, добавляемого к материалу биомассы с ферментом. Концентрацию можно регулировать, например, посредством контроля того, насколько сильным будет осахаривание. Например, концентрацию можно увеличить посредством добавления в раствор большего количества материала биомассы. Для того, чтобы сохранить в растворе образованный сахар, можно добавить поверхностно-активное вещество, например одно из обсуждаемых выше. Растворимость также можно увеличить посредством повышения температуры раствора. Например, температуру раствора можно поддерживать при 40-50°С, 60-80°С или даже выше.
Осахаривающие агенты.
- 19 031875
Подходящие целлюлолитические ферменты включают целлюлазы из видов рода Bacillus, Coprinus, Myceliophthora, Cephalosporium, Scytalidium, Penicillium, Aspergillus, Pseudomonas, Humicola, Fusarium, Thielavia, Acremonium, Chrysosporium и Trichoderma, особенно те, которые получены с помощью штамма, выбранного из видов Aspergillus (см., например, публикацию Европейского патента № 0458162), Humicola insolens (переклассифицированный как Scytalidium thermophilum, см., например, патент США № 4435307), Coprinus cinereus, Fusarium oxysporum, Myceliophthora thermophila, Meripilus giganteus, Thielavia terrestris, Acremonium sp. (включая, без ограничения ими, A. persicinum, A. acremonium, A. brachypenium, A. dichromosporum, A. obclavatum, A. pinkertoniae, A. roseogriseum, A. incoloratum и А. juratum). Предпочтительные штаммы включают Humicola insolens DSM 1800, Fusarium oxysporum DSM 2672, Myceliophthora thermophila CBS 117.65, Cephalosporium sp. RYM-202, Acremonium sp. CBS 478.94, Acremonium sp. CBS 265.95, Acremonium persicinum CBS 169.65, Acremonium AHU 9519, Cephalosporium sp. CBS 535.71, Acremonium brachypenium CBS 866.73, Acremonium dichromosporum CBS 683.73, Acremonium obclavatum CBS 311.74, Acremonium pinkertoniae CBS 157.70, Acremonium roseogriseum CBS 134.56, Acremonium incoloratum CBS 146.62 и Acremonium juratum CBS 299.70H. Целлюлолитические ферменты также можно получить из Chrysosporium, предпочтительно из штамма Chrysosporium lucknowense. Дополнительные штаммы, которые можно использовать, включают, без ограничения ими, Trichoderma (в частности, Т. viride, Т. reesei и Т. koningii), алкалофильные Bacillus (см., например, патент США № 3844890 и публикацию Европейского патента № 0458162) и Streptomyces (см., например, публикацию Европейского патента № 0458162). Многие микроорганизмы, которые можно использовать для осахаривания материала биомассы и получения сахаров, также можно использовать для ферментации и превращения этих сахаров в желаемые продукты.
Сахара.
В процессах, описанных в данном документе, например после осахаривания, можно выделить сахара (например, глюкозу и ксилозу). Например, сахара можно выделить посредством осаждения, кристаллизации, хроматографирования (например, хроматографии с псевдодвижущимся слоем, хроматографии высокого давления), центрифугирования, экстрагирования или любым другим способом выделения, известным в данной области техники, и посредством их комбинаций.
Г идрирование и другие химические превращения.
Процессы, описанные в данном документе, могут включать гидрирование. Например, глюкозу и ксилозу можно гидрировать до сорбита и ксилита соответственно. Гидрирование можно выполнить с помощью катализатора (например, Pt/гамма-Al2Oз, Ru/C, никеля Ренея или других известных в данной области техники катализаторов) в комбинации с H2 при высоком давлении (например, от 10 до 12000 фунтов на квадратный дюйм). Можно использовать другие типы химических превращений продуктов из описанных в данном документе процессов, например получение производных продуктов органических сахаров (например, фурфурол и производные продукты фурфурола). Химические превращения производных продуктов сахаров описаны в предварительной заявке на патент США № 61/667481, поданной 3 июля 2012 г., полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки.
Ферментация.
