SE434276B - Forfarande for omvandling av d-xylos till etanol medelst jesten pachysolen tannophilus - Google Patents

Forfarande for omvandling av d-xylos till etanol medelst jesten pachysolen tannophilus

Info

Publication number
SE434276B
SE434276B SE8207261A SE8207261A SE434276B SE 434276 B SE434276 B SE 434276B SE 8207261 A SE8207261 A SE 8207261A SE 8207261 A SE8207261 A SE 8207261A SE 434276 B SE434276 B SE 434276B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
ethanol
xylose
medium
fermentation
process according
Prior art date
Application number
SE8207261A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8207261D0 (sv
SE8207261L (sv
Inventor
Cletus P Kurtzman
Rodney J Bothast
James E Vancauwenberg
Original Assignee
Cletus P Kurtzman
Rodney J Bothast
James E Vancauwenberg
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 Cletus P Kurtzman, Rodney J Bothast, James E Vancauwenberg filed Critical Cletus P Kurtzman
Publication of SE8207261D0 publication Critical patent/SE8207261D0/sv
Publication of SE8207261L publication Critical patent/SE8207261L/sv
Publication of SE434276B publication Critical patent/SE434276B/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C12P7/10Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

8207261-2' '20 ' visat sig producera etanol från pentossockerarter men i jämförelsevis liten omfattning och vanligen i samverkan med 2,3-butandiol och olika organiska syror. G.C. Avgerinos et al. ("A Novel Single Step Microbial Conversion of Cellulosic Biomass to Ethanol," presenterad vid det u internationella jäsningssymposiet, London, Ontario, Canada, juli 1980) rapporterar ett försök att omvandla halmstrå från korn direkt till etanol med hjälp av en blandningskultur av mutantstammar av Clost- riding thermocellum och §¿ thermosaccharolyticum. Medan den senare stammen visade sig vara effektiv vid utnyttjandet av de pentosaner som framställts av §¿ thermocellum, var det totala alkoholutbytet endast 50 Z av.teoretiskt maximum.
Det har länge varit känt att jästsvampar har förmågan att stoikiome- triskt omvandla 1 mol glukos till 2 mol av vardera etanol och C02. Även jästsvampar kan assimilera naturliga pentoser oxidativt men de kan inte jäsa dem till etanol som de kan med glukos (Rosenberg, supra, paragraf omfattande sid. 187 och 188). Åtskilliga jästsvampar har nyligen visat sig ha kapaciteten att jäsa D-xylulos, en ketopentos. I samband härmed, demonstrerade Wang m.fl. (Biotechnol. Lett._å (6): 279-284 1980) att det var genomförbart att_tillsätta glukosisomerer till ett medium innehållande D-xylos och därvid omvandla substratet in situ till den jäsbara xylulosformen. Emellertid var den slutliga hastigheten av etanolproduktion låg och utbytet var blott 10 Z av det teoretiska. Gong m.fl. (Appl. Environ. Microbiol. El (2): 430-436 (Feb 1981) höjde enligt rapport utbytet med denna teknik till mer än 80 Z men i kommersiell skala kvarstår den enzymassisterade omvandlingen troligen som ekonomiskt icke attraktiv.
UPPFINNINGEN I SAMANDRAG Vi har nu överraskande upptäckt en jästsvamp, som får D-xylos att jäsa utan tillsättning av enzymer_och som kan utnyttjas i en process för omvandling av växtbiomassa till etanol. Jästsvampen ifråga är gachysolenztannophilus, som är anmärkningsvärt väl lämpad för jäsning av substanser, som innehåller xylos och som härrör från hydrolys av väktmaterial som innehåller lignocellulosa. 8207261-2 I överensstämmelse med denna upptäckt är det ett syfte med uppfin- ningen att tillhandahålla en ny metod att jäsa D-xylosen i substanser, som innehåller xylos, direkt till etanol.
Det är även ett syfte med uppfinningen att erbjuda en effektiv och ekonomisk process, som är användbar för tillverkning av ett alter- nativt flytande bränsle från växtbiomassamaterial.
Ett annat syfte med uppfinningen är att erbjuda en metod att genomföra en xylosjäsning under förhållanden som hämmar verkan av konkurrerande organismer och sidoreaktioner.
Andra syften och fördelar med denna uppfinning framgår av följande beskrivning.
