RU2405838C1 - Method of saccharifying lignocellulose material - Google Patents
Method of saccharifying lignocellulose material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405838C1 RU2405838C1 RU2009116796/10A RU2009116796A RU2405838C1 RU 2405838 C1 RU2405838 C1 RU 2405838C1 RU 2009116796/10 A RU2009116796/10 A RU 2009116796/10A RU 2009116796 A RU2009116796 A RU 2009116796A RU 2405838 C1 RU2405838 C1 RU 2405838C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- raw materials
- grinding
- preparation
- cellulose
- sawdust
- 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
- 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
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/18—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a glycosyl transferase, e.g. alpha-, beta- or gamma-cyclodextrins
-
- 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
- C12P19/20—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of an exo-1,4 alpha-glucosidase, e.g. dextrose
-
- 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
Description
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к области переработки лигноцеллюлозных материалов, преимущественно отходов лесопереработки, для получения сбраживаемых сахаров и других продуктов, которые можно использовать непосредственно в разных областях техники или в качестве сырья для дальнейшей переработки в конечные ценные продукты.The invention relates to the field of biotechnology, in particular to the field of processing lignocellulosic materials, mainly forest waste, to produce fermentable sugars and other products that can be used directly in various fields of technology or as raw materials for further processing into final valuable products.
Целлюлоза составляет основную часть всей растительной биомассы. Источником целлюлозы является структурная ткань растений. Целлюлоза вместе с гемицеллюлозой и лигнином составляет основную часть растительной клетчатки. Целлюлоза состоит из длинных цепей с β-гликозидной связью в положении 1,4. Эти связи придают целлюлозе высокую степень кристаллизации, что определяет низкую возможность воздействия ферментов или кислых катализаторов. Гемицеллюлоза является аморфным гетерополимером, который легко подвергается гидролизу. Лигнин - ароматический трехмерный полимер, заполняющий промежутки между целлюлозой и гемицеллюлозой внутри клетчатки растений. Несмотря на простой химический состав, целлюлоза имеет множество топологий: кристаллические, аморфные и переходные. Ее нерастворимость в воде и гетерогенность определяет низкую возможность воздействия кислых катализаторов и делает целлюлозу устойчивой к ферментативному гидролизу, несмотря на ее гомогенный химический состав.Cellulose makes up the bulk of all plant biomass. The source of cellulose is the structural tissue of plants. Cellulose, together with hemicellulose and lignin, makes up the bulk of plant fiber. Cellulose consists of long chains with a β-glycosidic bond in position 1,4. These bonds give cellulose a high degree of crystallization, which determines the low possibility of exposure to enzymes or acidic catalysts. Hemicellulose is an amorphous heteropolymer that readily undergoes hydrolysis. Lignin is an aromatic three-dimensional polymer that fills the gaps between cellulose and hemicellulose inside plant fiber. Despite the simple chemical composition, cellulose has many topologies: crystalline, amorphous and transitional. Its insolubility in water and heterogeneity determines the low possibility of exposure to acidic catalysts and makes cellulose resistant to enzymatic hydrolysis, despite its homogeneous chemical composition.
Процессы гидролиза целлюлозы включают биологические и небиологические способы деполимеризации. В биологических способах используются ферменты целлюлозы. Среди небиологических способов традиционным и наиболее известным в производстве сахаров из целлюлозы является гидролиз в среде кислоты. Кислотой, наиболее часто используемой в этом способе, является серная кислота. Вообще же гидролиз в среде серной кислоты можно характеризовать как гидролиз в среде разбавленной либо в среде концентрированной кислоты.Cellulose hydrolysis processes include biological and non-biological depolymerization processes. In biological methods, cellulose enzymes are used. Among non-biological methods, hydrolysis in an acidic medium is the traditional and best known in the production of cellulose sugars. The acid most commonly used in this method is sulfuric acid. In general, hydrolysis in sulfuric acid can be characterized as hydrolysis in dilute or concentrated acid.