Дрожжи и бактерии Zymomonas, например, можно использовать для ферментации или превращения сахара (сахаров) в спирт (спирты). Другие микроорганизмы описаны ниже. Оптимальное значение рН для ферментации составляет от около 4 до 7. Например, оптимальное значение рН для дрожжей составляет около от 4 до 5, тогда как оптимальное значение рН для Zymomonas составляет около от 5 до 6. Типичное время ферментации составляет от около 24 до 168 ч (например, от 24 до 96 ч) при температурах в диапазоне от 20 до 40°С (например, от 26 до 40°С), тем не менее термофильные микроорганизмы предпочитают более высокие температуры.
В некоторых вариантах реализации, например при использовании анаэробных организмов, по меньшей мере часть ферментации проводят при отсутствии кислорода, например в атмосфере инертного газа, такого как N2, Ar, He, CO2 или их смеси. Кроме того, смеси может быть необходимо постоянное нагнетание инертного газа, который бы проходил через резервуар в течение части или всего периода ферментации. В некоторых случаях анаэробное условие может быть достигнуто или сохраняться при помощи образования диоксида углерода во время ферментации и без необходимости дополнительного инертного газа.
В некоторых вариантах реализации изобретения весь или часть процесса ферментации можно прервать до полного превращения низкомолекулярного сахара в продукт (например, этанол). Промежуточные продукты ферментации включают сахар и углеводы в высоких концентрациях. сахара и углеводы можно выделить с помощью любых способов, известных в данной области техники. Эти промежуточные продукты ферментации можно использовать при получении пищевых продуктов для потребления человеком или животным. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта промежуточные продукты ферментации можно измельчить до тонкодисперсных частиц в лабораторной мельнице из нержавеющей стали с получением мукоподобного вещества.
Во время ферментации можно использовать струйное перемешивание, а в некоторых случаях осахаривание и ферментацию выполняют в одном резервуаре. Питательные вещества для микроорганизмов
- 20 031875 можно добавить во время осахаривания и/или ферментации, например, упаковки питательных веществ на основе пищевых продуктов, описанные в публикации заявки на патент США 2012/0052536, поданной июля 2011 г., полное описание которой включено в данный документ посредством ссылки.
Во время ферментации можно использовать способы и продукты, которые описаны в предварительной заявке на патент США № 61/579559, поданной 22 декабря 2012 г., и предварительной заявке на патент США № 61/579576, поданной 22 декабря 2012 г., полное описание которых включено в данный документ посредством ссылки.
Можно использовать передвижные ферментеры, как описано в международной заявке № PCT/US 2007/074028 (которая была подана 20 июля 2007 г., опубликована на английском языке как WO 2008/011598 и предназначена для США), содержание которой включено в данный документ посредством ссылки в полном объеме. Подобным образом оборудование для осахаривания может быть передвижным. Кроме того, осахаривание и/или ферментацию можно частично или полностью выполнять во время транспортировки.
Агенты для ферментации.
Микроорганизм (микроорганизмы), используемый при ферментации, может представлять собой микроорганизмы природного происхождения и/или сконструированные микроорганизмы. Например, микроорганизмом может быть бактерия (включая, без ограничения ими, например, целлюлолитические бактерии), гриб (включая, без ограничения ими, например, дрожжи), растение, простейшие организмы, например одноклеточные животные организмы или грибоподобные простейшие организмы (включая, без ограничения ими, например, слизевые грибы), или водоросли. Если организмы совместимы, можно использовать смеси организмов.
