RU2405828C2 - Способ получения органических растворителей - Google Patents
Способ получения органических растворителей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405828C2 RU2405828C2 RU2009102853/10A RU2009102853A RU2405828C2 RU 2405828 C2 RU2405828 C2 RU 2405828C2 RU 2009102853/10 A RU2009102853/10 A RU 2009102853/10A RU 2009102853 A RU2009102853 A RU 2009102853A RU 2405828 C2 RU2405828 C2 RU 2405828C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fermentolysis
- sugars
- fermentation
- plant materials
- resulting
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- 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
- C12P7/26—Ketones
- C12P7/28—Acetone-containing products
-
- 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
Abstract
Изобретение относится к микробиологической промышленности. Способ получения органических растворителей включает ферментолиз предварительно измельченного растительного сырья до получения раствора сахаров путем обработки его ферментами. Осуществляют сбраживание полученных сахаров на питательной среде с помощью бактерий, продуцирующих бутанол, ацетон и этанол, отгонку органических растворителей и газов, образующихся при сбраживании, и выделение целевых продуктов. При этом процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров осуществляют параллельно, а скорости ферментолиза и сбраживания поддерживают одинаковыми. Способ обеспечивает сокращение времени процесса, его упрощение и удешевление. Продуктивность процесса по растворителям составляет в среднем 7-8,3 г/л/день. Выход растворителей от сахаров составляет 27-35%. Выход сахаров от использованного сырья составляет 14-18%. 11 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается получения органических растворителей - бутанола, ацетона и этанола путем биосинтеза углеводсодержащих материалов.
Наиболее ценным из перечисленных растворителей в настоящее время является бутанол.
Бутанол - это дорогостоящий органический растворитель, широко применяется при изготовлении нитролаков и масляных лаков, в производстве сложных растворителей, синтетической резины и шелка, при экстрагировании сырья для получения фармацевтических препаратов, служит сырьем для производства практически всех пластмасс и их растворителей, поэтому на рынке химических реактивов и веществ имеет постоянно большой спрос.
Бутанол, как и этанол, может быть использован также и в качестве компонента моторного топлива.
При этом бутанол обладает целым рядом преимуществ перед этанолом. По сравнению с этанолом бутанол может быть смешан в более высоких пропорциях с бензином и может использоваться в существующих двигателях автомобилей без модификации системы формирования воздушно-топливной смеси. Бутанол выделяет чистой энергии на рабочий цикл больше, чем этанол или метанол, и примерно на 10% больше, чем бензин.
В промышленности бутанол получают оксосинтезом из пропилена с использованием никель-кобальтовых катализаторов при 130-150°С и давлении 20-35 МПа.
Микробиологическим путем бутанол начали производить в 10-х годах XX века с использованием бактерии вида Clostridium acetobutylicum. Сырьем для производства была глюкоза сахарного тростника, свеклы, кукурузы, пшеницы, маниоки, т.е. пищевое сырье.
В настоящее время в связи с появлением новых экономичных технологий производства резко возрос интерес к получаемому микробиологическим путем бутанолу и его использованию в качестве биотоплива.
Сейчас основными направлениями исследований в области получения органических растворителей и биотоплива в Великобритании, США, Германии, Китае и Японии являются конструирование новых штаммов ацетонобутиловых бактерий методами генной инженерии, повышение продуктивности процесса биосинтеза и разработка новых технологических приемов выделения конечных целевых продуктов (US 2007259411 2007-11-08, US 2007259410 2007-11-08, WO 2007050671 2007-05-03).
Обычно микробиологический процесс получения органических растворителей из растительного сырья включает несколько стадий, осуществляемых отдельно и последовательно: гидролиз предварительно подготовленного растительного сырья, ферментолиз (осахаривание), ферментация с помощью бактерий, продуцирующих бутанол, ацетон и этанол, и выделение целевых продуктов, т.е органических растворителей.
Так, например, известен способ производства спиртов (WO 2008025522, 06.03.2008), в частности этанола или бутанола из растительного сырья, при этом способ осуществляют периодически последовательно: измельчение растительного сырья, его необязательное разжижение, затем осахаривание энзимами, отделение нерастворимых компонентов и/или несбраживаемых сахаров, сбраживание, отделение дрожжей и/или бактерий, отгонка и ректификация спирта. В данном случае растительное сырье представляет собой зерновые культуры.