Известен способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих отходов (RU 2346055, 10.02.2009), включающий предварительное измельчение сырья, гидролиз 60-80%-ной серной кислотой при комнатной температуре с последующей инверсией, отличающийся тем, что измельченное до фракции 1,6>х>0,1 мм сырье подвергают обработке раствором уксусной кислоты, пероксида водорода, серной кислоты (1,5-2,0%) при температуре 110-120°С в течение 2-3 ч, а затем гидролизу 60-80%-ной серной кислотой в течение 1-2 ч с последующим разбавлением водой и инверсией при температуре 90-100°С в течение 1-2 ч.A known method of producing glucose from cellulose-containing waste (RU 2346055, 02/10/2009), including preliminary grinding of raw materials, hydrolysis with 60-80% sulfuric acid at room temperature, followed by inversion, characterized in that it is crushed to a fraction of 1.6> x> 0.1 mm of the raw material is subjected to a solution of acetic acid, hydrogen peroxide, sulfuric acid (1.5-2.0%) at a temperature of 110-120 ° C for 2-3 hours, and then hydrolysis of 60-80% sulfuric acid for 1-2 hours, followed by dilution with water and inversion at a temperature of 90-100 ° C for 1-2 hours
Основным недостатком известного способа является необходимость использования в процессе гидролиза серной кислоты, которая требует в дальнейшем обработки щелочью для нейтрализации и удаления образующегося осадка. Кроме того, процесс гидролиза проходит при высокой температуре, что ведет к разложению сахаров, с образованием фурфурола и других нежелательных побочных продуктов. В результате этого выход глюкозы очень низок. Кроме того, возникает необходимость в оборудовании, кислотостойком при высоких температурах.The main disadvantage of this method is the need to use in the process of hydrolysis of sulfuric acid, which requires further processing with alkali to neutralize and remove the resulting precipitate. In addition, the hydrolysis process takes place at high temperature, which leads to the decomposition of sugars, with the formation of furfural and other undesirable by-products. As a result, the glucose yield is very low. In addition, there is a need for equipment that is acid resistant at high temperatures.
Ферментативная деструкция целлюлозы происходит, как правило, под действием не отдельных ферментов, а полиферментных систем. Ферментам, входящим в состав этих систем, присуща определенная специализация: одни из них эффективно гидролизуют «внутренние» гликозидные связи между моносахаридными остатками, другие предпочтительно расщепляют «внешние» гликозидные связи на концах молекул. Расщепление идет до ди- и олигосахаридов, которые затем расщепляются целлобиазой (β-глюкозидазой) до моносахара.Enzymatic degradation of cellulose occurs, as a rule, under the influence not of individual enzymes, but of polyenzyme systems. The enzymes that make up these systems have a certain specialization: some of them efficiently hydrolyze "internal" glycosidic bonds between monosaccharide residues, others preferably cleave "external" glycosidic bonds at the ends of the molecules. Cleavage goes to di- and oligosaccharides, which are then cleaved by cellobiasis (β-glucosidase) to monosugar.
Известен следующий способ осахаривания лигноцеллюлозного материала (JP 1181794, 19.07.1989): бактерию, продуцирующую целлюлазу, например Trichrodermaressei QM9414 (АТСС 26921), культивируют в среде, содержащей древесную пыль размером до 100 мкм. Тонко измельченная древесина постепенно осахаривается культуральной жидкостью при температуре 30-60°С и рН 4-5.5, необходимость в осуществлении какой-либо предварительной обработки, такой как удаление лигнина отсутствует. Отметим, что существенным недостатком продуцента целлюлаз - мутантного штамма Т. reesei является низкая секреция β-глюкозидазы, отвечающей за конверсию промежуточных целлоолигосахаридов в конечный продукт - глюкозу.The following method of saccharification of lignocellulosic material (JP 1181794, 07/19/1989) is known: a cellulase producing bacterium, for example Trichrodermaressei QM9414 (ATCC 26921), is cultivated in a medium containing wood dust up to 100 microns in size. Finely chopped wood is gradually saccharified by the culture liquid at a temperature of 30-60 ° C and a pH of 4-5.5, there is no need for any preliminary treatment, such as lignin removal. Note that a significant drawback of the producer of cellulases, a mutant strain of T. reesei, is the low secretion of β-glucosidase, which is responsible for the conversion of intermediate cello-oligosaccharides to the final product, glucose.