Подходящие ферментирующие микроорганизмы обладают способностью превращать углеводы, такие как глюкоза, фруктоза, ксилоза, арабиноза, манноза, галактоза, олигосахариды или полисахариды, в продукты ферментации. Ферментирующие микроорганизмы включают штаммы рода Saccharomyces spp. (включая, без ограничения ими, S. cerevisiae (хлебопекарные дрожжи), S. distaticus, S. uvarum), рода Kluyveromyces (включая, без ограничения ими, K. marxianus, K. fragilis), рода Candida (включая, без ограничения ими, С. pseudotropicalis и С. brassicae), Pichia stipitis (родственный Candida shehatae), рода Clavispora (включая, без ограничения ими, С. lusitaniae и С. opuntiae), рода Pachysolen (включая, без ограничения ими, Р. tannophilus), рода Bretannomyces (включая, без ограничения ими, например, В. clausenii (Philippidis G.P., 1996, Cellulose bioconversion technology, in Handbook on Bioethanol: Production and Utilization, Wyman C.E., ed., Taylor & Francis, Washington, DC, 179-212)). Другие подходящие микроорганизмы включают, например, Zymomonas mobilis, Clostridium spp. (включая, без ограничения ими, С. thermocellum (Philippidis, 1996, см. выше), C.saccharobutylacetonicum, С. saccharobutylicum, С. Puniceum, С. beijernckii и С. acetobutylicum), Moniliella pollinis, Moniliella megachiliensis, Lactobacillus spp., Yarrowia lipolytica, Aureobasidium sp., Trichosporonoides sp., Trigonopsis variabilis, Trichosporon sp., Moniliellaacetoabutans sp., Typhula variabilis, Candida magnoliae, Ustilaginomycetes sp.,Pseudozyma tsukubaensis, виды дрожжей рода Zygosaccharomyces, Debaryomyces, Hansenula и Pichia и дематиоидные грибы рода Torula.
Например, Clostridium spp. можно использовать для получения этанола, бутанола, масляной кислоты, уксусной кислоты и ацетона. Lactobacillus spp. можно использовать для получения молочной кислоты.
Многие из таких штаммов микроорганизмов являются общедоступными, или коммерчески доступными, или доступными в депозитариях, таких как АТСС (Американская коллекция типовых культур, Манассас, штат Вирджиния, США), NRRL (коллекция культур Службы сельскохозяйственных исследований, Пеория, штат Иллинойс, США) или DSMZ (Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Брауншвейг, Германия).
Коммерчески доступные дрожжи включают, например, Red Star®/Lesaffre Ethanol Red (производства Red Star/Lesaffre, США), FALI® (производства Fleischmann's Yeast, подразделение Burns Philip Food Inc., США), SUPERSTART® (производства Alltech, сейчас Lallemand), GERT STRAND® (производства Gert Strand AB, Швеция) и FERMOL® (производства DSM Specialties).
Многие микроорганизмы, которые можно использовать для осахаривания материала биомассы и производства сахаров, также можно использовать для ферментации и превращения этих сахаров в применимые продукты.
Дистилляция.
После ферментации полученные жидкости можно дистиллировать с применением, например, бражной колонны для отделения этанола и других спиртов от большей части воды и остаточных твердых веществ. Пар, выходящий из бражной колонны, может содержать, например, 35 мас.% этанола и может подаваться в ректификационную колонну. Смесь практически азеотропного (92,5%) этанола и воды из ректификационной колонны можно очистить до чистого (99,5%) этанола с помощью парофазных молекулярных сит. Кубовые остатки бражной колонны можно направить на первую ступень трехступенчатого испарителя. Противоточный конденсатор ректификационной колонны может обеспечить тепло для этой первой ступени. После первой ступени твердые вещества можно отделить с помощью центри- 21 031875 фуги и высушить в барабанной сушилке. Часть (25%) фугата можно повторно использовать для ферментации, а остальное отправить на вторую и третью ступени испарителя. Большую часть конденсата испарителя можно вернуть в процесс в виде относительно чистого конденсата, лишь небольшая часть которого идет на обработку отработанной воды для предотвращения образования скоплений низкокипящих соединений. За исключением примеров, описанных в данном документе, или, если не определено иное, все области числовых значений, количества, значения и процентные содержания, например, для количества материалов, элементного содержания, времени и температур реакции, соотношения количеств и другого, в следующей части описания и приложенной формуле изобретения могут читаться, как если бы перед ними стояло слово около, даже если термин около явным образом не присутствует в значении, количестве или диапазоне. Соответственно если не отмечено иное, изложенные в следующем описании и приложенной формуле изобретения числовые параметры являются приближенными величинами, которые могут варьировать в зависимости от желаемых свойств, которые необходимо получить в настоящем изобретении. По меньшей мере, и не в качестве попытки ограничить применение теории эквивалентов к объему формулы изобретения каждый числовой параметр, по меньшей мере, следует истолковывать в свете числа сообщенных значащих разрядов и применением обычных методик округления.