Известен способ (US 20070178569, 2007-08-02) получения топлива из растительного сырья, включающий следующие последовательные стадии: измельчение растительной массы перед гидролизом, гидролиз под действием серной кислоты, осахаривание с получением простых углеводов под действием энзимов, например эндоглюканазы, целлобиогидралазы, сбраживание с использованием бактерии Clostridium phytofermentans в среде, где концентрация углеводов больше 20 мМ, при температуре не выше 45°С и рН не выше 9,5.
В свете вышесказанного весьма привлекательным было бы техническое решение, позволяющее осуществлять процессы осахаривания и сбраживания одновременно, т.е. таким образом, чтобы образующиеся сахара не накапливались и только потом передавались на сбраживание, а сбраживались сразу же по мере их образования.
Это позволило бы оптимизировать процесс получения органических растворителей, сократить время, упростить и удешевить процесс за счет исключения отдельных аппаратов и ряда операций, например концентрирования и стерилизации сахаров перед их подачей на сбраживание.
Однако существует ряд серьезных препятствий для такого осуществления процесса. Дело в том, что, как правило, процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров протекают при разных режимах, температуре и рН.
Важным является также тот факт, что применяемые для сбраживания (ферментации) сахаров бактерии вида Clostridium acetobutylicum являются весьма требовательными и прихотливыми к условиям реакции. Поэтому известно, что из-за ряда недостатков, присущих бактерии Clostridium acetobutylicum (относительный недостаток генетических инструментов для манипуляций с ее метаболизмом, медленный рост, интолерантность к концентрации бутанола, возможность получения побочных продуктов бутирата, ацетата, ацетона и этанола), рядом исследователей (Eric J. Steen, et al. Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for the production of n-butanol. Microbial Cell Factories, 7:36, 03.12.2008 и Inui M. et al. Expression of Clostridium acetobutylicum butanol synthetic genes in Escherichia coli, Appl. Microbiol. Biotechnology 2008, 77(6): 1305-16) Alexandra M. Goho, Industrial News, 31.03.2008) для получения бутанола были предприняты попытки генетически модифицировать бактерии Escherichia coli и Saccharomyces cerevisie.
В литературе есть краткое упоминание о возможности осуществления способа получения органических растворителей - бутанола, ацетона, этанола (Ed./Green Car Congress (2008, October 17) Integrated SSFR Process Could Make Cellulosic Biobutanol More Competitive with Ethanol. [WWW document]. URL http://www.greencarcongress.com/2008/10/mtegrated-ssfr.html#more) из остатков сельскохозяйственных культур (соломы пшеницы, стеблей кукурузы), когда предварительно обработанную разбавленной серной кислотой солому пшеницы под действием ферментов осахаривают, а сахара сразу же после получения сбраживают под действием культуры С.beijerinckii P260, получая ацетон, этанол и бутанол.
Однако известный способ не описан с подробностями, необходимыми для его осуществления, также не отмечена возможность непрерывного осуществления процесса.
В качестве недостатков этого способа сами авторы упоминают о том, что скорость процесса сбраживания значительно выше, чем скорость образования сахаров. Поэтому для оптимального протекания процесса авторы вынуждены осуществлять дополнительную подпитку культуры сахарами.
К недостаткам способа следует отнести также и необходимость предварительной обработки растительного сырья разбавленной серной кислотой, что влечет за собой известные сложности при организации процесса и невозможность использования в качестве растительного сырья отходов деревоперерабатывающей промышленности - древесных опилок, особенно опилок хвойных пород с высоким содержанием смолы, наиболее устойчивых к ферментативному гидролизу.
Технической задачей настоящего изобретения является создание способа получения органических растворителей, лишенного вышеописанных недостатков и обеспечивающего возможность создания непрерывного процесса с использованием непищевого возобновляемого растительного сырья, в частности отходов деревоперерабатывающей промышленности, в котором процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров осуществляют одновременно и преимущественно в одном объеме.
Техническим результатом изобретения является сокращение времени процесса, его упрощение и удешевление за счет исключения отдельных аппаратов и ряда операций, например концентрирования и стерилизации сахаров перед их подачей на сбраживание.
Для достижения этого технического результата авторами предложен способ получения органических растворителей, включающий ферментолиз предварительно измельченного растительного сырья до получения раствора сахаров путем обработки его ферментами, сбраживание полученных сахаров на питательной среде с помощью бактерий, продуцирующих бутанол, ацетон и этанол, отгонку органических растворителей и газов, образующихся при сбраживании, и выделение целевых продуктов, в котором процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров осуществляют параллельно, при этом скорости ферментолиза и сбраживания поддерживают одинаковыми.
