JP2010536375A - 濃縮されたバイオマス糖化のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エネルギー省によって授与された契約番号04−03−CA−70224およびDE−FC36−03GO13146の下で米国政府後援でなされたものであった。政府は本発明における特定の権利を有する。
a)粒子サイズ低減機構を有する直立型撹拌タンク反応器内に、
i)混合可能な前処理バイオマススラリーの一部、および
ii)セルロースを加水分解可能な少なくとも1つの酵素を含んでなる第1の糖化酵素コンソーシアム(consortium)の一部
を含んでなる反応成分の一部を提供するステップと、
b)適切な条件下で前記スラリーおよび酵素を反応させるステップと、
c)粒子サイズ低減機構を適用するステップと、
d)さらなる前処理バイオマスの一部を添加し、より多量の固形バイオマススラリーを生産するステップと、
e)場合により、糖化酵素コンソーシアムのさらなる一部を添加するステップと、
f)適切な条件下で前記より多量の固形バイオマススラリーを反応させるステップと、
g)場合により、1つもしくはそれ以上のステップ(c)、(d)、(e)、および(f)を1回もしくはそれ以上の回数繰り返すステップと、
を含んでなり、
それにより糖含有量が高い加水分解物が生産され、かつスラリーの降伏応力は30Pa未満で維持される、方法を含んでなる。
本開示では、多数の用語が用いられる。以下の定義が提供される:
用語「バイオマス」は、任意のセルロース系またはリグノセルロース系材料を示し、セルロースを含んでなる、かつ場合によりヘミセルロース、リグニン、澱粉、多糖、オリゴ糖および/または単糖をさらに含んでなる材料を含む。バイオマスは、タンパク質および/または脂質などの追加成分を含んでなる場合もある。本発明によると、バイオマスは単一のソースから誘導されうるか、またはバイオマスは2つ以上のソースから誘導される混合物を含んでなる可能性がある。すなわち、例えばバイオマスであれば、トウモロコシ穂軸とコーンストーバーの混合物、または草と葉の混合物を含んでなる可能性がある。バイオマスは、バイオエネルギー作物、農業残渣、都市固体廃棄物、産業固体廃棄物、製紙汚泥、工場廃棄物、木材および林業廃棄物を含むがこれらに限定されない。バイオマスの例として、トウモロコシ粒、トウモロコシ穂軸、トウモロコシの皮などの作物残渣、コーンストーバー、草、小麦、麦かん(wheat straw)、大麦、大麦わら、乾草、稲わら、スイッチグラス、紙くず、サトウキビバガス、モロコシ、大豆、穀物のミリングから得られる成分、木、枝、根、葉、ウッドチップ、おがくず、低木およびブッシュ、野菜、果物、花ならびに動物の糞尿が挙げられるがこれらに限定されない。一実施形態では、本発明にとって有用なバイオマスは、比較的高い炭水化物値を有し、比較的密度が高く、かつ/または回収、運搬、保存および/または処理を行うのが比較的容易であるバイオマスを含む。本発明の一実施形態では、有用なバイオマスは、トウモロコシ穂軸、コーンストーバーおよびサトウキビバガスを含む。
以下の略語が使用される。すなわち、「HPLC」は高性能液体クロマトグラフィー、「C」は摂氏、「kPa」はキロパスカル、「m」はメートル、「mm」はミリメートル、「kW」はキロワット、「μm」はマイクロメートル、「μL」はマイクロリットル、「mL」はミリリットル、「L」はリットル、「min」は分、「mM」はミリモル、「cm」はセンチメートル、「g」はグラム、「kg」はキログラム、「wt」は重量、「hr」は時間、「temp」もしくは「T」は温度、「theoret」は理論、「前処理する」は前処理、「DWB」はバイオマスの乾燥重量、「ASME」はAmerican Society of Mechanical Engineers、「s.s.」はステンレス鋼、または「in」はインチ、「PSD」は粒子サイズ分布、「d−50」は粒子の積算体積の50%がこのサイズ未満である場合の粒子直径であり、「d−95」は粒子の積算体積の95%がこのサイズ未満である場合の粒子直径を示し、「rpm」は1分間あたりの回転数である。