Несмотря на то, что области числовых значений и параметры, изложенные в широком объеме настоящего изобретения, являются приблизительными, числовые значения, изложенные в конкретных примерах, сообщены максимально точно. Тем не менее, любое числовое значение по определению содержит погрешность, неизбежно возникающую в результате стандартного отклонения, которое встречается в лежащих в его основе соответствующих исследуемых измерениях. Более того, если в настоящем документе описаны области числовых значений, эти области включают в себя конечные точки изложенной области (т.е. могут быть использованы как конечные точки). При использовании в данном документе процентного содержания по массе сообщенные числовые значения являются относительными к общей массе.
Также следует понимать, что любая описанная в данном документе область числовых значений предполагает включение в себя всех поддиапазонов, подпадающих в нее. Например, подразумевается, что диапазон от 1 до 10 включает в себя все поддиапазоны между (и включая) описанным минимальным значением 1 и описанным максимальным значением 10, то есть с минимальным значением, равным или большим 1, и максимальным значением, равным или меньшим 10. Подразумевается, что используемые в данном документе термины один или формы единственного числа включают в себя по меньшей мере один или один или более, если не отмечено иное. Любой патент, публикация или другой описанный материал полностью или частично, который, как указано, включен в данный документ посредством ссылки, включен в него только до такой степени, при которой содержащийся материал не противоречит существующим определениям, утверждениям или другому описанному материалу, изложенному в настоящем описании. В связи с этим и в требуемых случаях изложенное в данном документе конкретное описание заменяет любой противоречащий материал, включенный посредством ссылки. Любой материал или его часть, которые, как указано, включены посредством ссылки, но которые противоречат существующим определениям, утверждениям или другому изложенному в данном документе описанному материалу, будут включены только до такой степени, чтобы не возникало противоречия между этим включенным материалом и существующим описанным материалом.
Поскольку данное изобретение было конкретно проиллюстрировано и описано со ссылками на предпочтительные варианты его реализации, специалисту в данной области техники будет понятно, что различные изменения в форме и деталях могут быть сделаны без отклонения от объема данного изобретения, охваченного прилагаемой формулой изобретения.

Claims (6)

1. Способ получения сахара, включающий поддержание комбинации, содержащей водную среду, целлюлазу или продуцирующий целлюлазу микроорганизм, пористую структуру или носитель, содержащий мешок из ячеистого материала, имеющий максимальный диаметр отверстия, составляющий менее чем 1 мм, а также целлюлозную или лигноцеллюлозную биомассу со сниженной устойчивостью, расположенную внутри структуры или носителя в условиях, которые обеспечивают прохождение молекул целлюлозного или лигноцеллюлозного материала из и/или в пористую структуру или носитель и которые обеспечивают целлюлазе возможность превращать молекулы в один или более сахаров.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что мешок указанной пористой структуры или носителя выполнен из биоразлагаемого полимера, например полимера, выбранного из группы, состоящей из полимолочной кислоты, полигидроксибутирата, полигидроксиалканоата, полигидроксибутират-валерата, поликапролактона, полигидроксибутират-гексаноата, полибутилен сукцината, полибутират сукцинат адипата, полиэфирамида, полибутилен адипат-ко-терефталата, их смесей и их ламинатов.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что мешок изготовлен из крахмальной пленки.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что устойчивость целлюлозной или лигноцеллюлозной биомассы уменьшают под воздействием электронного пучка.