Предпочтительно, процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров осуществлять в одном объеме.
При этом для поддержания скоростей ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров одинаковыми осуществляют периодические замеры концентрации сахаров и образующихся растворителей;
скорости ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров предпочтительно поддерживать такими, чтобы концентрация сахаров в среде составляла 1,2-2,5%;
процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров предпочтительно осуществлять при рН - 4,2-5,0 и температуре 33-55°С.
Растительное сырье может представлять собой древесные опилки, в том числе опилки хвойных пород, из которых предварительно осуществляют экстракцию смолы.
Предпочтительно, при ферментолизе использовать комплекс ферментов, соответствующий полисахаридному составу используемого сырья, например комплекс ферментов целлюлазы, ксиланазы и целлобиазы.
При этом в качестве бактерии, продуцирующей бутанол, ацетон и этанол, предпочтительно использовать бактерию вида Clostridium acetobutylicum, а в качестве питательной среды для подготовки культуры используют картофельно-глюкозную среду, имеющую следующий состав: г/л: картофель - 37, глюкоза - 0,75, СаСО3 - 0,3, (NH4)2SO4 - 0,225.
Предварительная подготовка растительного сырья в данном случае включает грубый помол и тонкий помол. Грубый помол растительного сырья осуществляют до размеров частиц 1-2 мм на пригодных для такого процесса мельницах, например, шаровых, предпочтительно одновременно с сушкой, путем продувки воздухом с температурой 120-130°С, что позволяет удалить влагу из сырья и подготовить его к тонкому помолу. Тонкий помол растительного сырья осуществляют до размеров частиц предпочтительно 1-5 мкм.
Хотя в предлагаемом способе могут быть использованы любые возобновляемые источники растительного сырья, такие, например, как солома, травяные растительные отходы и т.п., но преимуществом предлагаемого способа является возможность использования отходов деревоперерабатывающей промышленности - древесных опилок.
В качестве опилок возможно использование наиболее трудно ферментализуемых опилок деревьев хвойных пород.
Перед тонким помолом древесных опилок из них предпочтительно удалять смолу, что дает возможность осуществить полный ферментолиз целлюлозы и гемицеллюлозы, поскольку в противном случае в силу гидрофобности часть ферментов сорбируется необратимо смолой и не участвует в процессе ферментолиза.
Удаление смолы предпочтительно осуществляют экстракцией органическими растворителями, ацетоном и/или этанолом с модулем 1:7-1:10.
В качестве комплекса ферментов при получении раствора сахаров предпочтительно использовать комплекс ферментов целлюлазы, целлобиазы, ксиланазы, соответствующий полисахаридному составу сырья.
Проведенная предварительная подготовка растительного сырья и использование данного комплекса ферментов позволяет в максимальной степени «извлечь» из исходного сырья сахара, обеспечить оптимальную скорость образования сахаров для сбраживания их на питательной среде. При этом в предлагаемом способе в отличие от всех известных количество сахара, переходящего в раствор при ферментолизе за единицу времени, близко к количеству сбраживаемого сахара с получением растворителей.
Выделение полученных растворителей осуществляют их отгонкой вместе с образующимися сопутствующими газами путем понижения давления при достижении уровня концентрации бутанола в ферментере, приближающейся к токсической для продуцирующей культуры. Дальнейшее разделение целевых продуктов допустимо осуществлять одним из известных и применимых в данном случае способов, например вакуумной отгонкой и ректификацией.
Изобретение поясняется примерами, которые не носят ограничивающего характера.
Пример 1
Древесную щепу хвойных пород измельчают на шаровой мельнице (Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск) до размера частиц 1-2 мм. Из полученных опилок удаляют смолу экстракцией этанолом с модулем 1:9. Обессмоленные опилки с влажностью 3-4% измельчают на активационной мельнице, например ОГО-3 (Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск), до размера 1-5 мкм.
В устройство для ферментолиза к полученной древесной пыли размером 1-5 мкм добавляют воду до образования суспензии плотностью 0,1 г/мл, к полученной суспензии добавляют комплекс гидролитических ферментов (целлюлаза, ксиланаза, целлобиаза) в соотношении 2,5 г/кг пыли. Процесс ферментолиза проходит при температуре 55°С и рН 5,5 и протекает в течение 12 часов, до 45% сахаров переходит в раствор.
Образующийся лигнин отделяют от раствора сахаров центрифугированием.