Известен также способ получения сбраживаемых сахаров из лигноцеллюлозных материалов, включающий подготовку сырья, обработку подготовленного сырья ферментным препаратом, полученным культивированием микроорганизма Penicillium funiculosum (RU 2316584, 10.02.2008). Этот способ предусматривает предварительную обработку древесины сернистым ангидридом при повышенной температуре и давлении с последующей декомпрессией, что заметно усложняет и удорожает процесс.There is also known a method of producing fermentable sugars from lignocellulosic materials, including the preparation of raw materials, processing the prepared raw materials with an enzyme preparation obtained by culturing the Penicillium funiculosum microorganism (RU 2316584, 10.02.2008). This method involves the preliminary processing of wood with sulfur dioxide at elevated temperature and pressure, followed by decompression, which significantly complicates and increases the cost of the process.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа осахаривания лигноцеллюлозного сырья с использованием ферментативного препарата.An object of the present invention is to develop a method for saccharification of lignocellulosic raw materials using an enzymatic preparation.
Технический результат состоит в обеспечении высокого выхода сбраживаемых сахаров - восстанавливающих сахаров и глюкозы.The technical result consists in providing a high yield of fermentable sugars - reducing sugars and glucose.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет способа осахаривания лигноцеллюлозного сырья, включающий подготовку сырья, обработку подготовленного сырья ферментным препаратом, отличающийся тем, что подготовка лигноцеллюлозного сырья включает в себя грубый помол и последующий тонкий помол и в качестве ферментного препарата используют препарат, полученный культивированием штамма Penicillium verruculosum BKM F-3972D.The problem is solved, and the technical result is achieved through the method of saccharification of lignocellulosic raw materials, including the preparation of raw materials, processing the prepared raw materials with an enzyme preparation, characterized in that the preparation of lignocellulosic raw materials includes coarse grinding and subsequent fine grinding, and the preparation obtained is used as an enzyme preparation culturing a strain of Penicillium verruculosum BKM F-3972D.
Грубый помол лигноцеллюлозного 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.Coarse grinding of lignocellulosic raw materials is carried out to particle sizes of 1-2 mm in mills suitable for such a process, for example ball mills, preferably simultaneously with drying, by blowing air with a temperature of 120-130 ° C, which allows you to remove moisture from the raw material and prepare it for fine grinding .
Тонкий помол растительного сырья осуществляют до размеров частиц 1-5 мкм, до изменения его агрегатного состояния, близкого к аморфному, что позволяет улучшить перемешивание с водой, используя соотношение 1:6, а не 1:10, как того требует необработанное сырье, и увеличить таким образом биодоступность сырья. Предпочтительно осуществлять тонкий помол растительного сырья в вибрационных, струйных и коллоидных мельницах, обеспечивающих усилие сдвига при помоле, что, как показали исследования авторов, обеспечивает механоактивацию сырья.Fine grinding of plant materials is carried out to a particle size of 1-5 microns, until its aggregate state changes, which is close to amorphous, which improves mixing with water using a ratio of 1: 6 rather than 1:10, as required by raw materials, and increase thus the bioavailability of raw materials. It is preferable to carry out fine grinding of plant materials in vibration, jet and colloidal mills, providing shear force during grinding, which, as shown by the studies of the authors, provides mechanical activation of the raw materials.