- 22 031875
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что целлюлозную или лигноцеллюлозную биомассу выбирают из группы, состоящей из бумаги, бумажных изделий, бумажных отходов, бумажной массы, пигментной бумаги, мелованной бумаги, бумаги с покрытием, бумаги с наполнителем, журналов, печатной продукции, бумаги для печатающих устройств, бумаги с полимерным покрытием, открыточной бумаги, строительного картона, бумажного картона, хлопка, древесины, прессованной древесины, древесных отходов, опилок, древесины осины, древесной щепы, злаков, проса, мискантуса, спартины, двукисточника тростниковидного, отходов зерновых, рисовой шелухи, овсяной шелухи, пшеничной шелухи, ячменной шелухи, отходов сельскохозяйственного производства, силоса, соломы канолы, пшеничной соломы, ячменной соломы, овсяной соломы, рисовой соломы, джута, пеньки, льносоломы, бамбука, сизаля, абаки, стержней кукурузных початков, кукурузной соломы, соевой соломы, кукурузных волокон, люцерны, сена, кокосового волокна, остатков переработки сахара, жмыха, свекловичной пульпы, жмыха агавы, водорослей, морских водорослей, навоза, сельскохозяйственных или промышленных отходов, арракачи, гречихи, банана, ячменя, маниока, пуэрарии, кислицы клубненосной, саго, сорго, картофеля, сладкого картофеля, колоказии съедобной, ямса, бобов, садовых бобов, чечевицы, гороха или смесей любого из них.
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что средний размер частиц целлюлозного или лигноцеллюлозного материала составляет менее чем около 1 мм, например от около 0,25 до 1 мм.
EA201490893A 2011-12-22 2012-12-20 Способ получения сахара EA031875B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161579562P 2011-12-22 2011-12-22
US201161579550P 2011-12-22 2011-12-22
PCT/US2012/071092 WO2013096699A1 (en) 2011-12-22 2012-12-20 Processing biomass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201490893A1 EA201490893A1 (ru) 2014-12-30
EA031875B1 true EA031875B1 (ru) 2019-03-29

Family

ID=47664407

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201490893A EA031875B1 (ru) 2011-12-22 2012-12-20 Способ получения сахара
EA201490885A EA201490885A1 (ru) 2011-12-22 2012-12-20 Переработка материалов биомассы

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201490885A EA201490885A1 (ru) 2011-12-22 2012-12-20 Переработка материалов биомассы

Country Status (19)

Country Link
US (6) US9683249B2 (ru)
EP (2) EP2794895A1 (ru)
JP (4) JP6173346B2 (ru)
KR (3) KR20140108533A (ru)
CN (2) CN104039972A (ru)
AP (2) AP2014007714A0 (ru)
AU (6) AU2012358374B2 (ru)
BR (2) BR112014015292A8 (ru)
CA (2) CA2858294A1 (ru)
EA (2) EA031875B1 (ru)
IL (2) IL233253A0 (ru)
IN (2) IN2014MN00989A (ru)
MX (5) MX348787B (ru)
MY (2) MY168550A (ru)
NZ (1) NZ722698A (ru)
PH (5) PH12014501152A1 (ru)
SG (5) SG10201607328UA (ru)
WO (2) WO2013096699A1 (ru)
ZA (1) ZA201704649B (ru)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100124583A1 (en) * 2008-04-30 2010-05-20 Xyleco, Inc. Processing biomass
SG10201607328UA (en) 2011-12-22 2016-10-28 Xyleco Inc Processing biomass
BR112015010057B1 (pt) * 2012-11-06 2020-12-15 Icm, Inc. Método usado em um processo de conversão de amido para dextrina e açúcar simples, e, método usado em uma instalação de produção de álcool