バイオマスの組成物は、当該技術分野で周知の標準の方法のいずれか1つ、例えばASTM E1758−01「Standard method for the determination of carbohydrates by HPLC」によって測定する。
糖化液中の可溶性糖(グルコース、セロビオース、キシロース、キシロビオース、ガラクトース、アラビノース、およびマンノース)、アセトアミド、酢酸、および乳酸を、適切な保護カラムと共にBio−Rad HPX−87PおよびBio−Rad HPX−87Hカラム(Bio−Rad Laboratories(Hercules,CA))を使用するHPLC(Agilent Model 1100、Agilent Technologies(Palo Alto,CA))によって測定した。
Biorad Aminex HPX−87P(炭水化物用):
注入容量:濃度および検出器限界に依存して10〜50μL
移動相:0.2μmで濾過され、脱気されたHPLCグレード水
流速:0.6mL/分
カラム温度:80〜85℃、保護カラム温度<60℃
検出器温度:可能な限り主なカラム温度に近づける
検出器:屈折率
実行時間:35分間のデータ収集に加え、実行後の15分間(後の溶出化合物のために可能な調節を伴う)
Biorad Aminex HPX−87H(炭水化物、アセトアミド、酢酸および乳酸用)
注入容量:濃度および検出器限界に依存して5〜10μL
移動相:0.2μmで濾過され、脱気された0.01N硫酸
流速:0.6mL/分
カラム温度:55℃
検出器温度:可能な限りカラム温度に近づける
検出器:屈折率
実行時間:25〜75分間のデータ収集
実行後、試料中の濃度を各化合物における標準曲線から判定した。
前処理バイオマスおよび加水分解物試料の粒子サイズ分布(PSD)を、粒子のサイズ範囲に依存し、下記の技術の一方または双方を用いて測定した。2mmより大きい粗(course)粒子においては、湿式ふるい分け技術を用いた。より小さい粒子はBeckman Coulter LS13320機器によって分析した。
加水分解物の粘度を、TA Instruments(New Castle,DE)AR−G2 Rheometerを使用し、Starch Pasting Cellで測定した。加水分解物のレオロジーは、通常の同心シリンダ、コーンおよびプレート、またはベーンおよびシリンダ粘度計であっても測定できない。Starch Pasting Cellは、カップおよびボブの同心シリンダ構成を有する。しかし、ボブは、測定を行っている間に粒子の混合状態を保持しかつ沈降を阻止するように設計された特別なローターである。機器を、一定の剪断(sheer)速度での温度傾斜を意図して設計する。しかし、それは、10%の精度、0.1〜10s−1の剪断(sheer)範囲で剪断(sheer)の増大を伴う一定温度測定のために使用されうる。データは、Herschel−Bulkleyモデル(Bird R.B.ら、Rev.Chem.Eng.(1983年) 1:1−70頁)によって分析されうるか、または剪断(sheer)速度対剪断(sheer)応力としてリニアスケールでプロットされうる。降伏応力を全く伴わない流体においては、このプロットは原点を通過する。しかし、降伏応力を伴う流体においては、プロットは剪断(sheer)速度がゼロになる点を通過する一方、剪断(sheer)応力は正の値を有し、それは降伏応力と考えられる。
これらのランで使用されるトウモロコシ穂軸を、共同所有される同時係属中の米国特許出願公開第20070031918A1号明細書中に記載のように、以下の反応器の中の1つにおいて調製した。