Для дополнительной интенсификации процесса тонкого помола осуществляют насыщение диоксидом углерода при сверхкритическом давлении, что приводит в присутствии влаги к образованию угольной кислоты, которая блокирует «слипание» пыли и образование вторичных кристаллов.To further intensify the fine grinding process, carbon dioxide is saturated at supercritical pressure, which leads to the formation of carbonic acid in the presence of moisture, which blocks dust “sticking” and the formation of secondary crystals.
Хотя в предлагаемом способе могут быть использованы любые возобновляемые источники сырья, такие, например, как солома 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.Although in the proposed method any renewable sources of raw materials, such as, for example, straw and the like, can be used, the advantage of the proposed method is the possibility of using waste from the wood processing industry — sawdust. As sawdust, it is possible to use the most difficultly fermentable sawdust of coniferous trees.
Перед тонким помолом древесных опилок из них предпочтительно удаляют смолу, что дает возможность осуществить полный ферментолиз целлюлозы, поскольку в противном случае в силу гидрофобности часть ферментов садится на смолу и не участвует в процессе ферментолиза. Удаление смолы предпочтительно осуществляют экстракцией органическими растворителями, ацетоном и/или этанолом с модулем 1:7-1:10.Before fine grinding of wood sawdust, resin is preferably removed from them, which makes it possible to carry out complete cellulose fermentolysis, because otherwise, due to hydrophobicity, some of the enzymes sit on the resin and are not involved in the process of fermentolysis. Removing the resin is preferably carried out by extraction with organic solvents, acetone and / or ethanol with a module of 1: 7-1: 10.
Для получения ферментативного препарата используют мутантный штамм Pemcillium verruculosum BKM F-3972D, указанный штамм депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН.To obtain the enzyme preparation, the mutant strain Pemcillium verruculosum BKM F-3972D is used, the indicated strain was deposited in the All-Russian Collection of Microorganisms of the Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms named after G.K.Skryabin RAS.
Предпочтительно рН реакционной среды поддерживают в пределах 4,8-5,2. При превышении значения 5,2 его понижают раствором серной кислоты, при снижении значения ниже 4,8 повышают раствором гидроксида калия. Желательно, чтобы массовое соотношение ферментного препарата и измельченного сырья составляло 2-5 г на 1 кг сырья, обработку проводят при интенсивном перемешивании и температуре 43-56°С.Preferably, the pH of the reaction medium is maintained in the range 4.8-5.2. If the value is exceeded 5.2, it is lowered with a solution of sulfuric acid, while a value lower than 4.8 is increased with a solution of potassium hydroxide. It is desirable that the mass ratio of the enzyme preparation and the crushed raw material is 2-5 g per 1 kg of raw material, the treatment is carried out with vigorous stirring and a temperature of 43-56 ° C.
Предпочтительно культуральную жидкость, используемую в качестве ферментного препарата, получают следующим образом: штамм Penicillium verruculosum BKM F-3972D культивируют на водной среде, содержащей в г/литр: целлюлозу - 50, глюкозу - 20, КН2РO4 -10, (NH4)2SO4 - 5, MgSO4×7H2O -0,3, CaCl2×3H2O -0,3, при 26-30°С, поддержании рН в диапазоне от 4,5 до 5,5 путем подачи серной кислоты или гидрооксида калия при перемешивании и аэрации.Preferably, the culture broth used as the enzyme preparation was prepared as follows: the strain Penicillium verruculosum BKM F-3972D cultured in an aqueous medium containing in g / liter: cellulose - 50 glucose - 20, KH 2 PO 4 -10, (NH 4 ) 2 SO 4 - 5, MgSO 4 × 7H 2 O -0.3, CaCl 2 × 3H 2 O -0.3, at 26-30 ° C, maintaining the pH in the range from 4.5 to 5.5 by feeding sulfuric acid or potassium hydroxide with stirring and aeration.