KR20160002751A (ko) 2013-04-26 2016-01-08 질레코 인코포레이티드 하이드록실카복실산을 얻기 위한 바이오매스의 가공처리
WO2014176509A1 (en) 2013-04-26 2014-10-30 Xyleco, Inc. Processing hydroxy-carboxylic acids to polymers
CU20170143A7 (es) * 2013-05-17 2018-06-05 Xyleco Inc Sistema de polimerización de un ácido alfa-amino, omega-dicarboxílico y método para recuperar un polímero obtenido a partir de dicho ácido
JP6458498B2 (ja) * 2013-08-22 2019-01-30 東レ株式会社 糖液の製造方法
FR3015311B1 (fr) * 2013-12-24 2016-01-01 Agronomique Inst Nat Rech Procede de fractionnement d'un tourteau d'oleagineux et applications de ce procede
AP2016009640A0 (en) 2014-08-08 2016-12-31 Xyleco Inc Aglycosylated enzyme and uses thereof
SG11201701958VA (en) * 2014-09-19 2017-04-27 Xyleco Inc Saccharides and saccharide compositions and mixtures
KR101529441B1 (ko) * 2014-10-28 2015-06-25 박경원 친환경 조류제거제 및 이를 이용한 유해조류 방제방법
US20190112571A1 (en) * 2015-03-31 2019-04-18 Xyleco, Inc. Processing of biomass materials
CA2981059A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 Xyleco, Inc. Compositions for enhanced enzyme production
GB201511218D0 (en) * 2015-06-25 2015-08-12 Goe Ip As Reservoir treatments
US10731191B2 (en) * 2015-11-24 2020-08-04 Poet Research, Inc. Using dissolved oxygen to inhibit lactic acid production during propagation of yeast and/or hydrolysis of lignocellulosic biomass
JP6774494B2 (ja) 2016-02-19 2020-10-21 インターコンチネンタル グレート ブランズ エルエルシー バイオマス源から複数の有用なストリームを形成するためのプロセス
PL3423561T5 (pl) * 2016-03-01 2024-06-03 The Fynder Group, Inc. Biomaty grzybów strzępkowych, sposoby ich wytwarzania i sposoby ich zastosowania
CN106755126A (zh) * 2017-01-20 2017-05-31 福建农林大学 一种利用能源草沼渣制备生物碳的方法
FI127576B (en) 2017-03-02 2018-09-14 Sulapac Oy New packaging materials
CN107418943B (zh) * 2017-04-12 2021-05-11 上海大学 从秸秆中提取纤维素酶生产诱导剂的方法及其在秸秆糖化中的应用
BR112020008273A2 (pt) 2017-10-27 2020-10-20 Xyleco, Inc. processamento de biomassa
FI130445B (en) 2018-09-01 2023-09-01 Sulapac Oy Compostable wood composite material
CN108972822B (zh) * 2018-09-06 2020-11-10 南京林业大学 一种纤维秸秆刨花人造板的制造方法
FI130356B (en) 2019-07-29 2023-07-17 Sulapac Oy Flexible wood composite material
FI20225651A1 (en) 2022-07-11 2024-01-12 Sulapac Oy Flexible multi-layer composite material
JP2024034389A (ja) * 2022-08-31 2024-03-13 株式会社ジェイエスピー 食品廃棄物処理用微生物担持体

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080206862A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Cinvention Ag High surface cultivation system bag
US20090286295A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-19 Xyleco, Inc. Processing biomass
EP2377918A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-19 ETH Zurich Process for the direct production of fermentation products from biomasses in a biofilm reactor

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4091116A (en) * 1973-01-17 1978-05-23 Ronald Alexander Nixon Edwards Adjusting the proportion of a substance by enzyme treatment
US5916780A (en) 1997-06-09 1999-06-29 Iogen Corporation Pretreatment process for conversion of cellulose to fuel ethanol
US5973035A (en) 1997-10-31 1999-10-26 Xyleco, Inc. Cellulosic fiber composites
US7193129B2 (en) 2001-04-18 2007-03-20 Mendel Biotechnology, Inc. Stress-related polynucleotides and polypeptides in plants
US7413882B2 (en) * 2004-03-25 2008-08-19 Novozymes, Inc. Methods for degrading or converting plant cell wall polysaccharides