DETALJERAD REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Jästarten Pachzsolen tannophilus, som här används betecknas ibland under de synonyma benämningarna ga. pelliculatus och Hansenula tannophilus. Typstammen CBS 4044 (NRRL~Y-2460) isolerades ursprung- ligen från koncentrerade garvvätskor och fick sin beteckning av Boidin och Adzet år 1957. Den fullständiga taxonomiska beskrivningen är följande: Tillväxt på maltextrakt-agar: Efter tre dagar vid 2506 är cellerna sfäroidiska till ellipsformade_(1.5-5.0) x (2.0-7.0) um. Vanligtvis har de en eller två knoppar. Tillväxten är slemartad, smöraktig samt brunaktigt vit.
Dalmau, platt kultur på morfologi-agar: Efter 7 dagars tillväxt under täckglas vid 2500 visar sig enkla odifferentierade pseudohyfer (pseudo- hyphae) samt några mycket förgrenade trådar. Den acroba tillväxten är brunaktigt vit och glänsande, slemaktig, lite konvex i förhållande till hela randkanten och med en lätt lukt av ester.' Bildning av sporsäcksporer (ascospores): sporsäcken (ascus) bildas när _en vegetativ cell bildar ett kraftigt rör, i regel i den ena änden. 8297261-2 Beroende på kulturmediet samt eventuellt andra faktorer kan rören bli tämligen korta eller upp till 60 um långa och de kan vara raka eller böjda. Rörets spets breddas för att bilda sporsäcken och följaktligen kan röret betraktas som en sporbärare (ascosphore). Sporsäckarna innehåller upp till fyra halvsfäroidiska sporer (ascosphores) med en smal upphöjning vid basen. Sporsäcksväggen öppnas varvid sporerna frigörs. När detta sker ser man att sporsäcken bildar ett V-format _hack vid änden av sporbäraren. Sporbärarens väggar framträder som avsevärt förtjockade och tämligen brytande. Denna karakteristik med starkt brytande sporbärare, som uppbär sporsäckar vid änden medför att Pachysolen blir lätt identifierbar under ljusmikroskopet även vid måttliga förstoringar.
Sporsäckar kan vara känsliga eller ej beroende på den stam som under- söks. Typstammen NRRL Y-2460 bildar ej könsliga sporsäckar medan NRRL Y-2461, Y-2462 och Y-2463 har könsliga sporsäckar. Samtliga kulturer avgav sporer på jästemalt-agar uidf25gC efter cirka en vecka. Enkel- ~sporer isolerade från NRRL Y-2460 gav sporkolonier.
Arten synes därför vara hermafroditisk. (Wickerham, 1970). Sporer observerades på jäst, malt, Gorodkowa-agar och maltextraktagar medium.
Jäsning: *Glukos + Maltos - Ghlaktus - Laktos - _ Sukros - Raffinos - Assimilation av kolsamansättningar: Galaktos + Raffinos - Erytritol + Sukros - Löslíg stärkelse - Ribitol + Maltos - Drxylos + D-Mannitol + L~arabínos + Succínsyra + Trehalos - Citronsyra - Laktos - D-Rhamos - Inosítol - 8207261-2 Nitratassimilation: +' Tillväxt i vitaminfritt medium: - Tillväxt i 10 Z natriumklorid + 5 Z glukos i jäst kvävebas: + ilman vid 37°c=_ + G + C: 43.0 mol. Z, en stam (Nakase och Komagata, 1968) Utöver det ovan nämnda jäsbara substratet har vi överraskande funnit att ga. tannophilus har den unika förmågan bland jästsvampar att också fermentera D-xylos. Alla kända stamar därav inkluderande NRRL Y-2460, Y-2461, Y-2462, Y-2463 och Y-6704 delar denna karakteristik och kan därför tas med i betraktelse utan begränsningar för användning i samband med processen i enlighet med föreliggande uppfinning.
De substrat som är lämpliga för etanoltillverkning medelst föreliggande metod inkluderar alla xyloshaltiga ämnen förutsatt att övriga bestånds- delar i substansen ifråga inte allvarligt stör jäsningsförloppet. Av särskilt intresse är naturligtvis lignocellulosiska nedbrytningspro- dukter och särskilt hydrolisat av hemicellulosa eller av hemicellulosa- haltiga råvaror som exempelvis trä, gräs samt välkända växtrester från skörden i jordbruket. Det är underförstått att den naturligt före- komande formen av pentossocker i dessa material är huvudsakligen D- xylos, som utgör den delen av materialet som direkt påverkas av jäst- svampen. Tillgänglig glukos blir också jäst.
Jäsningen företas i vattenhaltigt medium under förutsättningar som är tillräckliga för att upprätthålla livskraften hos celler och för att främja omvandlingen av xylos till etanol. Även om den försíggår under icke tillväxtförutsättningar, kommer den totala alkoholproduktionen i regel att främjas om man tillåter en fortplantning av organismerna.