После окончания ферментации культуральную жидкость, содержащую комплекс целлюлаз и сопутствующих ферментов, подвергают ее ультрафильтрации на полых волокнах (с пределом отсечения 10 кДа) и лиофильно высушивают ультраконцентрат с получением сухого ферментного препарата. Целлобиогидролазная активность сухого ферментного препарата 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.After fermentation is completed, the culture fluid containing a complex of cellulases and associated enzymes is subjected to ultrafiltration on hollow fibers (with a cutoff limit of 10 kDa) and the ultraconcentrate is freeze-dried to obtain a dry enzyme preparation. The cellobiohydrolase activity of the dry enzyme preparation is 900-920 units / g, endoglucanase activity is 14500-14900 units / g, β-glucosidase activity is 1200-1250 units / g, cellobiase activity is 600-670 units / g, xylanase activity is 23000- 24000 units / g, xyloglucanase activity - 7500-8200 units / g.
Пример 1Example 1
Древесную щепу хвойных пород измельчают на шаровой мельнице до 1-2 мм и сушат в потоке горячего воздуха до влажности не более 10%. Из полученных опилок удаляют смолу экстракцией этанолом с модулем 1:10. Опилки отделяют от экстрагента на центрифуге, остатки экстрагента удаляют продувкой сухим паром.Coniferous wood chips are crushed in a ball mill to 1-2 mm and dried in a stream of hot air to a moisture content of not more than 10%. Resin is removed from the resulting sawdust by extraction with ethanol with a 1:10 modulus. Sawdust is separated from the extractant in a centrifuge, residual extractant is removed by blowing with dry steam.
Обессмоленные опилки с влажностью 3-4% измельчают на активационной мельнице, например ОГО-3, Новосибирск, до размера 1-5 мкм. Измельченную древесину в количестве 20 кг загрузили в реактор-ферментер, куда также при перемешивании добавили воду и 80 г культуральной жидкости, полученной культивированием грибов Penicillium verruculosum BKM F-3972D. Содержание целлюлозы в обрабатываемой древесине составило 41 мас.%. Количество добавляемой воды определяли из расчета получения в ферментере суспензии плотностью 0,9-1,0 г/см3.Resin-free sawdust with a moisture content of 3-4% is ground in an activation mill, for example OGO-3, Novosibirsk, to a size of 1-5 microns. Chopped wood in an amount of 20 kg was loaded into a fermenter reactor, where water and 80 g of the culture fluid obtained by culturing Penicillium verruculosum BKM F-3972D mushrooms were also added with stirring. The pulp content in the treated wood was 41 wt.%. The amount of added water was determined from the calculation of obtaining in the fermenter suspension with a density of 0.9-1.0 g / cm 3 .
После получения в ферментере однородной среды определили ее рН, который оказался равным 5,9, понизили его значение до 4,9 раствором серной кислоты. Температура в ферментере была установлена и поддерживалась в процессе разложения целлюлозы на уровне 49±2°С. рН среды, который в процессе осахаривания снижался, при падении значения ниже 4,8 повышали добавлением в ферментер раствора гидрооксида калия.After obtaining a homogeneous medium in the fermenter, its pH was determined, which turned out to be 5.9, its value was reduced to 4.9 with a solution of sulfuric acid. The temperature in the fermenter was set and maintained during the decomposition of cellulose at the level of 49 ± 2 ° C. The pH of the medium, which during the saccharification process decreased, when the value falls below 4.8, was increased by adding potassium hydroxide solution to the fermenter.
