RU2010116359A

RU2010116359A - Двухстадийный способ ферментативного гидролиза для обработки лигноцеллюлозных материалов

Info

Publication number: RU2010116359A
Application number: RU2010116359/10A
Authority: RU
Inventors: Муррай БУРКЕ (CA); Муррай БУРКЕ; Брадли САВИЛЛЕ (CA); Брадли САВИЛЛЕ; Клаудиа ИШИЗАВА (US); Клаудиа ИШИЗАВА
Original assignee: Маскома Канада Инк. (Ca); Маскома Канада Инк.
Priority date: 2007-10-09
Filing date: 2008-10-08
Publication date: 2011-12-10
Also published as: WO2009046524A1; JP2012504935A; ZA201002870B; US20090098616A1; EP2207887A1; CA2701949A1; CN101855358A; EP2207887A4; AU2008310246A1

Abstract

1. Способ обработки лигноцеллюлозного сырья, содержащего целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин, для получения богатого сахарами технологического потока, способ, содержащий: ! a) подвержение сырья первому способу ферментативного гидролиза с использованием первого ферментного препарата и получение потока летучих компонентов и выходящего потока с низкой вязкостью; ! b) подвержение выходящего потока с низкой вязкостью второму способу ферментативного гидролиза с использованием второго ферментного препарата и получение богатого сахарами технологического потока. ! 2. Способ по п.1, где выходящий поток с низкой вязкостью имеет вязкость, которая является по меньшей мере на 15% ниже, чем вязкость сырья. ! 3. Способ по п.1, где выходящий поток с низкой вязкостью имеет вязкость, которая является по меньшей мере на 20% ниже, чем вязкость сырья. ! 4. Способ по п.1, где выходящий поток с низкой вязкостью имеет вязкость, которая является по меньшей мере на 50% ниже, чем вязкость сырья. ! 5. Способ по п.1, где первый ферментный препарат предпочтительно действует на гемицеллюлозу по сравнению с целлобиозой в сырье. ! 6. Способ по п.1, где первый ферментный препарат обладает гемицеллюлазной активностью и целлюлазной активностью. ! 7. Способ по п.6, где первый ферментный препарат обладает гемицеллюлазной активностью от приблизительно 10 до приблизительно 90% и целлюлазной активностью от между 90 до 10%. ! 8. Способ по п.6, где первый ферментный препарат обладает гемицеллюлазной активностью от приблизительно 30% до приблизительно 90% и целлюлазной активностью от приблизительно 70% до приблизительно 10%. ! 9. Способ по п.8, где первый ферментный препарат обладает

Claims

1. Способ обработки лигноцеллюлозного сырья, содержащего целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин, для получения богатого сахарами технологического потока, способ, содержащий:

a) подвержение сырья первому способу ферментативного гидролиза с использованием первого ферментного препарата и получение потока летучих компонентов и выходящего потока с низкой вязкостью;

b) подвержение выходящего потока с низкой вязкостью второму способу ферментативного гидролиза с использованием второго ферментного препарата и получение богатого сахарами технологического потока.

2. Способ по п.1, где выходящий поток с низкой вязкостью имеет вязкость, которая является по меньшей мере на 15% ниже, чем вязкость сырья.

3. Способ по п.1, где выходящий поток с низкой вязкостью имеет вязкость, которая является по меньшей мере на 20% ниже, чем вязкость сырья.

4. Способ по п.1, где выходящий поток с низкой вязкостью имеет вязкость, которая является по меньшей мере на 50% ниже, чем вязкость сырья.

5. Способ по п.1, где первый ферментный препарат предпочтительно действует на гемицеллюлозу по сравнению с целлобиозой в сырье.

6. Способ по п.1, где первый ферментный препарат обладает гемицеллюлазной активностью и целлюлазной активностью.

7. Способ по п.6, где первый ферментный препарат обладает гемицеллюлазной активностью от приблизительно 10 до приблизительно 90% и целлюлазной активностью от между 90 до 10%.

8. Способ по п.6, где первый ферментный препарат обладает гемицеллюлазной активностью от приблизительно 30% до приблизительно 90% и целлюлазной активностью от приблизительно 70% до приблизительно 10%.

9. Способ по п.8, где первый ферментный препарат обладает гемицеллюлазной активностью от приблизительно 50% до приблизительно 90% и целлюлазной активностью от приблизительно 50% до 10%.