Mediet bör därför innefatta en lämplig kvävekälla Mineraltillsatser och andra näringsämnen kan också tillsättas i den utsträckning som av fackmannen kan bedömas som lämplig. Av praktiska skäl och särskilt med hänsyn till återanvändning bör den totala jäsbara sockerkoncentra- tionen upprätthållas vid en nivå som är tillräcklig för att ge minst cirka 15 g/l etanol i den slutliga lösningen. Den övre gränsen av 8297261-2 ' jäsbar sockerkoncentratíon.är den som medför en avsevärd tillbakagång av det specifika etanolutbytet; det vill säga etanolframställningen per enhet jästceller. För de stamar som ovan nämts skulle xylos- nivåer som svarar mot dessa kríteria ligga inom området av ungefär 50 g/l - 250 g/1 och föredragningsvis inom området 50-150 g/l. När etanol- koncentrationen överskrider omkring.19 g/l i mediet kommer även den att börja verka hämmande på den specifika framställningshastigheten.
Ehuru syre inte är väsentligt för jäsningen_kan celltillväxten och den åtföljande etanolproduktionen avsevärt stegras när mediet utsätts för syretillförsel medelst luftning. Vid snabb tillväxt är det beräknade syrebehovet per gram cellmassa omkring 9.2 mol'O2/h.
Celltillväxthastigheten, cellkoncentration och etanolproduktionen främjas av ett lågt pflrvärde i miljön. Det praktiska pH-värdeområdet för att genomföra jäsningen ligger mellan 2 och 7. Emellertid är ' etanolutbytet vid pH-värden inom området 2.5-5.5 mer än dubbelt så stort som det som erhålles vid pflrvärden över 5.5, vilket antyder att xylosen vid högre pflrvärden går in i ett annat metaboliskt förlopp än det som leder ti1l.etano1bildning; De bästa resultaten erhålls vid ett pHrvärde av omkring 2.5. Detta fenomen är något oväntat med tanke på tidigare rapporter om att pentosförbrukningen i jästsvampar i regel är mest effektiv i alkalisk miljö och inte i syrlig miljö. Emedan cell- funktionerna hos de flesta organismerna hämmas när pH-värdet är så lågt kan ga: tannopilus med fördel konkurrera mot ämnen som ger oönskad kulturkontamination. Det är därför icke nödvändigtvis väsent- ligt att sterilisera substratet och andra beståndsdelar av kultur- mediet.
Kulturtemperaturer inom området cirka 28-35°C föredras varvid en tem- peratur av 32°C är nära optimal för cellväxthastigheten, specifik eta- nolframställningshastigheten och det totala etanolutbytet. Jäsningen fortsätter defakto vid temperaturen 15°C eller lägre varvid dock ha- stigheterna och utbytet kan förväntas bli lägre.
I samband med en typisk satsvis jäsning inympas förku1tiverad_§a. »1o 8207261-2 tannopilus i ett syrligt tillväxtmedium innehållande den önskade av xylos-haltig substans så att en initial jäst- omkring 0.01 g/l erhålles. pflrvärdet och temperaturen koncentrationen svampdensitet av styrs så att de hålls vid i förväg bestämda värden inom de områden som ovan definieras. Kulturen luftas kontinuerligt och omröres under inkubationsperioden. Beroende på initialkoncentrationen och inkuba- tionsbetingelserna förbrukas xylossubstratet vanligtvis på tre till tio dagar, varefter jäsningen bryts. Det etanolberikade mediet Ut' vinnes därefter och kan vidarebehandlas medelst destillation eller andra medel som är kända av fackmannen för utvinning av etanol eller en önskad etanolfraktion. ' Andelen av xylos som assimileras av §a¿ tannopilus under celltill- växten är liten (cirka 10 Z) i jämförelse med den andelen som jäses.
Trots att det föreliggande jäsningsförloppet icke är känt framgår det av följande kemiska ekvation att det teoretiska etanolutbytet skulle kunna vara så högt som 0.51 g/g förbrukad xylos.
C02 c51¶10o5___>_â_ cznson + å (D-xylos) (etanol) Under de förutsättningar som här specificerats har utbyten erhållits som uppnått så höga värden som 0.34 g/g.
Följande exempel är avsedda att ytterligare belysa.uppfinningen och är icke avsedda att begränsa omfattningen av uppfinningen såsom den definieras i patentkraven.
