[發明專利]使用單級自動水解和具有C5旁路的酶促水解和后水解加工木質纖維素生物質的方法

有效

• 申請號: 201380040872.4
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN104540956B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: J·拉森;N·尼爾森波爾森;M·D·杰普森;K·K·莫根森
• 申請（專利權）人: 因比肯公司
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10;D21C1/04;D21C3/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 吳亦華,徐志明

1.一種加工木質纖維素生物質的方法，包括：

–提供軟木質纖維素生物質原料，

–在單級加壓水熱預處理中以至少35％的DM含量在160-200℃的溫度下在3.5-9.0的pH范圍內預處理所述原料少于60分鐘的保留時間，以使所述預處理的生物質的特征是具有至少10％的木聚糖數，

–將所述預處理的生物質分離成固體部分和液體部分，

–在添加或不添加補充水含量的情況下以至少15％的DM使用由酶混合物催化的酶促水解來水解所述固體部分24-150小時，所述酶混合物包含內切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、內切木聚糖酶、木糖苷酶和乙酰木聚糖酯酶活性，以及

–隨后在獲得至少50％葡萄糖轉化后混合分離的液體部分和水解的固體部分并進一步進行至少6小時后水解，從而所述液體部分中的木糖低聚物在保留在所述水解的固體部分中的酶活性的作用下被降解為木糖單體。

2.權利要求1所述的方法，其中所述單級加壓水熱預處理作為單級加壓自動水解預處理進行，其中在預處理過程中由半纖維素水解釋放的乙酸進一步催化半纖維素水解。

3.權利要求1或2所述的方法，條件是在所述預處理步驟中硫酸不添加到所述原料中。

4.權利要求1所述的方法，其中所述原料是小麥秸稈、玉米秸稈、甘蔗渣、甜高粱渣或空果串。

5.權利要求1所述的方法，其中所述原料在加壓預處理之前被洗滌和/或瀝濾。

6.權利要求1所述的方法，其中所述原料在加壓預處理之前浸泡于來自預處理的后續步驟的含乙酸液體中。

7.權利要求1所述的方法，其中所述原料的纖維結構在預處理過程中被維持。

8.權利要求1所述的方法，其中加壓預處理在至多10巴的壓力下進行。

9.權利要求1所述的方法，其中所述原料使用水力旋流器系統從加壓預處理反應器中去除。

10.權利要求1所述的方法，其中所述原料使用水閘型系統從加壓預處理反應器中去除。

11.權利要求1所述的方法，其中所述原料預處理達到使得生物質的特征為具有至少12％的木聚糖數的強度。

12.權利要求1所述的方法，其中所述固體部分具有至少40％的干物質含量。

13.權利要求1所述的方法，其中后水解之后的單體木糖產量是理論最大產量的至少60％。

14.權利要求1所述的方法，其中水解之后的單體葡萄糖產量是理論最大產量的至少60％。

15.權利要求1所述的方法，其中酶促水解使用為木質纖維素生物質轉化而優化的以制造商建議范圍內的酶劑量水平使用的能夠商購獲得的纖維素酶制劑進行。

16.權利要求1所述的方法，其中酶促水解進行至少96小時。

17.權利要求1所述的方法，其中酶促水解在15-23％之間的干物質含量下進行。

18.權利要求1所述的方法，其中酶促水解在至少20％的干物質含量下進行。

19.權利要求1所述的方法，其中酶促水解使用包含外切纖維素酶活性(EC 3.2.1.91)、內切纖維素酶活性(EC 3.2.1.4)、β-葡萄糖苷酶活性(EC 3.2.1.21)、β-1,4-內切木聚糖酶活性(EC 3.2.1.8)和乙酰木聚糖酯酶活性(EC 3.1.1.72)的酶混合物進行，且其中所述酶混合物進一步特征在于具有的酶活性相對比例使得對于每1 FPU纖維素酶活性存在至少30 CMC U內切葡聚糖酶活性及至少28 pNPG Uβ-葡萄糖苷酶活性和至少50 ABX U內切木聚糖酶活性。

20.權利要求19所述的方法，其中所述酶混合物進一步包含β-1,3木糖苷酶活性(EC 3.2.1.72)、β-1,4-木糖苷酶活性(EC 3.2.1.37)、以及α-1,3和/或α-1,5-阿拉伯呋喃糖苷酶活性(EC 3.2.1.23)。

21.權利要求1所述的方法，其進一步的特征在于在所述液體部分的后水解之后回收的合并的C5/C6水解產物用一種或多種改良的酵母菌株直接發酵成乙醇。