Контроль за полнотой разложения целлюлозы вели по концентрации глюкозы в ферментере. По достижении степени разложения целлюлозы 82% и заметном снижении скорости дальнейшего превращения процесс остановили и отделили раствор образовавшихся cахаров от лигнина и остатков целлюлозы. Общее количество cахаров в растворе составило 6,12 кг. Выход глюкозы составил 5,75 кг или 94% от общего содержания сахаров.Control over the completeness of decomposition of cellulose was carried out by the concentration of glucose in the fermenter. Upon reaching the degree of cellulose decomposition of 82% and a noticeable decrease in the rate of further conversion, the process was stopped and the solution of formed sugars was separated from lignin and cellulose residues. The total amount of sugars in the solution was 6.12 kg. The glucose yield was 5.75 kg or 94% of the total sugar content.
Пример 2Example 2
Солому пшеницы измельчают на шаровой мельнице (Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск) до размера частиц 1-2 мм. Затем предварительно измельченную солому подвергают тонкому размолу на струйной мельнице ВИТ (Институт теплофизики СО РАН, Новосибирск) до размера частиц 1-5 мкм.Wheat straw is ground in a ball mill (Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry SB RAS, Novosibirsk) to a particle size of 1-2 mm. Then the pre-chopped straw is subjected to fine grinding in a VIT jet mill (Institute of Thermophysics SB RAS, Novosibirsk) to a particle size of 1-5 microns.
Измельченную солому в количестве 25 кг загрузили в реактор-ферментер, куда также при перемешивании добавили воду и 100 г культуральной жидкости, полученной культивированием гриба Penicillium verruculosum BKM F-3972D. Количество добавляемой воды определяли из расчета получения суспензии плотностью 0,9-1,0 г/см3.Chopped straw in an amount of 25 kg was loaded into the fermenter reactor, where water and 100 g of the culture fluid obtained by culturing Penicillium verruculosum BKM F-3972D were also added with stirring. The amount of added water was determined from the calculation of the suspension with a density of 0.9-1.0 g / cm 3 .
Температура в ферментере была установлена и поддерживалась в процессе разложения на уровне 49±2°С. рН среды поддерживали на уровне 4,8-4,9.The temperature in the fermenter was set and maintained during decomposition at the level of 49 ± 2 ° С. The pH of the medium was maintained at 4.8-4.9.
Контроль за полнотой разложения целлюлозы вели по концентрации глюкозы в ферментере. По достижении степени разложения целлюлозы 82% и заметном снижении скорости дальнейшего превращения процесс остановили и отделили раствор образовавшихся cахаров от лигнина и остатков целлюлозы. Общее количество cахаров в растворе составило 8 кг.Control over the completeness of decomposition of cellulose was carried out by the concentration of glucose in the fermenter. Upon reaching the degree of cellulose decomposition of 82% and a noticeable decrease in the rate of further conversion, the process was stopped and the solution of formed sugars was separated from lignin and cellulose residues. The total amount of sugars in the solution was 8 kg.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить время обработки сырья на подготовительных стадиях; исключить стадию гидролиза серной кислотой; значительно увеличить выход сбраживаемых сахаров.Thus, the proposed method allows to reduce the processing time of raw materials at the preparatory stages; exclude the stage of hydrolysis with sulfuric acid; significantly increase the yield of fermentable sugars.