EXEMPEL 1 Iordningställande av medier och förkulturer Följande lösningar färdigställdes! 8207261-2 -8 Lösning A - Spårmíneraler g/l CaO ~ ' 1.10 zno _ o.4ø I Feel - gfizo 5.40 Mg0 0.36 CuSO4 ° 5H20 I 0.25 COCIZ ' 6H20 0.24 H3B03 0.05 HCl (koncentr.) 13.0 ml/l Lösning B mgo 10.1 gl; HCl (koncentr.) 45.0 ml/l Lösning C o s/l Urinämne 64.0 KHZPO4 10.0 Na2HPO¿ _ . 1.8 En liter av kulturmedium iordniugställdes genom att först samanblanda ml av lösning A, 10 ml av lösning B, 100 ml av lösning C och 10 g jästsvampextrakt för att erhålla en volym på 120 ml. Efter centrífu- gering i syfte att avlägsna eventuella utfällningar steríliserades blandningen í autoklav. pflrvärdet av den kylda sterila lösningen justerades sedan till 4.5 med omkring 1 ml, 2 §_HCl i syfte att åter- lösa eventuella utfällníngar som kunde ha bildats under sterilisa- tionen. D-xylos (50 g) löstes í en tillräcklig mängd destillerat vatten för att bilda en volym av 880 ml som sedan steríliserades i autoklav och samanblandades med minerallösningen.
En lyofiliserad kultur av ga. tannopílus, stam NRRL Y-2460 erhölls från Agricultural Research Culture Collection (NRRL) i Peoria, IL. '25 8207261-2 Förrådskulturer som färdigställa med utgångspunkt från den lyofila vätskan (lyophilizate) hölls i agarsnedrör vid 32°C. Snedrörsmediet innehöll 3.0 g/l jästsvampextrakt, 3.0 g/l maltextrakt, 5.0 g/l pepton, .0 g/l dextros och 20.0 g/l agar.
Ympningar företogs genom överföring av organismer med en öglenål från förrådskulturer till 48 timmars snedrörsubstrat och sedan till 125 ml Erlenmeyerflaskor innehållande 50 ml xyloshaltigt kulturmedium (50 g/1 xylos, initialt pH-värde 4.5). Dessa förkulturer skakades vid 2800 och 150 varv/min under 48 h innan de användes.
EXEMTEL 2-7 Fyrahundra-milliliter-prover av kulturmediet (50 g/l xylos, initialt pH = 4.5) som iordningställdes i enlighet med Exempel 1 placerades i 500.ml Erlenmeyerflaskor där de inympades med en tillräcklig kvantitet jästsvampförkultur för att ge en initial jästsvampsdensitet av 0.01 g/l. Flaskorna stängdes med vävomslutna bomullsproppar för att medge en effektiv syreöverföring och skakades vid 200 varv/min omkring 160 h i en "New Brunswick Aquatherm"-vattenbadsomskakare. Prover på mindre än 4 ml togs periodiskt för analys. Den maximala cellväxthastigheten, xylosförbrukningen och etanolproduktionen per cellenhet samt det totala etanolutbytet bestämdes som_funktion av temperaturen. Resul- taten framgår av Tabell I nedan.
EXEMEL 8 I syfte att fastställa att den resulterande etanolen var en produkt av xylosomvandling upprepades proceduren enligt Exempel 4 vid 2500 med den avvikelsen att xylos uteslöts ur mediet. Det xylosfria mediet bidrog inte till någon etanolproduktion och det tillät jästsvamps- populationen att växa till en slutdensitet som uppgick till endast 4 Z av det värde som uppnåddes i Exempel 4 där xylos var närvarande med en initialkoncentration av 50 g/1. 8207261-2 EXEMEL 9-13 Effekt av initial xylos-koncentration Proceduren enligt Exemplen 2-7 upprepades med den avvikelsen att tem- peraturen hölls konstant vid 2506 (såsom i Exempel 4) och att initial- xylos-koncentrationen varierades. Den initiala cellväxthastigheten, den maximala xylos-förbrukningshastigheten och etanol-produktionen per cellenhet samt det totala etanol-utbytet bestämdes som en funktion av den initiala xyloskoncentrationen. Resultaten framgår av Tabell II.
EXEMTEL 14-17 Effekt av pH-värdet.
Proceduren enligt Exemplen 2-7 upprepades, varvid temperaturen hölls vid 2500 såsom i Exempel 4 med undantaget att jäsningarna företogs satsvis med 10 l kulturmedium, varvid pH~värdet reglerades inom ïp.05 pH-enheter vid olika förbestämda värden medelst automatisk tillsats av IE Na0H. Luftningshastigheten hölls vid 0,75 l/min och omröringshastigheten vid 200 varv/min under proverna enligt Exemplen 14 och 15 samt vid 100 varv/min vid proverna för Exemplen 16 och 17.