Jaygo反応器は、Hastelloy(登録商標)C−22合金製の130−リットル(直径約51cm×長さ91cm)の水平のパドル型反応器(Jaygo Manufacturing,Inc.(Mahwah,NJ))である。反応器は約177℃(862kPa)に加熱可能な蒸気ジャケットを具備する。バイオマスを最高で前処理温度まで速やかに誘導するため、直接蒸気注入も用いられる。蒸気圧を調節および制御し、所望の前処理温度を維持する。
4リットルのスチーム爆発反応器(Autoclave Engineers(Erie,PA))は、2つのボール弁によって閉鎖される長さ102mmで計画された80Hastelloy(登録商標)パイプより構成される蒸気ジャケット付き反応器である。追加の電気ヒーターを、反応器のジャケットが付いていない露出された全表面上に設け、かつ前処理の定値温度に制御する。バイオマスを最高の前処理温度まで速やかに誘導するため、直接蒸気注入も用いられる。蒸気圧を調節および制御し、所望の前処理温度を維持する。反応器の底部を51mmにネックダウンする。すべての前処理した材料を、反応器の底部で交換可能なダイを通して排出させ、厚肉のジャケット付き冷却フラッシュタンク内部で支持された0.21m3のナイロン(Hotfill(登録商標))製バッグ内に回収する。
この反応器は、共有される同時係属中の米国特許出願公開第20070029252号明細書に開示されている。
この反応器は、共同所有される同時係属中の米国特許出願第CL3949号明細書に開示されている。
糖化実験を3タイプのシステムにおいて実施した。
攪拌を伴う場合および伴わない場合での前処理バイオマスの糖化
2回のラン(#25および26)を、約20%DWB(バイオマスの乾燥重量)の装填、50℃、pH=5.5で粉砕された前処理バイオマスの場合に実行した。これらの実行で使用したバイオマスは、サイズが約1mmまで低減した前処理トウモロコシ穂軸の3つのバッチの混和物であった。HT−4と称される1つのバッチを、上記のスチームガン反応器内で、粉砕トウモロコシ穂軸を100gのバイオマス乾燥重量あたり4gのNH3および145℃の蒸気で20分間処理することによって調製した。他の2つのバッチを、上記のバレルピストン反応器内で、トウモロコシ穂軸を100gのバイオマス乾燥重量あたり6gのNH3および145℃の蒸気で10分間処理することによって調製した。前処理バイオマスのこれら3つのバッチの混和物を、糖化実験における使用前、市販のWaringブレンダーで粉砕し、1.1mmスクリーンを通してスクリーニングした。
初期サイズの変動を伴う前処理バイオマスの糖化
ラン50〜52および64〜65を実行すると共に、前処理バイオマスを様々なサイズまで粉砕した。前処理バイオマスを、ハンマーミルを行いかつ1/2インチのスクリーンを通してスクリーニングした粉砕トウモロコシ穂軸から調製した。それらを、一般的方法に記載の、Jaygo反応器内で、100gのバイオマス乾燥重量あたり4gのNH3および145℃の蒸気で20分間処理した。この前処理トウモロコシ穂軸バイオマスをJaygo−10と称した。糖化前、前処理トウモロコシ穂軸を複数のステップでさらに粉砕し、適切なサイズのスクリーンを通してスクリーニングし、糖化の各ランにおいてバイオマスを調製した。各ランにおいて試料の調製に使用したスクリーンサイズを下の表2に示す。
酵素的糖化の間でのバイオマスの液化
また、上記のラン52を利用し、糖化方法が継続する際の粒子サイズ分布の変化およびバイオマスの液化について測定した。粒子サイズ分布を、6および72時間後、初期の粉砕した前処理トウモロコシ穂軸バイオマスおよび加水分解物について測定した。
固形物装填制限の測定
リグノセルロースからエタノールへの工程の経済性は、発酵において使用される糖化加水分解物中の糖類が高濃度である場合に好ましい。これは、高濃度の固形物で操作するための糖化器を必要とする。ラン43〜45を実行し、糖化反応器内での高固形物装填の操作限界を測定した。
