[發(fā)明專利]發(fā)酵

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080028540.0
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN102459620A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H.哥倫德伯格
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞典乙醇化工技術(shù)有限公司
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 宋莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于從得自纖維素的漿料制備目標(biāo)化學(xué)品的方法、用于從得自纖維素的漿料制備目標(biāo)化學(xué)品的系統(tǒng)和發(fā)酵的得自纖維素的水解產(chǎn)物的用途。

背景技術(shù)

全球變暖、石油消耗和能源安全已成為發(fā)展可代替得自石油的燃料(如汽油和柴油)的可再生燃料的主要驅(qū)動力。當(dāng)前，乙醇是最常使用的可再生汽車燃料。它通過纖維素生物質(zhì)如含糖或含淀粉原料的發(fā)酵來大量生產(chǎn)。然而，這些作物的供應(yīng)相對有限，并且它們中的許多被認(rèn)為是人類食物來源。另一方面，包含木質(zhì)素的纖維素生物質(zhì)(木質(zhì)纖維生物質(zhì))是更為豐富且價(jià)格較低的原料，其具有提供更高凈能量獲得的潛力。在木質(zhì)纖維素中，纖維素和半纖維素與木質(zhì)素緊密結(jié)合，多酚化合物將纖維素和半纖維素聚合物連接在一起，從而提供了具有剛性和機(jī)械強(qiáng)度的木質(zhì)纖維素。

在從纖維素生物質(zhì)生產(chǎn)乙醇中，通常使用多種預(yù)處理和水解步驟以將所述纖維素和半纖維素多糖降解成能發(fā)酵的糖類。然后，通常通過用微生物如酵母發(fā)酵而將所述能發(fā)酵的糖類轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖?，并通過蒸餾收取乙醇。

在將纖維素生物質(zhì)用各種酸進(jìn)行汽蒸和浸漬后，高溫下的水解產(chǎn)生了固體和液體的得自纖維素的材料的漿料。酸催化的水解可在兩步中進(jìn)行以同時降解半纖維素和纖維素聚合物，或通過半纖維素的水解進(jìn)行較溫和的預(yù)處理，隨后進(jìn)行酶處理以進(jìn)一步降解纖維素聚合物。

為了促進(jìn)從酸性水解而獲得的水解產(chǎn)物的良好發(fā)酵，漿料必須進(jìn)行過濾和洗滌，通常通過壓濾機(jī)，以除去漿料的固體級分。然而，過濾和隨后的洗滌可導(dǎo)致能發(fā)酵的糖類的損失。為了使洗滌順序優(yōu)化和使糖損失最小化，需要大量的生產(chǎn)用水，這導(dǎo)致了水解產(chǎn)物的稀釋。稀釋的水解產(chǎn)物既而又伴有較高的蒸餾成本。此外，在未除去固體級分的情況下的水解產(chǎn)物的發(fā)酵不是最佳解決方案，因?yàn)楣腆w物料的存在阻止了發(fā)酵微生物的再循環(huán)，因此需要連續(xù)地培養(yǎng)新的發(fā)酵生物體，這費(fèi)力又昂貴。

可通過使用SSF(同時進(jìn)行糖化水解和發(fā)酵)方法而克服與酸性水解有關(guān)的一些問題，其中將能夠水解多糖的酶和發(fā)酵微生物直接與漿料混合。然而，在該情況中，發(fā)酵生物體也不能再循環(huán)，這具有如上所述的負(fù)面后果。此外，酶水解和發(fā)酵過程的溫度必須相同，這對于兩種反應(yīng)中的任一種都不是最佳的。而且，SSF需要強(qiáng)烈攪拌和冷卻所述漿料，這增加了方法的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

總的來說，在現(xiàn)有技術(shù)中，對由纖維素和木質(zhì)纖維生物質(zhì)來制備乙醇的改進(jìn)發(fā)酵方法存在需求。

本發(fā)明的目的是提供從得自纖維素的漿料制備目標(biāo)化學(xué)品如乙醇。

此外，本發(fā)明的一些方面的目的是提供所述目標(biāo)化學(xué)品的能量有效的生產(chǎn)。

本發(fā)明一些方面的進(jìn)一步的目的是提供在所述目標(biāo)化學(xué)品生產(chǎn)中的改善的方法經(jīng)濟(jì)性。

為了在本發(fā)明的某些方面提供本發(fā)明所提供的各種特征和組合之目的，下面給出了本發(fā)明實(shí)施方式的非限定性和分項(xiàng)化的列表。

項(xiàng)目

1.用于提供目標(biāo)化學(xué)品的方法，包括：

a)在容器中提供包含能發(fā)酵的糖類的得自纖維素的漿料；

b)從所述得自纖維素的漿料中分離包含部分所述能發(fā)酵的糖類的液體級分；

c)將所述液體級分輸送到發(fā)酵罐中；

d)在所述發(fā)酵罐中使所述液體級分中的能發(fā)酵的糖類發(fā)酵以提供包含所述目標(biāo)化學(xué)品的發(fā)酵液；和

e)將所述發(fā)酵液返回到所述容器中。

2.根據(jù)項(xiàng)目1所述的方法，其中步驟b)的分離在提供所述液體級分和懸浮固體級分的分離器中進(jìn)行，所述懸浮固體級分返回到所述容器。

3.根據(jù)項(xiàng)目1或2所述的方法，其中步驟b)的所述分離包含過濾或傾析。

4.根據(jù)任何前述項(xiàng)目所述的方法，其中在步驟e)期間從所述發(fā)酵液中收取所述目標(biāo)化學(xué)品。

5.根據(jù)項(xiàng)目1-3任一項(xiàng)所述的方法，其中從所述容器中收取所述目標(biāo)化學(xué)品。

6.根據(jù)項(xiàng)目5所述的方法，其中所述容器中的溫度為至少70℃。

7.根據(jù)項(xiàng)目1-3任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括：

f)在目標(biāo)物收取單元中，從所述容器的至少部分內(nèi)容物中收取所述目標(biāo)化學(xué)品。

8.根據(jù)項(xiàng)目4-7任一項(xiàng)所述的方法，其中通過蒸餾進(jìn)行所述目標(biāo)化學(xué)品的所述收取。

9.根據(jù)任何前述項(xiàng)目所述的方法，其中所述目標(biāo)化學(xué)品選自乙醇、丁醇和琥珀酸。

10.根據(jù)任何前述項(xiàng)目所述的方法，其中步驟d)包含使所述液體級分接觸發(fā)酵生物體以得到所述發(fā)酵液。

11.根據(jù)項(xiàng)目10所述的方法，其中所述發(fā)酵生物體保留所述發(fā)酵罐中。