Jäsningarna av Exemplen 14 och 15 avslutades efter 146Ih och jäs- ningarna för Exemplen 16 och 17 efter 138 h. Den maximala cellväxt- hastigheten, xylosförbrukningen och etanolproduktionen per cellenhet samt det totala etanolutbytet bestämdes som en funktion av pH-värdet.
Resultaten framgår av Tabell III nedan. 8207261-2 11 0 , æN.o. ß~.o. ßN.o wN.o m^w\wv mußnud nmoum o 26 2.0 Sá @o.o .âó An . w\wv umflwfluwmß Imfiofluxøflcmm nmoum Hmäwwmä m w . fiuflw udfimmmwflæä Hmmm | fimwuwdwmoflzx Bwuw wuhnuflfiadmuu Hflwuwøwmoum Emuw I wwufiflwudflmmouw Emuw M o mo.o ow ß m<.o w~.o Nm w ««.o m-.o wa m ~m.o w-.o mw w oN.o «_.o Om m N_.o mo.o m_ N - .S |. m3 r- e nå uøßwwummn lmwdwdxøunuæw umswfiumæ: Jmoflæw |uNm>HHøu Hmsflwmz fimamxmä añwæ Hmafimxm Høumumuämu >m fimxuw>dH I H Hfiwßwa 12 muøw mwflfiflmmflfinw dmwfifldwmh n .mwufi«mufi@mKoHm%,Emuw I Hwmuwnmmofiax Emum I uuhnuflfioümum Hmwuwcflmoum Eæuw I wwuflwmunflmmoum Emum N m... 3.0 <5 S... . mmN m.
Q... wo.o «.c mo.o oww N- FN.o wo.o w.o m_.o mm- _ _? «N.o mo.o w.o m_.o . mp? o_ 3.0 moá m5 2:a . mm. m 3 . .ïwv E. . 33 m S15, _ SRV umzwwumnz uøßwflummn . _ . , |wfiowux:moum lwmfiwdxsunumm umnwflummn fiofiumuuøwunox lmoum lmofihx |uNm>HHmo tmoflhx Hmäwwæz Hmñwxmz , Hm«u«nH . HmflufløH Hwmämxm 8207261-2 Gwxum>øm wammoflumuuøwunoxwofiæx mfimflufifiw Ian I HH fiHmnmH 8207261-2 13 ExEMæEL 18-22 Efter att ha fastställt att Pa.tannoEhilus NRRL Y-2460 jäser xylos till etanol undersöktes även de resterande stamarna som fanns till- gängliga i Agricultural Research Culture Collection med avseende på denna karakteristik medelst en standardundersökningsprocedur. Var och en undersöktes på ett kontrollmedium (ingen kolkälla), ett glukos- medium och ett xylosmedíum. Ett förrådsbasmedium iordningställdes med utgångspunkt från 4.5 g jästsvampextraktpulver, 7.5 g pepton, 1000 ml destillerat vatten och tillräckligt bromtymol-blått för att erhålla en tillräckligt stark grön färg. 2 ml-doser av mediet placerades i 150 x 12 m Durham-rör utrustade med insatser med måtten 50 x 6 m, varefter destillerat vatten tillsattes för kontroll eller 1 ml av en steri- líserad 6 Z-ig vattenlösning av endera glukos eller xylos. Jäsnings- medierna blev sedan inympade med 0.1 ml av en cellsuspension, som iordningställts genom att avbryta växten av ett 48 h-maltextrakt- jästsvampextrakt snedrörsagar i 4.5 ml sterilt destillerat vatten. Kul- turerna inkuberades vid 2800 under 61 dagar. Rören skakades periodiskt och visuellt inspekterades mängden gas i insatserna som en indikation av graden av jäsning. På grundval av tidigare undersökningar med stammen Y-2460 antogs gasen vara C02. Resultaten framgår av Tabell IV nedan. Alla kontroller under undersökningen gav negativa avläsningar för gas.
