[發(fā)明專利]由木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)有機(jī)酸的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780056088.0
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN109715816B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 維克多·羅伯特松;尼克拉斯·貝里林;米卡埃爾·揚(yáng)松
• 申請（專利權(quán)）人: 因文特亞發(fā)展公司
• 主分類號: C12P7/40
• 分類號: C12P7/40;C13K1/00;C12P7/54;C12P7/56
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 張英

本發(fā)明涉及由木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)有機(jī)酸的方法。所述方法與制漿廠整合，并包括以下步驟：a)提供木質(zhì)纖維素原料；b)從所述制漿廠獲得堿液；c)用所述堿液預(yù)處理所述木質(zhì)纖維素原料，從而得到預(yù)處理的纖維素原料和黑液；d)從所述制漿廠獲得氧化鈣；e)將來自步驟c)的預(yù)處理的纖維素進(jìn)料進(jìn)行酶水解，從而獲得糖類進(jìn)料；f)使用來自步驟d)的氧化鈣作為中和劑，使來自步驟e)的糖類進(jìn)料進(jìn)行微生物發(fā)酵，從而獲得有機(jī)酸鈣鹽；g)用硫酸處理所述有機(jī)酸鈣鹽，從而獲得石膏和所述有機(jī)酸；h)可選地從步驟c)中獲得的所述黑液中分離出木質(zhì)素，從而獲得木質(zhì)素和稀黑液；和i)將步驟c)中獲得的所述黑液和/或步驟h)中獲得的稀黑液返回到所述制漿廠，與所述制漿廠化學(xué)回收過程整合；其中步驟e)和f)順序地或同時進(jìn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及生物質(zhì)增值(biomass?valorisation)領(lǐng)域，并且更具體而言涉及通過糖化和發(fā)酵由生物質(zhì)生產(chǎn)有機(jī)酸。

背景技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展，長期需要用來自可再生源(renewable?sources)的材料替代基于化石的材料，如燃料，商品和特種化學(xué)品。這會導(dǎo)致人們越來越關(guān)注基于生物的化學(xué)品的生產(chǎn)和普及。

有機(jī)酸如乳酸是已經(jīng)通常由可再生源生產(chǎn)的化學(xué)品之一。現(xiàn)在，乳酸的大規(guī)模生產(chǎn)通過對包含低聚糖或淀粉的原料如玉米、甜菜糖或蔗糖進(jìn)行微生物發(fā)酵而進(jìn)行實(shí)施。乳酸是一種平臺化學(xué)品，能夠用于生產(chǎn)諸如聚乳酸(PLA)的產(chǎn)品，而聚乳酸是一種日益普遍的可生物降解的熱塑性聚合物。

淀粉質(zhì)原料(starchy?feedstock)的使用需要轉(zhuǎn)變農(nóng)田的用途，因此會與糧食生產(chǎn)產(chǎn)生競爭。因此，在基于生物的材料領(lǐng)域中普遍希望開發(fā)出利用非食品生物質(zhì)如林業(yè)材料、草或來自食品加工的廢料作為原料的下一代方法。

WO?2009/025547描述了一種從木質(zhì)纖維素生物質(zhì)生產(chǎn)作為發(fā)酵產(chǎn)物的有機(jī)酸的方法。所述方法包括用堿性試劑預(yù)處理所述木質(zhì)纖維素生物質(zhì)(lignocellulosicbiomass)的步驟；同時糖化和發(fā)酵(SSF)所述預(yù)處理的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)；和可選地回收所述發(fā)酵產(chǎn)物。所述木質(zhì)纖維素生物質(zhì)選自由草(grass)，木材，甘蔗渣，稻草(straw)，紙，植物材料及其組合組成的所述組中。

US2009/0226979公開了使用來自制漿過程(pulping?process)或來自另一種纖維素生物質(zhì)過程的所述廢液介質(zhì)將纖維素材料水解成糖的方法。

對于從木質(zhì)纖維素原料(lignocellulosic?feedstock)生產(chǎn)有機(jī)酸如乳酸或乙酸的改進(jìn)方法仍存需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)確定與用于由木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)有機(jī)酸如乳酸和乙酸的現(xiàn)有技術(shù)方法相關(guān)的許多缺陷。為了獲得產(chǎn)物有機(jī)酸的合適產(chǎn)率，需要預(yù)處理步驟，但這種預(yù)處理需要使用大量的堿液。這種預(yù)處理是昂貴的，使現(xiàn)有技術(shù)方法在商業(yè)上不太可行。此外，生產(chǎn)有機(jī)酸的所述方法會產(chǎn)生大量需要處置的廢產(chǎn)物。

因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種由木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)有機(jī)酸的方法，與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，所述方法具有更大的經(jīng)濟(jì)可行性和更良性的環(huán)境影響。

這個目的通過根據(jù)所附權(quán)利要求由木質(zhì)纖維素原料生產(chǎn)有機(jī)酸的方法實(shí)現(xiàn)。所述方法與制漿廠(pulp?mill)進(jìn)行整合并包括以下步驟：

a)提供木質(zhì)纖維素原料；

b)從所述制漿廠獲得堿液；

c)用所述堿液預(yù)處理所述木質(zhì)纖維素原料，從而獲得預(yù)處理的纖維素原料和黑液(black?liquor)；

d)從所述制漿廠獲得氧化鈣；

e)使來自步驟c)的所述預(yù)處理纖維素進(jìn)料進(jìn)行酶水解，從而獲得糖類進(jìn)料；

f)使用來自步驟d)的所述氧化鈣作為中和劑，使來自步驟e)的糖類進(jìn)料進(jìn)行微生物發(fā)酵，從而獲得有機(jī)酸鈣鹽；