10. Способ по п.7, где гемицеллюлазные ферменты предпочтительно действуют на β-1,4-связь ксилозных остатков ксилана и β-1,4-связь маннозных остатков маннана.

11. Способ по п.1, где второй ферментный препарат предпочтительно действует на целлюлозу и целлобиозу относительно ксиланов в сырье.

12. Способ по п.11, где второй ферментный препарат содержит ферменты β-глюкозидазу и целлюлазу, где ферменты β-глюкозидаза и целлюлаза предпочтительно действуют на β-1,4-связь целлобиозы и целлюлозы.

13. Способ по п.12, где ферменты β-глюкозидаза и целлюлаза полностью превращают целлюлозу и олигосахариды, полученные в результате первого ферментативного гидролиза, в мономерные сахара.

14. Способ по п.13, где по меньшей мере 60% целлюлозы и олигосахаридов превращают в мономерные сахара.

15. Способ по п.14, где по меньшей мере 75% целлюлозы и олигосахаридов превращают в мономерные сахара.

16. Способ по п.15, где по меньшей мере 90% целлюлозы и олигосахаридов превращают в мономерные сахара.

17. Способ по п.1, где сырье подвергают по меньшей мере одному из активации, экстракции, гидролизу и физической модификации перед стадией (а).

18. Способ по п.17, где по меньшей мере одно из активации, экстракции, гидролиза и физической модификации производят путем по меньшей мере одного из автогидролиза, кислотного гидролиза, активации аммиаком, рафинирования в дисковых мельницах, сульфатной варки, варки с органическими растворителями, предварительной обработки горячей водой, перколяции с использованием аммиака, предварительной обработки известью, варки в щелочном растворителе и предварительной обработки щелочной перекисью водорода.

19. Способ по п.18, где по меньшей мере одно из активации, экстракции, гидролиза и физической модификации содержит автогидролиз, который проводят путем парового взрыва.

20. Способ по п.1, дополнительно содержащий применение богатого сахарами технологического потока для производства продуктов переработки сахара для сбраживания.

21. Способ по п.1, дополнительно содержащий применение богатого сахарами технологического потока для производства потока сырого спирта путем сбраживания.

22. Способ по п.21, где поток сырого спирта содержит содержание спирта от приблизительно 3% до приблизительно 22% (об./об.).

23. Способ по п.22, где поток сырого спирта содержит содержание спирта от приблизительно 5% до приблизительно 22% (об./об.).

24. Способ по п.23, где поток сырого спирта содержит содержание спирта от приблизительно 8% до приблизительно 22% (об./об.).

25. Способ по п.21, где спирт представляет собой по меньшей мере один из метанола, этанола и бутанола.

26. Способ по п.1, где по меньшей мере один из компонентов, ингибирующих дрожжи, грибы, бактерии и ферменты, присутствует на протяжении первого способа ферментативного гидролиза, и способ дополнительно содержит функционирование первого способа ферментативного гидролиза в вакууме.

27. Способ по п.26, где первый способ ферментативного гидролиза проводят в вакууме по меньшей мере 100 мм рт.ст.

28. Способ по п.26, где способ дополнительно содержит функционирование второго способа ферментативного гидролиза в вакууме.

29. Способ по п.26, где по меньшей мере одно ингибирующее соединение содержит по меньшей мере одно из фурфурола, гидроксиметилфурфурола (HMF), органических кислот, фенольных соединений, и способ дополнительно содержит функционирование первого способа ферментативного гидролиза в вакууме для снижения уровня по меньшей мере одного ингибирующего соединения.

30. Способ по п.26, где по меньшей мере одно ингибирующее соединение содержит по меньшей мере одно из фурфурола, гидроксиметилфурфурола (HMF), органических кислот, фенольных соединений, и способ дополнительно содержит функционирование второго способа ферментативного гидролиза в вакууме для снижения уровня по меньшей мере одного ингибирующего соединения.

31. Способ по п.1, дополнительно содержащий пропускание сырья через дисковый рафинер перед стадией (a).

32. Способ по п.1, дополнительно содержащий получение рециркуляционного потока в результате стадии (a) и повторное внесение рециркуляционного потока в первый способ ферментативного гидролиза.

33. Способ по п.32, где часть рециркуляционного потока сначала пропускают через дисковый рафинер.