Получаемый 2,7% раствор сахаров древесины стерилизуют и подают в предварительно стерилизованный ферментер, туда же подают инокулят, состоящий из муки (40 г/л), воды и бактерий Clostridium acetobutylicum CK 425, регистрационный номер BKПM B-4786 с плотностью 1-2·109 Кл /мл. Осуществляют непрерывное ацетонобутиловое брожение при температуре 37°С и рН 3,8 в течение 48 часов. Конденсацией отогнанных паров во время всей ферментации получают раствор, содержащий ацетон, бутанол и этанол в соотношении 10:88:2.
После удаления растворителей и сопутствующих газов путем вакуумирования в ферментер на 48 часе брожения начинают постоянно вводить питательную среду со скоростью 100 мл/час, содержащую сахара из расчета 75 г/сутки. Раз в два дня в питательную среду добавляют 28 г дрожжевого автолизата. Продуктивность процесса по растворителям составляет в среднем 7-8 г/л/ день. Выход растворителей от сахаров 27-33%. Выход cахаров от использованной древесной пыли составляет 14,0-16.0%
Пример 2
Древесную щепу хвойных пород измельчают на шаровой мельнице (Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск) до размера частиц 1-2 мм. Из полученных опилок удаляют смолу экстракцией ацетоном с модулем 1:8. Опилки отделяют от экстрагента на центрифуге, остатки экстрагента удаляют продувкой сухим паром. Обессмоленные опилки с влажностью 3-4% измельчают на активационной мельнице, например ОГО-3 (Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск), до размера 1-5 мкм.
В предварительно стерилизованный ферментер с рабочим объемом 3 л вводят полученную древесную пыль с частицами размером 1-5 мкм, добавляют воду до образования суспензии плотностью 1 г/см3, к полученной суспензии в соотношении 2,5 г/кг пыли добавляют комплекс гидролитических ферментов, представляющий собой лиофильно высушенную культуральную жидкость, полученную культивированием штамма Penicillium verruculosum BKM F-3984D (целлобиогидролазная активность сухого комплекса составляет 900-920 ед./г, эндоглюканазная активность - 14500-14900 ед./г, β-глюкозидазная активность - 1200-1250 ед./г, целлобиазная активность - 600-670 ед./г, ксиланазная активность - 23000-24000 ед./г, ксилоглюканазная активность - 7500-8200 ед./г). В этот же ферментер подают инокулят, состоящий из муки (40 г/л), воды и бактерий Clostridium acetobutylicum BKM B-2531D с плотностью 1-2-109 Кл/мл. Процессы ферментолиза и брожения протекают в одном объеме одновременно при температуре 35°С и рН 4.2 в течение 48 часов, концентрация сахаров в растворе поддерживается постоянной и равна 2%. При снижении прироста концентрации сахаров в растворе в ферментер добавляют свежеприготовленную суспензию древесной пыли в воде и указанный комплекс ферментов.
При достижении концентрации бутанола в среде, оказывающей ингибирующее действие на продуцирующий микроорганизм, в ферментере понижают давление. При снижении давления в ферментере до -0,94 кг/см2 растворители переходят в газообразное состояние и под действием вакуума направляются в конденсатор. Конденсацией отогнанных паров во время всей ферментации получают в среднем 250 мл раствора, содержащего 6,5% бутанола, 2% ацетона и 0,75% этанола (соотношение растворителей 90:9:1).
После удаления растворителей и сопутствующих газов в ферментер начинают постоянно вводить суспензию древесной пыли в воде, указанный комплекс ферментов и питательную среду со скоростью 100 мл/час. Раз в два дня в питательную среду добавляют 28 г дрожжевого автолизата. Продуктивность процесса по растворителям составляет в среднем 8 г/л/ день. Выход растворителей от сахаров 32%. Выход сахаров от использованной древесной пыли составляет 16%.
Пример 3
Предварительно измельченную до размера частиц 1-2 мм солому пшеницы подвергают тонкому помолу на струйной мельнице ВИТ (Институт теплофизики СО РАН, Новосибирск) до размера частиц 1-5 мкм.