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009116796/10A RU2405838C1 (en) | 2009-05-05 | 2009-05-05 | Method of saccharifying lignocellulose material |
| PCT/RU2010/000186 WO2010128892A2 (en) | 2009-05-05 | 2010-04-20 | A method for saccharification of lignocellulosic raw material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009116796/10A RU2405838C1 (en) | 2009-05-05 | 2009-05-05 | Method of saccharifying lignocellulose material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2405838C1 true RU2405838C1 (en) | 2010-12-10 |
Family
ID=43050664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009116796/10A RU2405838C1 (en) | 2009-05-05 | 2009-05-05 | Method of saccharifying lignocellulose material |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405838C1 (en) |
| WO (1) | WO2010128892A2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011002330A1 (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-06 | "Arter Technology Limited" | Method for utilization of palm oil production waste by its reprocessing in lignocellulose flour with its subsequent application for liquid and solid fuel production |
| RU2475540C1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ) | Method of preparing lignocellulose material for producing sugar and apparatus for realising said method |
| RU2514408C1 (en) * | 2012-08-28 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХТТМ СО РАН) | Method for enzymatic saccharification of lignocellulose materials |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2010100669A4 (en) * | 2010-06-25 | 2010-07-22 | Pt. Endugo Enzimes International | Biofuel Production |
| CN112553261A (en) * | 2020-11-06 | 2021-03-26 | 华南理工大学 | Method for high-solid enzymolysis of lignocellulose |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01181794A (en) | 1988-01-13 | 1989-07-19 | Mokuzai Seibun Sogo Riyou Gijutsu Kenkyu Kumiai | Saccharification of wood with microorganism |
| US6364999B1 (en) * | 1995-12-27 | 2002-04-02 | Weyerhaeuser Company | Process for producing a wood pulp having reduced pitch content and process and reduced VOC-emissions |
| RU2316584C1 (en) | 2006-04-04 | 2008-02-10 | Аркадий Пантелеймонович Синицын | Method for technological preparing fermented sugars from lignocellulose material |
| RU2346055C2 (en) | 2007-04-12 | 2009-02-10 | Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) | Method of obtaining glucose from cellulose-containing waste |
| RU2361918C1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Фермтек" | Strain of mycelial mushroom penicillium verruculosum - producer of complex of cellulase, xylanase and xyloglucanase and way of reception of fermental preparation of complex of cellulase, xylanase and xyloglucanase for hydrolysis of cellulose and hemicellulose |
-
2009
- 2009-05-05 RU RU2009116796/10A patent/RU2405838C1/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-04-20 WO PCT/RU2010/000186 patent/WO2010128892A2/en active Application Filing
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011002330A1 (en) * | 2009-07-01 | 2011-01-06 | "Arter Technology Limited" | Method for utilization of palm oil production waste by its reprocessing in lignocellulose flour with its subsequent application for liquid and solid fuel production |
| RU2475540C1 (en) * | 2011-07-19 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ) | Method of preparing lignocellulose material for producing sugar and apparatus for realising said method |
| RU2514408C1 (en) * | 2012-08-28 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХТТМ СО РАН) | Method for enzymatic saccharification of lignocellulose materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010128892A2 (en) | 2010-11-11 |
| WO2010128892A3 (en) | 2011-02-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10717995B2 (en) | Process for enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material and fermentation of sugars | |
| CA2888332C (en) | Process for enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material and fermentation of sugars | |
| JP2015529456A5 (en) | ||
| UA105365C2 (en) | Process for the production of sugars from biomass | |
| US20210285155A1 (en) | Methods of making specialized cellulose and other products from biomass | |
| RU2405838C1 (en) | Method of saccharifying lignocellulose material | |
| KR20160097264A (en) | Process for the production of sugars from biomass | |
| CN106574278B (en) | Production of lactic acid and/or lactate from lignocellulosic material by separate saccharification and fermentation steps | |
| CN107002107A (en) | The method of enzymatic hydrolysis ligno-cellulosic materials and sugar fermentation | |
| WO2014072389A1 (en) | Process for enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material and fermentation of sugars | |
| US20170283764A1 (en) | Processing of plant material into bacterial feedstock | |
| WO2013103086A1 (en) | Method and device for producing monosaccharide and method and device for producing ethanol | |
| CN111218489A (en) | Method for pretreating lignocellulose by using ammonia and sulfonation reagent | |
| CN109868300A (en) | A kind of preprocess method for the stalk being used to prepare ethyl alcohol | |
| Ouajai et al. | Bioethanol Production from Ball-Milled and Regenerated Rice Husk | |
| JP2022140397A (en) | Improved process for second generation lactic acid production | |
| CZ22764U1 (en) | Lignocellulosic phytomass intended for extrusion or hydrolysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110506 |