[發明專利]用于處理木質纖維素材料的方法

無效

• 申請號: 201280028488.8
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN103635582A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 張占營;I.M.奧哈拉;W.O.S.多赫蒂
• 申請（專利權）人: 先正達參股股份有限公司;昆士蘭科技大學
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10;C08H8/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張文輝

相關申請

本申請要求于2011年12月14日提交的美國臨時申請號61/570,444和2011年6月10日提交的美國臨時申請號61/495,549的權益和優先權，將其中的每個披露通過引用以其全文結合在此。

發明領域

本發明涉及用于木質纖維素材料的預處理溶液，以及用于預處理木質纖維素材料的方法，該方法可被用于生產產品，例如可發酵糖。

發明背景

木質纖維素材料可被用于生產生物燃料（例如生物乙醇）和生化藥劑，并因此是化石燃料的一種替代物。為了從木質纖維素材料有效生產生物燃料，木質纖維素材料的纖維素和/或半纖維素組分需要被轉化為單糖（即，單糖），這些單糖能被發酵成乙醇或丁醇。本領域的現有技術已經提出用于從木質纖維素材料生產可發酵糖的方法，該方法包括對木質纖維素材料的天然結構進行破壞的化學和/或物理預處理，隨后將該纖維素和半纖維素組分酶水解成單糖。然后該單糖可被發酵以生產生物燃料，這些生物燃料包括乙醇或丁醇、和/或其他發酵產品，例如有機酸和/或其他醇。然而，這些方法目前還不能商品化，這歸因于其高成本、低效率、不良反應條件、以及與預處理方法有關的其他問題。另外，這些方法不是環境友好的，并且為了實現有效的和高效的水解，需要添加大量酶，這進一步增加了成本。

通過提供用于木質纖維素材料的預處理溶液和用于預處理木質纖維素材料的可被用于生產可發酵糖的方法，本發明解決了本領域中的前述缺點。

發明概述

本發明的第一個方面是用于生產部分水解的木質纖維素材料的一種方法，該方法包括用一種預處理溶液預處理木質纖維素材料，該溶液包括按重量計大約40%至大約95%的離子液體、按重量計大約0.1%至大約5.0%的酸催化劑、以及按重量計大約5%至大約60%的水，從而產生一種預處理的部分水解的木質纖維素材料。

本發明的另外一個方面是用于生產一種可發酵糖的方法，該方法包括用一種預處理溶液預處理木質纖維素材料，該溶液包含按重量計大約40%至大約95%的離子液體、以及按重量計大約5%至大約60%的水，以產生一種預處理的木質纖維素材料，并且酶促水解該預處理的木質纖維素材料，從而產生一種可發酵糖。

現在，就在此所述的其他實施例而言，將更詳細地說明本發明的上述以及其他方面。應當理解的是，本發明可以體現為不同的形式，并且不應當被解釋為對在此提出的實施例的限制。更確切地說，提出這些實施例以使得本披露將是徹底的和完整的，并將向本領域的普通技術人員充分傳達本發明的范圍。

附圖簡要說明

圖1顯示了（a）未處理的蔗渣、（b）用一種HCl溶液預處理的蔗渣、以及（c）用一種1-n-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物（BMIMCl）/HCl/水溶液預處理的蔗渣的FTIR光譜。

圖2顯示了（a）未處理的蔗渣、（b）用一種HCl溶液預處理的蔗渣、以及（c）用一種BMIMCl/HCl/水溶液預處理的蔗渣的SEM圖像。樣品被放大了1000倍。

圖3顯示了在130℃下預處理2小時的甘蔗渣的葡聚糖含量（%）。

圖4顯示了在酶水解之后的預處理的甘蔗渣的葡聚糖產率（%）；空心正方形和空心菱形符號相應于用包含6%FeCl₃（基于干蔗渣的重量）的預處理溶液預處理的蔗渣，實心符號相應于用包含18%FeCl₃（基于干蔗渣的重量）的預處理溶液預處理的蔗渣。

圖5顯示了在酶水解之后的預處理的甘蔗渣的葡聚糖產率（%）；空心三角形和空心菱形符號相應于用包含6%FeCl3（基于干蔗渣的重量）的預處理溶液預處理的蔗渣，實心符號相應于用包含18%FeCl3（基于干蔗渣的重量）的預處理溶液預處理的蔗渣。

發明詳細說明

在此處的本發明的說明中使用的術語是僅僅是為了描述具體的實施例并且不意在限制本發明。