EXEMTEL 23 Ett kulturmedium íordningställdes innehållande följande komponenter: vatten 9 1 xylos 500 g salt-aminosyreblandning: KHZPO4 10 g MgS04 5 g NaCl _ 1 g '8207261-2 14 a. wo.o mo.o NN.o >c.o oN.o m-.o .m^m\wv. An . w\wv uwnwwummn mummud_ nmdofiuxsuoun |moum xmoum xmæ wfluflwwuflfiwmoflzx Emuw.l fiwwumdmmoflæk Efluw Éfifinmouu så» | wfiäwušmmoum afià o mo.o mm.o mo.o Nm.o oN.o mw.o w-.o 2 . wë ...i A .e uuflwmuwmn , _ lmwøwdxnunuæm uunwwuwmø v23? Läåfiwu Hmäflxmä Hmflwwmfl wuhnunfloumum m m.ß ß« m.m m- m.« mv m.N #- mm Hwnflmwm PN .GWÅMUÉGH I HHH 8207261-2 _15 www www Hmw:wfimmH>N mbflummwfi >mw uuxoow Gmu! noflfiouufloxäøw m m mm cc cm mm mc m c c c c c m - .m m m mm mm mm mc ccm cm m c c m cm cc cc ccm cm mm »må c c c m m m .m mm mm cm cm cc cm m c m mm cc cm mm. . ccm mm m mmcm c c c m m m m .m cm mm cc cm m :mc c _ . _ m m cm cm m* cm m c c c c c m m m m cm mm mm cm ccm cc _ m c c m mm cc mm mm cc m c c c c m m m m cm mm mm cc cm ccm mm c .mm . .cm mm .mlm N mm. .m..m. .ä .N w m w wflwfimämflw uuwmw umwmn mmm udoumum woäflmmmn mfiflfl a moflmk m woxflfiw voßøuw moflhw . m . mccmømm 33-» Su mofiww _ m íämcmm Så; mofihx . m moxøflw fiøemwr dmm moH>N » m mcmmømw ccåš <3 mmmmcm .ämm . mccacwm . mnflom >H Hawßmfi 28207261-2 16 CaCl2 1 g metionin 0.2 g tryptofan 0.2 g- hisuiain i 0.1 g vitamin-mineralblandning: 10 ml Vitaminer gll biotin 0.002 Ca pantoteniat 0.400 _10 ' folsyra 0.002 ~inositol 2.000 niacin' 0.400 p-aminobensoesyra- 0.200 pyrodoxin-HC1 0.400 i g riiboflavin '0.200 :iamin-ncl 0.460 Mineraler gll B(0H)3 0.500 CuSO4 0.040 KI 0.100' FeC13 0.200 MhS04 0.400 V Na2Mo04 ° H20 0.200 ZnS04 0.400 Vattnet, xylos och salt-aminosyrablandningen blandades och sterili- serades. När blandningen avkylts till rumstemperatur, tillsattes vitamin-mineralblandningen och mediet placerades i ett 10 liters 304 jäsningskar..Mediet'inympades sedan med 2§¿_tannophilus Y-2460 medelst tillsats av 1 l_av en 48 h-jästsvamp-maltförkultur omfattande 3 g/l_ jästsvampextrakt, 3 gll maltextrakt, 10 g/1 dextros samt 5 g/I pepton.
Kulturen inkuberades vid 2800 under 14 dagar och undersöktes regel- ibundet med avseende på xylos-, etanol- och pH-värde. Resultatet framgår av Tabell V nedan. Nedgången i etanolhalt efter den sjätte dagen till- ~ 82007261-2 17 skrivs avdunstningen från mediet och möjligtvis assimilatíon genom jästsvampcellerna.
EXEMWEL 24-33 Effektiviteten av ga; tannophilus i ett blandat medium och dess kompatibilitet i blandad kultur bekräftades medelst följande försök.
En serie av tre kulturmedier iordningställdes i enlighet med Exempel 1 men med den förändringen att kolkällan varierades. Ett medium innehöll 50 g/l D-xylos, ett annat innehöll SO g/l dextros och det tredje innehöll en blandning av 50 g/l D-xylos och 50 gll dextros. Med vart och ett av de enkla sockermedierna iordningställdes tre flaskor och fyra med det blandade mediet. Flaskorna inympades med endera §a¿ tannophilus NRRL Y~2460 eller Saccharomzces uvarum NRRL Y-1347 eller en blandning därav med öglenål från snedrörkulturer som var inkuberade vid 3200 under 2 dagar och sedan lämnades vid rumstemperatur tills dess de användes. De inympade flaskorna skakades vid 100 varv/min och en konstant temperatur av 28°C under Å dagar, varefter etanolhalten bestämdes. Resultaten framgår av Tabell VI nedan.