US7402428B2 (en) 2004-09-22 2008-07-22 Arborgen, Llc Modification of plant lignin content
DK1869157T3 (da) 2005-04-04 2012-09-10 Du Pont Fleksibel sæk til dyrkningsmedium indeholdende næringskoncentrat
BRPI0612381A2 (pt) * 2005-06-30 2011-02-22 Novozymes North America Inc processo para produzir celulase em uma célula hospedeira, e, uso de material ligno-celulósico pré-tratado
JP5006346B2 (ja) * 2006-02-13 2012-08-22 ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド ファインファイバーと反応性、吸着性または吸収性微粒子とを含むウェブ
US9206446B2 (en) * 2006-05-01 2015-12-08 Board Of Trustees Of Michigan State University Extraction of solubles from plant biomass for use as microbial growth stimulant and methods related thereto
NZ606220A (en) * 2006-10-26 2014-05-30 Xyleco Inc Processing biomass
US20100124583A1 (en) * 2008-04-30 2010-05-20 Xyleco, Inc. Processing biomass
US8212087B2 (en) * 2008-04-30 2012-07-03 Xyleco, Inc. Processing biomass
US20120040408A1 (en) 2008-06-20 2012-02-16 Decker Stephen R Processing cellulosic biomass
JP2010245015A (ja) 2008-07-14 2010-10-28 Sony Corp 酵素を用いた燃料電池用の燃料改質器、及び該燃料改質器を用いた発電装置
CN105647979A (zh) * 2008-11-17 2016-06-08 希乐克公司 生物量加工
US8409845B2 (en) 2008-12-05 2013-04-02 The United States of America as represented by the Administrator of the National Aeronautics & Space Administration (NASA) Algae bioreactor using submerged enclosures with semi-permeable membranes
EP2377917A1 (en) 2009-01-09 2011-10-19 NTN Corporation Microinjection apparatus and microinjection method
WO2010085380A2 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Xyleco, Inc. Processing biomass
AU2010213656B2 (en) 2009-02-11 2015-04-23 Xyleco, Inc. Saccharifying biomass
US20100229256A1 (en) 2009-03-05 2010-09-09 Metabolix, Inc. Propagation of transgenic plants
JP2011182646A (ja) * 2010-03-04 2011-09-22 Hamamatsu Photonics Kk リグノセルロース系バイオマスの処理方法
CN102234947A (zh) * 2010-04-20 2011-11-09 湖南农业大学 一种快速降解稻草秸秆的预处理方法
EP2471940A1 (en) * 2010-12-31 2012-07-04 Süd-Chemie AG Efficient lignocellulose hydrolysis with integrated enzyme production
SG10201607328UA (en) * 2011-12-22 2016-10-28 Xyleco Inc Processing biomass

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080206862A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Cinvention Ag High surface cultivation system bag
US20090286295A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-19 Xyleco, Inc. Processing biomass
EP2377918A1 (en) * 2010-04-16 2011-10-19 ETH Zurich Process for the direct production of fermentation products from biomasses in a biofilm reactor

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PETROLIA, D.R.: "The economics of harvesting and transporting corn stover for conversion to fuel ethanol: A case study for Minnesota", BIOMASS AND BIOENERGY, PERGAMON, AMSTERDAM, NL, vol. 32, no. 7, 1 July 2008 (2008-07-01), AMSTERDAM, NL, pages 603 - 612, XP022711251, ISSN: 0961-9534, DOI: 10.1016/j.biombioe.2007.12.012 *
REGINE EIBL ; STEPHAN KAISER ; RENATE LOMBRISER ; DIETER EIBL: "Disposable bioreactors: the current state-of-the-art and recommended applications in biotechnology", APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, SPRINGER, BERLIN, DE, vol. 86, no. 1, 22 January 2010 (2010-01-22), Berlin, DE, pages 41 - 49, XP019799954, ISSN: 1432-0614 *