フェドバッチ糖化でのpH制御
実施例4は、約16%を超えるDWBでは、バイオマスの一部がスラリーから分離し、停滞状態になることを示した。十分な混合の不在下では、前処理固形物のpHを調整することはできない。スラリーの混合が困難な場合であっても、pHの変動を限定すれば酵素的糖化に対して有害でありうる。各酵素にとって最適なpH範囲が異なりうると思われる一方、大部分の糖化酵素は5〜5.5の最適pHを有する。酵素を有効に機能させるには厳しいpH制御が必要である。
フェドバッチ糖化の場合での固形物装填量の増加
ラン43(実施例4に記載)が15.7%DWBの流動性としてのその重要な固形物レベルに達した後、それを継続し、35.4mg/gセルロースのSpezyme(登録商標)CPの装填および14.4mg/gヘミセルロースのMultifect(登録商標)Xylanaseの装填で、pH=5.5および50℃で糖化した。図2が示すように、2時間以内に、混合物は再び流体になり、反応器内で固形物全部の攪拌が開始された。さらに粉砕された1.12mm未満の前処理トウモロコシ穂軸バイオマスを反応器内容物に添加し、固形物の再分離前に反応器内の合計%DWBが約19%に増加した。反応器内容物中の固形物は、最終容量の反応器内容物中の固形物として添加される材料の%に基づいた。18時間後、反応器内容物を再攪拌し、1.12mm未満のさらなるトウモロコシ穂軸バイオマスを添加し、反応器内容物を攪拌状態で維持しながら、全固形物濃度を23.7%にした。それ故、酵素的糖化の間、前処理、粉砕されたトウモロコシ穂軸バイオマスを半バッチまたはフェドバッチモードで供給し、糖化反応において固形物を増加レベルにすることが可能であった。
高バイオマス固形物の加水分解物中の粘度および降伏応力
加水分解物は非ニュートン性スラリーであり、かつその粘度は、バイオマス装填、糖化の程度、適用される剪断(sheer)、ならびに温度と共に変化する。ラン149〜152を様々なレベルの%DWBの場合に実行し、試料を異なる時間で採取し、加水分解物のレオロジー特性を測定した。これらのランを、前処理トウモロコシ穂軸を有する2リットルの反応器内で実行した。粉砕トウモロコシ穂軸を、上記のJaygo反応器において、100gのバイオマス乾燥重量あたり6gのNH3および145℃の蒸気で20分間前処理し、また試料をJaygo−9と称した。前処理穂軸を、糖化器における使用前に1.12mmサイズ未満までさらに粉砕した。糖化を、35mgタンパク質/gセルロースのSpezyme(登録商標)CPの装填および15mgタンパク質/gヘミセルロースのMultifect(登録商標)Xylanaseの装填で、50℃およびpH=5.5で行った。
超高バイオマス固形物の糖化
ラン63を実行し、経済的な方法として現在想定されるよりはるかに高いバイオマス濃度での糖化について示した。上の実施例2に記載の、Jaygo−10と称される、一般に認められた前処理トウモロコシ穂軸は約36%のDWBを含有した。それらを1.12mmサイズまで粉砕後、風乾し、それらの水分含有率が11%未満まで低下した。この材料を、35.4mgタンパク質/gセルロースのSpezyme(登録商標)CPの装填および14.4mgタンパク質/gヘミセルロースのMultifect(登録商標)Xylanaseの装填により、pH=5.5および50℃、500mlの反応器内、フェドバッチモードで糖化した。最初に44.55gの前処理バイオマス(ランの全固形物の約36%)を170gのヒール水(heel water)に添加し、撹拌を500rpmで開始した。pHを調整後、前処理バイオマスのこの量に必要とされる酵素を添加した。バイオマスは停滞に近づいていて、それを反応器壁近傍で非常に緩やかに攪拌し続ける間、撹拌器に近い中心でそれを迅速に攪拌し続けた。約30分後、一部のバイオマスが液化しており、反応器壁近傍を含み、反応器内でバイオマスを程よく撹拌できた。