В предварительно стерилизованный ферментер с рабочим объемом 3 л вводят помолотую солому с частицами размером 1-5 мкм, добавляют воду до образования суспензии плотностью 1 г/см3, к полученной суспензии в соотношении 2,5 г/кг сырья добавляют комплекс гидролитических ферментов, представляющий собой лиофильно высушенную культуральную жидкость, полученную культивированием штамма Penicillium funiculosum BKM F-3887D (активности авицелазы, карбоксиметилцеллюлазы, β-глюкозидазы, ксиланазы, ксилоглюканазы в сухом комплексе составляют 870, 13100, 13500, 22900, 5760 ед./г соответственно). В этот же ферментер подают инокулят, состоящий из муки (40 г/л), воды и бактерий Clostridium beijerinckii, регистрационный номер КМ МГУ №101 с плотностью 1-2·109 Кл/мл. Процессы ферментолиза и брожения протекают в одном объеме одновременно при температуре 35°С и рН 4.2 в течение 48 часов, концентрация сахаров в растворе поддерживается постоянной и равна 2,2%. При снижении прироста концентрации сахаров в растворе в ферментер добавляют свежеприготовленную суспензию помолотой соломы в воде и указанный комплекс ферментов.
При снижении давления в ферментере до -0,94 кг/см2 растворители переходят в газообразное состояние и под действием вакуума направляются в конденсатор. Конденсацией отогнанных паров во время всей ферментации получают в среднем 250 мл раствора, содержащего 6,5% бутанола, 2% ацетона и 0,75% этанола (соотношение растворителей 90:9:1).
После удаления растворителей и сопутствующих газов в ферментер начинают постоянно вводить суспензию помолотой соломы в воде, указанный комплекс ферментов и питательную среду со скоростью 100 мл/час. Раз в два дня в питательную среду добавляют 28 г дрожжевого автолизата. Продуктивность процесса по растворителям составляет в среднем 8,3 г/л/ день. Выход растворителей от сахаров 35%. Выход сахаров от использованной помолотой соломы составляет 18%.
Преимущества предложенного способа состоят в возможности создания непрерывного процесса получения органических растворителей с использованием непищевого возобновляемого растительного сырья, в частности отходов деревоперерабатывающей промышленности, в котором процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров осуществляют одновременно и преимущественно в одном объеме, сокращении времени процесса, уменьшении числа аппаратов и их габаритов.
Claims (12)
1. Способ получения органических растворителей, включающий ферментолиз предварительно измельченного растительного сырья до получения раствора сахаров путем обработки его ферментами, сбраживание полученных сахаров на питательной среде с помощью бактерий, продуцирующих бутанол, ацетон и этанол, отгонку органических растворителей и газов, образующихся при сбраживании, и выделение целевых продуктов, отличающийся тем, что процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров осуществляют параллельно, при этом скорости ферментолиза и сбраживания поддерживают одинаковыми.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров осуществляют в одном объеме.
3.Способ по п.1, отличающийся тем, что для поддержания скоростей ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров одинаковыми осуществляют периодические замеры концентрации сахаров и образующихся растворителей.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорости ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров поддерживают такими, чтобы концентрация сахаров в среде составляла 1,2-2,5%.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров осуществляют при рН 4,2-5,0.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что процессы ферментолиза растительного сырья и сбраживания полученных сахаров осуществляют при температуре 33-55°С.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что растительное сырье представляет собой древесные опилки.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве опилок используют опилки хвойных пород.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют экстракцию смолы из опилок.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что при ферментолизе используют комплекс ферментов, соответствующий полисахаридному составу используемого сырья.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что при ферментолизе используют комплекс ферментов целлюлазы, ксиланазы и целлобиазы.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что бактерией, продуцирующей бутанол, ацетон и этанол, является бактерия вида Clostridium acetobutylicum.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102853/10A RU2405828C2 (ru) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Способ получения органических растворителей |
| PCT/RU2009/000618 WO2010087737A2 (en) | 2009-01-29 | 2009-11-12 | Process for production of organic solvents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009102853/10A RU2405828C2 (ru) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Способ получения органических растворителей |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009102853A RU2009102853A (ru) | 2010-08-10 |