RICHARD T L: "Challenges in scaling up biofuels infrastructure", SCIENCE, AAAS, AMERICAN ASSOC. FOR THE ADVANCEMENT OF SCIENCE, US, vol. 329, no. 5993, 13 August 2010 (2010-08-13), US, pages 793 - 796, XP002695750, ISSN: 0036-8075, DOI: 10.1126/science.1189139 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20170022530A1 (en) 2017-01-26
EP2794895A1 (en) 2014-10-29
PH12018500615A1 (en) 2020-11-23
AU2018203843A1 (en) 2018-06-21
US9683249B2 (en) 2017-06-20
WO2013096698A1 (en) 2013-06-27
JP6173346B2 (ja) 2017-08-02
NZ722698A (en) 2018-02-23
US20140011258A1 (en) 2014-01-09
IN2014MN00989A (ru) 2015-04-24
PH12014501153B1 (en) 2014-08-11
AU2016235003A1 (en) 2016-10-27
JP6587654B2 (ja) 2019-10-09
SG10201607328UA (en) 2016-10-28
IN2014MN00990A (ru) 2015-04-24
BR112014015293A8 (pt) 2017-07-04
US20180223320A1 (en) 2018-08-09
AU2012358373A1 (en) 2014-06-05
PH12014501152B1 (en) 2014-08-11
KR20140111662A (ko) 2014-09-19
IL233253A0 (en) 2014-08-31
JP6165169B2 (ja) 2017-07-19
PH12014501152A1 (en) 2014-08-11
IL233250A0 (en) 2014-08-31
MY168550A (en) 2018-11-12
EA201490893A1 (ru) 2014-12-30
US9963730B2 (en) 2018-05-08
NZ625162A (en) 2016-07-29
US20190233863A1 (en) 2019-08-01
MX2018013383A (es) 2021-11-16
MX360474B (es) 2018-11-05
MX2019007143A (es) 2019-08-16
KR20140108533A (ko) 2014-09-11
BR112014015292A8 (pt) 2017-07-04
ZA201704649B (en) 2018-12-19
NZ625179A (en) 2016-09-30
US10294503B2 (en) 2019-05-21
AU2018203843B2 (en) 2020-01-23
NZ716079A (en) 2017-07-28
JP2017205115A (ja) 2017-11-24
MX365982B (es) 2019-06-21
CN104039972A (zh) 2014-09-10
AU2016235003B2 (en) 2018-11-08
BR112014015293A2 (pt) 2017-06-13
AU2019200887A1 (en) 2019-02-28
CA2858294A1 (en) 2013-06-27
MX2014007582A (es) 2014-09-12
MX348787B (es) 2017-06-29
PH12018500617A1 (en) 2020-09-14
CA2858298A1 (en) 2013-06-27
CN103998614A (zh) 2014-08-20
PH12018500616A1 (en) 2020-11-23
AU2016208255A1 (en) 2016-08-11
NZ737199A (en) 2019-06-28
PH12014501153A1 (en) 2014-08-11
US20170268029A1 (en) 2017-09-21
JP2015503326A (ja) 2015-02-02
EP2794894A1 (en) 2014-10-29
SG11201402955TA (en) 2014-08-28
SG11201402953SA (en) 2014-08-28
MY172517A (en) 2019-11-28
AP2014007717A0 (en) 2014-06-30
JP2015503327A (ja) 2015-02-02
AU2012358374A1 (en) 2014-06-12
WO2013096699A1 (en) 2013-06-27
BR112014015292A2 (pt) 2017-06-13
AU2012358374B2 (en) 2016-05-19
JP2018007665A (ja) 2018-01-18
NZ714107A (en) 2016-10-28
SG10201607783XA (en) 2016-11-29
AP2014007714A0 (en) 2014-06-30
SG10201802778VA (en) 2018-05-30
US20160076014A1 (en) 2016-03-17
AU2016208255B2 (en) 2018-03-08
KR20200020961A (ko) 2020-02-26
EA201490885A1 (ru) 2014-12-30
MX2014007579A (es) 2014-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10294503B2 (en) Processing biomass
US20200017894A1 (en) Production of products from biomass
JP6150818B2 (ja) バイオマス処理
NZ737199B2 (en) Method for producing a saccharified product
NZ723294A (en) Processing Biomass For Use In Fuel Cells
NZ625179B2 (en) Improved methods for processing biomass
NZ723294B2 (en) Processing Biomass For Use In Fuel Cells
NZ714107B2 (en) Improved methods for processing biomass
OA16929A (en) Processing biomass.
NZ719871B2 (en) Production Of Sugar And Alcohol From Biomass

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 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