この時点で、前処理バイオマス全体の約17%超を添加し、pHを調整し、対応する量の酵素を添加し、反応器を停滞間際まで動作させた。1時間15分後、反応器内容物を十分に攪拌し続けた。前処理バイオマスのさらに17%を、対応する量の酸および酵素と共に添加した。さらに3時間15分後、反応器を程よく攪拌し続け、次いで全バイオマスの残りの30%を添加した。pHを調整し、酵素を添加後、反応器内容物はほぼ停滞状態であった。16時間後、混合物が主に高粘度であったことから、反応器内容物をゆっくり攪拌し続けた。酵素の初期装填から合計77時間、ランを継続した。
糖化に対するインサイチュおよび外部粉砕の効果
上記の実施例1〜8は、高い糖化収率および高い%DWB装填を得るのに粒子サイズの低減が必要であることを示している。これらの実施例において使用されるバイオマスは、糖化の開始前に粉砕されていた。そうであれば、インサイチュ粉砕によって粒子サイズの低減を行うための大規模工程にとり、それはより経済的となる。商業的工程は、ループ内でインライングラインダーを伴う再循環ループを有することが想定される。様々なタイプのグラインダーの有効性を試験するため、ラン115F、116F、117F、118Fおよび125Fを異なる粉砕装置を使用して実行した。
外部ループグラインダーでの粒子サイズ低減を伴う糖化
ラン163を、加水分解物を糖化器から取り出し、それをインライン1/2hp Rotostatorグラインダー(Charles Ross and Son Co.(Hauppauge,NY11788))を装備したループ反応器内で粉砕することによって実行した。トウモロコシ穂軸を、Jaygo反応器内で、上記の100gのバイオマス乾燥重量あたり4gのNH3および145℃の蒸気で20分間前処理し、それをJaygo−9と称した。前処理バイオマスを1.12mmサイズまで粉砕し、この試験で使用した。この材料を500mlの反応器内、pH=5.5および50℃で糖化した。バイオマスを1つのバッチ内で装填し、スパチュラで混合し、pHを調整し、酵素を、20.0mg/gセルロースのSpezyme(登録商標)CPの装填および10.0mg/gヘミセルロースのMultifect(登録商標)Xylanaseの装填で添加した。%DWBバイオマス装填は25.76%であった。混合物は非常に粘性が高く、それを撹拌器近傍のコアに限って撹拌した。
糖化に対する酵素添加方法の効果
フェドバッチモードでの糖化により、様々な酵素の添加を最適化するための機会が許され、最高の糖化収率を得るための酵素添加における最良の方法が見出される。ラン164〜167を、この最適化工程を分析するための1つの試験セットとして実行した。これらのランを、前処理トウモロコシ穂軸を用い、500mlの反応器内で実行した。粉砕トウモロコシ穂軸を、上記のJaygo反応器内で、100gのバイオマス乾燥重量あたり4gのNH3および145℃の蒸気で20分間前処理し、それをJaygo−9と称した。前処理穂軸を、糖化器内での使用前、1.12mmサイズ未満までさらに粉砕した。糖化を、20mgタンパク質/gセルロースのSpezyme(登録商標)CPの装填および10mgタンパク質/gヘミセルロースのMultifect(登録商標)Xylanaseの装填で、50℃およびpH=5.5で実行した。酵素を表9に挙げる異なる方法を用いて添加した。糖化の54または142時間後、試料を採取し、糖類を分析した。表9および10に示される結果は、開始時にセルラーゼ(Spezyme(登録商標)CP)およびヘミセルラーゼ(Multifect(登録商標)Xylanase)の双方を添加した時のセルロースの糖化が好ましく、そこには相乗的相互作用が示唆されたことを示す。しかし、最初にヘミセルラーゼ、次にセルラーゼを添加した時、単量体キシロースの形成が改善された。本実施例は、最適化についての可能性のみを示し、必ずしも最適な酵素の添加方法を示すものではない。
糖化の間での外部粉砕のスケールアップ