| RU2405828C2 true RU2405828C2 (ru) | 2010-12-10 |
Family
ID=42396241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009102853/10A RU2405828C2 (ru) | 2009-01-29 | 2009-01-29 | Способ получения органических растворителей |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405828C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010087737A2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539094C2 (ru) * | 2012-10-31 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ получения органических растворителей из непищевого возобновляемого растительного сырья |
| RU2615455C1 (ru) * | 2016-02-01 | 2017-04-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Способ получения спирта из целлюлозы |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5755967A (en) | 1996-05-22 | 1998-05-26 | Meagher; Michael M. | Silicalite membrane and method for the selective recovery and concentration of acetone and butanol from model ABE solutions and fermentation broth |
| US20050089979A1 (en) | 2003-09-18 | 2005-04-28 | Ezeji Thaddeus C. | Process for continuous solvent production |
| JP5276986B2 (ja) | 2005-10-26 | 2013-08-28 | ビュータマックス・アドバンスド・バイオフューエルズ・エルエルシー | 四炭素アルコールの発酵性生産 |
| AU2007210012B2 (en) | 2006-01-27 | 2012-04-05 | University Of Massachussetts | Systems and methods for producing biofuels and related materials |
| US8206970B2 (en) | 2006-05-02 | 2012-06-26 | Butamax(Tm) Advanced Biofuels Llc | Production of 2-butanol and 2-butanone employing aminobutanol phosphate phospholyase |
| DE102006040567A1 (de) | 2006-08-30 | 2008-03-06 | Bayer Technology Services Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Bioethanol |
-
2009
- 2009-01-29 RU RU2009102853/10A patent/RU2405828C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-11-12 WO PCT/RU2009/000618 patent/WO2010087737A2/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| QURESHI N. et al. Butanol production from wheat straw hydrolysate using Clostridium beijerinckii. Bioprocess Biosyst. Eng. (2007), 30, pp.419-427. STEEN ERIC J. Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for the production of n-butanol. Microbiol. Cell Factories, 2008, 7:36, pp.1-8. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2539094C2 (ru) * | 2012-10-31 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Способ получения органических растворителей из непищевого возобновляемого растительного сырья |
| RU2615455C1 (ru) * | 2016-02-01 | 2017-04-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Способ получения спирта из целлюлозы |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010087737A3 (en) | 2011-04-28 |
| WO2010087737A2 (en) | 2010-08-05 |
| RU2009102853A (ru) | 2010-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pensupa et al. | A solid state fungal fermentation-based strategy for the hydrolysis of wheat straw | |
| Yang et al. | Co-fermentation of hemicellulose and starch from barley straw and grain for efficient pentoses utilization in acetone–butanol–ethanol production | |
| US20190032094A1 (en) | Method for preparing sugar, bioethanol or microbial metabolite from lignocellulosic biomas | |
| RU2405826C2 (ru) | Способ получения органических растворителей, установка для его осуществления, продукт, полученный описанным способом | |
| EP2060635A1 (en) | An improved process for providing ethanol from plant material | |
| Pothiraj et al. | Sustaining ethanol production from lime pretreated water hyacinth biomass using mono and co-cultures of isolated fungal strains with Pichia stipitis | |
| CN101824395B (zh) | 一种以固体秸秆为碳源培养发酵种子液的方法 | |
| KR20180114006A (ko) | 공급 원료로부터 발효 생성물을 생산하는 방법 | |
| CN103060416A (zh) | 一种利用微生物技术清洁生产黄姜皂素的方法 | |
| WO2016201360A1 (en) | Cellulosic biofuel and co-products | |
| RU2405827C2 (ru) | Способ получения органических растворителей | |
| Lin et al. | Ethanol production using the whole solid-state fermented sugarcane bagasse cultivated by Trichoderma reesei RUT-C30 supplemented with commercial cellulase | |
| US10597688B2 (en) | Method for preparing fermentable sugar from wood-based biomass | |
| WO2007083746A1 (ja) | エタノール生産発酵法 | |
| RU2405828C2 (ru) | Способ получения органических растворителей | |
| KR101504197B1 (ko) | 목질계 바이오매스로부터 바이오에탄올을 제조하는 방법 | |
| CN104619850A (zh) | 在利用运动发酵单胞菌的发酵中使用啤酒花酸进行细菌污染控制 | |
| CN102732576B (zh) | 以木质纤维素原料联产生物柴油与生物丁醇的方法 | |
| US10329593B2 (en) | Efficient process for producing saccharides and ethanol from a biomass feedstock | |
| KR101484610B1 (ko) | 단수수 착즙액을 이용한 바이오 에탄올의 제조 방법 | |
| Nghiem et al. | Sweet sorghum biorefinery for production of fuel ethanol and value-added co-products | |
| CN107418943B (zh) | 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 | |
| JP6167758B2 (ja) | エタノールの製造方法 | |
| KR101448120B1 (ko) | 실리카 나노입자에 고정화된 정제되지 않은 셀룰라아제를 이용한 바이오매스의 당화율을 증진시키는 방법 | |
| Singh | A comperative study of Bioethanol Production ability of Bacillus subtilis and Sacchromyces cerevisiae using Banana and Orange Peels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160130 |