Det är underförstått att den föregående detaljerade beskrivningen endast ges såsom en allmän beskrivning och att modifikationer och variationer är möjliga utan att man därför avviker från uppfinnings- tanken och utan att man därför går utanför ramen för uppfinningen. ¶s2o12s1-2 ow.N omww ow.w. oo.N , oß.N mfl.v _mw~w> län.. om.o ...wo ä... ^a\s NV Hofimäm mw mn _mv ^H\wv .mofihw vfi nä 2 flfl l-fi > Hflwpme 8207261-2 æ.fl w.~ e.fi oá. må m... 04.
Hu °.fi |||||||| ^ß\a.æv HOÉQUH nen-IW omewlw QEN 1 + | + vill. lllllt mouuwww woH>N HRM om. H\w om uwHUm@5mHNMUfifiH mfi Nm. flm om mfl æw nu QN mm vw Hmmñmww H> Hflmnwfi

Claims (1)

  1. s2@72e1-2l 20. PATENTKRAV 1. Förfaringssätt för framställning av' etanol med utgångspunkt från ett xylos- och eventuellt även glukoshaltigtïmaterial, k ä n n e - t e c k n a t av' följande steg: a) _ 'ympning av ett medium? innehållande nämnda material, med j ëistsvampen" Pachysolen' tannóphilus ;_ b) - jäsning, av nämnda material i nämnda inympade medium för ._10 - omvandling av xylos till etanol, genom jästsvampen, varvid nämnda mediumanrikas på etanol, och c) *utvinning av nämnda etanolanrikade medium från jäsningen i steg b). 15 2. Förfaringssätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att jästsvampenfachysolen utgör en stawn utvald bland gruppen bestående av NRRL Y-2460, NRRL Y-2461, NRRL Y~2462., NRRL Y-2463 och emma. Y-evozr. ' . 20 3. Förfaringssätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att .nämnda xyloshaltiga material är en lignocellulosisk spaltningsprodukt. læfFörfaringssätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att ,2V5 nämnda xyloshaltiga material är ett hemicellulosahydrolysat. 5. Förfaringssätt enligt krav 1, k ä n n_ e t e c k n a t av att mediet i steg (a) också innehåller glukos. 30 ß. Förfaringssätt enligt något av kraven 1,-5,' k ä n n e t e c k - n a t av att mediet' syrsätts, att pH-värdet regleras inom området 2 - 7, och att temperaturen hålls inom området 10 .- 35°C. " 7. Förfaringssätt enligt något av kraven 1-5,' k ä n n e t e c k - 35 n a t_ av att pH-värdet regleras så att det hålls vid 2 - 3 och temperaturen hålls vid 30 - BSOC. ' a2o1261-2 21 8. Förfaringssätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att före ympningen i steg (a) nämnda xylos ingår i nämnda medium vid en kon- centration som är mindre än 150 g/1. 5 9. Förfaringšsätt enligt krav 8, k. ä n n e t e c k n at av att nämnda koncentration är 45 - 55 gl l. 10 15 8207261-2 SAMMANDRAG Förfaríngssätt för omvandling av D-xylos till etanol genom att använda jästsvampen Pachzsolen tannoghilus, som jäser nämda fem- kolssocker utan tillsats av enzymer. Förfaringssättet är användbart, 5 särskilt vid framställning av etanolhaltíga drivmedel ur växtbiomassa. 10
SE8207261A 1981-04-28 1982-12-20 Forfarande for omvandling av d-xylos till etanol medelst jesten pachysolen tannophilus SE434276B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/258,483 US4359534A (en) 1981-04-28 1981-04-28 Conversion of D-xylose to ethanol by the yeast Pachysolen tannophilus

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8207261D0 SE8207261D0 (sv) 1982-12-20
SE8207261L SE8207261L (sv) 1982-12-20
SE434276B true SE434276B (sv) 1984-07-16

Family

ID=22980737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8207261A SE434276B (sv) 1981-04-28 1982-12-20 Forfarande for omvandling av d-xylos till etanol medelst jesten pachysolen tannophilus

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4359534A (sv)
EP (1) EP0077394A1 (sv)
NO (1) NO824247L (sv)
SE (1) SE434276B (sv)
WO (1) WO1982003874A1 (sv)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1173380A (en) * 1980-02-19 1984-08-28 Michael I. Sherman Acid hydrolysis of biomass for ethanol production
US4511656A (en) * 1981-05-15 1985-04-16 Purdue Research Foundation Direct fermentation of D-xylose to ethanol by a xylose-fermenting yeast mutant
US4477569A (en) * 1982-02-18 1984-10-16 Canadian Patents & Development Limited Pentose fermentation with selected yeast
SE435627B (sv) * 1983-05-09 1984-10-08 Alfa Laval Ab Forfarande for framstellning av etanol genom fermentering av en substans, innehallande xylos, med jest av arterna pichia stipitis, p. segobiensis eller candida shehatae
US4663284A (en) * 1984-09-14 1987-05-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Process for enhanced fermentation of xylose to ethanol
US4840903A (en) * 1985-08-08 1989-06-20 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for producing ethanol from plant biomass using the fungus paecilomyces sp.