外部粉砕ループでの糖化を、バイオマス粒子のサイズを低減するための手段としてローブポンプおよび剪断(sheer)弁を使用する15リットルの反応器にスケールアップし、そのランをSOT−06−Bと称する。
除去液体中に阻害因子(Inhibitor)を伴う前処理バイオマス由来の糖化加水分解物を使用したエタノールの生産
蒸気をバレルのジャケットに添加し、(一般的方法に記載の)大型バレルピストン反応器のバレルを約130℃まで予熱した。フラッシュレシーバー(flash receiver)をバンドヒーターで約60℃まで予熱した。粉砕穂軸を次のように調製した。全粒トウモロコシ穂軸を、約0.95cmのジョー間隔を有するジョークラッシャー(2.2kWモーター)、その後にデランパー(delumper)(1.5kWモーター、Franklin Miller Inc.(Livingston,NJ))で処理し、その後に1.9cmの米国標準スクリーンを備えたスウェコ(Sweco)スクリーンでスクリーニングし、全粒トウモロコシ穂軸を小片に粉砕した。これらの処理した穂軸(175g、乾燥重量基準)を、穂軸をピストンを取り出した反応器の端部に手作業で入れることにより、大型バレルピストン反応器に装填した。ピストンを元に戻し、端部に差し込んだ。真空を反応容器およびフラッシュレシーバーに適用し、10kPa未満に降圧し、希釈水酸化アンモニウム溶液を反応器に注入し、6g/100gバイオマス乾燥重量のアンモニア濃度および45g/100g全バイオマス−水性アンモニア混合物のバイオマス乾燥重量濃度を得た。一旦、アンモニアを装填すると、蒸気を反応器に注入し、温度を145℃にした。混合物を、温度を監視し、必要に応じて蒸気を添加することにより、この温度で10分間保持し、次いでピストンを駆動することによって予熱したフラッシュタンクに排出した。フラッシュレシーバーが約59℃に達するまでフラッシュタンクに対して真空を引いた。遊離液体を、フラッシュレシーバーからの回収時、前処理固形物から分離し、糖化のために再び添加しなかった。合計17のかかる前処理を実施した。4つの前処理から得られた前処理穂軸を糖化のためにプールし、フェドバッチ糖化用に初期加水分解物を提供した。残りの13のランから得られた前処理穂軸をフェドバッチ糖化で使用するためにプールした。
Claims (27)
- バイオマスから糖含有量が高い加水分解物を生産するための方法であって、
a)粒子サイズ低減機構を有する直立型撹拌タンク反応器に、
i)混合可能な前処理バイオマススラリーの一部、および
ii)セルロースを加水分解可能な少なくとも1つの酵素を含んでなる第1の糖化酵素コンソーシアムの一部
を含んでなる反応成分の一部を備えるステップと、
b)該スラリーおよび酵素を適切な条件下で反応させるステップと、
c)粒子サイズ低減機構を適用するステップと、
d)さらなる前処理バイオマスの一部を添加し、より高い固形バイオマススラリーを生産するステップと、
e)場合により、糖化酵素コンソーシアムのさらなる一部を添加するステップと、
f)上記より高い固形バイオマススラリーを適切な条件下で反応させるステップと、
g)場合により、1つもしくはそれ以上のステップ(c)、(d)、(e)、および(f)を1回もしくはそれ以上の回数繰り返すステップと、
を含んでなり、
それにより糖含有量が高い加水分解物を生産し、かつここにスラリーの降伏応力が30Pa未満で維持される、方法。 - ステップ(a)(i)の前処理バイオマススラリーの混合可能な一部を、低粘度成分のヒールおよび前処理バイオマスの一部を直立型撹拌タンク反応器内で結合させ、かつ酵素の添加前に温度およびpHを調整することによって備える請求項1に記載の方法。
- バイオマスの一部が連続的に添加される請求項1に記載の方法。
- 結合されるすべての前処理バイオマスの一部におけるバイオマスの乾燥室質量が最終加水分解生成物の質量の20%より大きい請求項1に記載の方法。
- 粒子サイズ低減機構を適用するステップが、ステップ(b)の前、その間、もしくはその後に、またはそれらの任意の組み合わせで、1回またはそれ以上の回数行なわれる請求項1に記載の方法。
- サイズ低減機構が機械的なサイズ低減を含む請求項1に記載の方法。
- 機械的なサイズ低減機構が反応タンク中に浸漬されるかまたはリサイクルループ内に組み込まれる請求項6に記載の方法。
- pHおよび温度がさらなる前処理バイオマスの一部を添加後に制御される請求項1に記載の方法。
- pHが約4〜約10の間に調整される請求項2または8に記載の方法。
- pHが約4.5〜約6の間に調整される請求項9に記載の方法。
- 温度が約20℃〜約80℃の間に調整される請求項2または8に記載の方法。
- 温度が約25℃〜約60℃の間にあるように調整される請求項11に記載の方法。
- バイオマスの乾燥質量が少なくとも約24%である請求項4に記載の方法。
- バイオマスの乾燥質量が少なくとも約30%である請求項13に記載の方法。
- セルロースを加水分解可能な1つの酵素が、セルラーゼ、エンドグルカナーゼ、エキソグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、β−グルコシダーゼからなる群から選択される請求項1に記載の方法。
- (a)(ii)の第1の糖化酵素コンソーシアム、(e)のさらなる糖化酵素コンソーシアム、および他の任意の反復されるさらなる糖化酵素コンソーシアムが同じまたは異なる酵素から構成されうる請求項1に記載の方法。
- 各コンソーシアムがセルラーゼ、ヘミセルラーゼ、またはそれらの混合物を含んでなる請求項16に記載の糖化酵素コンソーシアム。
- バイオマスが、スイッチグラス、紙くず、製紙汚泥、トウモロコシ粒、トウモロコシ穂軸、トウモロコシの皮、コーンストーバー、トウモロコシ繊維、草、小麦、麦かん、乾草、大麦、大麦わら、稲わら、サトウキビバガス、モロコシ、大豆、穀物の粉砕から得られる成分、木、枝、根、葉、ウッドチップ、おがくず、低木およびブッシュ、野菜、果物、花ならびに動物の糞尿からなる群から選択される請求項1に記載の方法。
- バイオマスが、トウモロコシ穂軸、コーンストーバー、トウモロコシ繊維、トウモロコシの皮、サトウキビバガス、おがくず、スイッチグラス、麦かん、乾草、稲わら、および草からなる群から選択される請求項18に記載の方法。
- バイオマスが、トウモロコシ穂軸、コーンストーバー、トウモロコシ繊維、おがくず、およびサトウキビバガスからなる群から選択される請求項18に記載の方法。
- バイオマスが複数の供給原料に由来する請求項1に記載の方法。
- 糖含有量が高い加水分解物が単糖およびオリゴ糖を含有する請求項1に記載の方法。
- 加水分解物中の糖類の濃度が少なくとも約100g/Lである請求項22に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法によって生産される加水分解物。
- 生体触媒を使用し、請求項24に記載の加水分解物の発酵によって生産される標的化学物質。
- 標的化学物質が、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、グリセリン、エリスリトール、キシリトール、ソルビトール、酢酸、乳酸、プロピオン酸、3−ヒドロキシプロピオン酸、酪酸、グルコン酸、イタコン酸、クエン酸、コハク酸、レブリン酸、グルタミン酸、アスパラギン酸、メチオニン、リジン、グリシン、アルギニン、トレオニン、フェニルアラニン、チロシン、メタン、エチレン、アセトン、および工業用酵素からなる群から選択される請求項25に記載の標的化学物質。
- 標的化学物質が、エタノール、ブタノール、およびプロパンジオールからなる群から選択される請求項26に記載の標的化学物質。
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