US5100791A (en) * 1991-01-16 1992-03-31 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Simultaneous saccharification and fermentation (SSF) using cellobiose fermenting yeast Brettanomyces custersii
US7537826B2 (en) 1999-06-22 2009-05-26 Xyleco, Inc. Cellulosic and lignocellulosic materials and compositions and composites made therefrom
US7708214B2 (en) 2005-08-24 2010-05-04 Xyleco, Inc. Fibrous materials and composites
US20150328347A1 (en) 2005-03-24 2015-11-19 Xyleco, Inc. Fibrous materials and composites
US7815876B2 (en) 2006-11-03 2010-10-19 Olson David A Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose
US7815741B2 (en) 2006-11-03 2010-10-19 Olson David A Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose
WO2011020082A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Geosynfuels, Llc Process for producing high value products from biomass
WO2011019403A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Geosynfuels, Llc Apparatus and process for fermentation of biomass hydrolysate

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2356218A (en) * 1941-09-02 1944-08-22 Frank L Robinson Fermentation process for production of ethanol
US2481263A (en) * 1948-01-15 1949-09-06 Us Agriculture Fermentation process
GB870622A (en) * 1958-10-14 1961-06-14 Distillers Co Yeast Ltd Fermentation process for the production of d-arabitol
GB884822A (en) * 1959-04-15 1961-12-20 Distillers Co Yeast Ltd Production of d-arabitol by fermentation
JPS5328984B2 (sv) * 1973-11-09 1978-08-17

Also Published As

Publication number Publication date
NO824247L (no) 1982-12-17
US4359534A (en) 1982-11-16
SE8207261D0 (sv) 1982-12-20
WO1982003874A1 (en) 1982-11-11
EP0077394A1 (en) 1983-04-27
SE8207261L (sv) 1982-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nigam Cultivation of Candida langeronii in sugar cane bagasse hemicellulosic hydrolyzate for the production of single cell protein
Barker et al. Clostridium kluyverii, an organism concerned in the formation of caproic acid from ethyl alcohol
SE434276B (sv) Forfarande for omvandling av d-xylos till etanol medelst jesten pachysolen tannophilus
US20150252319A1 (en) pH CONTROLLED YEAST PROPAGATION
MX2010013307A (es) Metodo de produccion de biomasa de levadura.
US8530211B2 (en) Co-fermentation of glucose, xylose and/or cellobiose by yeast
Fages et al. 2, 3-Butanediol production from Jerusalem artichoke, Helianthus tuberosus, by Bacillus polymyxa ATCC 12 321. Optimization of k L a profile
SE435627B (sv) Forfarande for framstellning av etanol genom fermentering av en substans, innehallande xylos, med jest av arterna pichia stipitis, p. segobiensis eller candida shehatae
US4808526A (en) Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation
Hayashida et al. High concentration-ethanol fermentation of raw ground corn
US4812410A (en) Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation
US4816399A (en) Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation
EP0136805B1 (en) Industrial-scale process for the production of polyols by fermentation of sugars
EP0136802B1 (en) Industrial-scale process for the production of polyols by fermentation of sugars (1111111)
CA1265078A (en) Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation
Takahashi et al. Ethanol production from pentoses and hexoses by recombinant Escherichia coli
RU2745093C1 (ru) Штамм метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus BF19-07 - продуцент для получения микробной белковой массы
Doelle et al. Scale-up of ethanol production from sugarcane using Zymomonas mobilis
Sarenkova et al. Lactobionic acid production from acid whey under different fermentative conditions
CN117904009B (zh) 适用非粮生物基碳源的枯草芽孢杆菌及其发酵生产方法
RU2796923C1 (ru) Штамм дрожжей Ogataea parapolymorpha ВКПМ Y-5081 - продуцент белковой биомассы
RU2773502C1 (ru) Штамм метанолокисляющих бактерий Acidomonas methanolica BF 21-05М - продуцент для получения микробной белковой массы
US4808527A (en) Continuous process for ethanol production by bacterial fermentation
Mark hall Cellulose: Energy source for microbial protein
JPS63177782A (ja) 炭素源資化性好塩性酵母の発酵生産方法