[發(fā)明專利]一種同步糖化發(fā)酵制備纖維素乙醇的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811460694.1
• 申請日: 2018-12-01
• 公開（公告）號: CN109355347B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 張金建;李勉;楊世輝;黃濤;丁士友;李哲;江雪松;鄭曉陽
• 申請（專利權）人: 浙江華康藥業(yè)股份有限公司;焦作市華康糖醇科技有限公司
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P7/10;C12P19/14;C12R1/84;C12R1/72;C12R1/865
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 楊文華

本發(fā)明涉及一種同步糖化發(fā)酵制備纖維素乙醇的方法，包括如下步驟：在容器中事先用納濾膜或超濾膜分隔成第一容腔和第二容腔的兩個容腔，其中，在第一容腔內盛有酶解發(fā)酵溶劑的第一溶劑體系，第二容腔內盛有發(fā)酵溶劑的第二溶劑體系，將預處理后的木質纖維素加入第一容腔的第一溶劑體系內，同時攪拌第一溶劑體系和第二溶劑體系各12h～60h后，在兩個容腔內分別同時得到發(fā)酵糖化后的纖維素乙醇。本發(fā)明以木質纖維素為原料，通過使用羧酸鹽兩性離子液體與水作為混合溶劑，加入纖維素酶，同時通過納濾膜連接以非離子表面活性劑和C5與C6共發(fā)酵酵母形成的溶劑體系，達到高糖化﹑高發(fā)酵的目的。

技術領域

本發(fā)明屬于生物質纖維素乙醇制備技術領域，特別涉及一種同步糖化發(fā)酵制備纖維素乙醇的方法。

背景技術

木質纖維原料是自然界中極為豐富的可再生資源，其主要成分為纖維素、半纖維素和木質素。木質纖維素中的糖類聚合物生產生物燃料或生物基化學品是木質纖維素綜合利用的一個有效途徑。利用木質纖維原料轉化燃料乙醇用來部分替代日趨枯竭的化石能源，可以緩解能源危機、環(huán)境污染等問題。如果木質纖維素能被很好的利用，將很大程度上降低化工原料及汽車燃料的成本。然而迄今為止，人們對木質纖維原料的利用卻很不充分。這是因為木質纖維原料中不僅含有纖維素和半纖維素，還含有一定量的木質素及少量的果膠質、淀粉、樹脂、萜烯類化合物等，這些成分緊密結合在一起，對外界環(huán)境具有很強的抵抗力，阻礙糖苷酶接近纖維，限制了纖維素成分的水解糖化過程。

木質纖維素生物轉化過程包括預處理、酶水解、微生物發(fā)酵和產物分離四個步驟，其中酶水解﹑發(fā)酵是兩個很重要的步驟。

現有對木質纖維素糖化、發(fā)酵可以分步進行，也可以同步進行的案例較多。目前，已有諸多專利公開了糖化與發(fā)酵的生產工藝技術，如公告號CN105624208A 專利公開了一種木質纖維素高溫酶解發(fā)酵產乙醇的方法，通過分步糖化發(fā)酵制備燃料乙醇，這種方法的缺點是纖維素水解時產生的葡萄糖將抑制纖維素酶的酶活，使纖維素酶用量增大，酶解效率降低，同時需要水解時基質濃度比較低，導致較低的乙醇產量，從而增加了發(fā)酵成本和乙醇回收成本。如公告號CN106701863A 的專利公開了一種以木質纖維素為原料同步酶解發(fā)酵制備乙醇的方法，對木質纖維素進行同步糖化發(fā)酵，其缺點是：纖維素酶和酵母不能同時在各自適宜的溫度下工作，糖化發(fā)酵需要的時間延長，隨著酶解反應的進行，還原糖濃度逐漸增加，酶解產物的抑制作用增強，從而影響還原糖的得率，發(fā)酵效率同時降低。同時針對木質纖維素前期預處理的副產物，如有機酸類、呋喃類和酚類等化合物未能夠得到有效清除，使得這些化合物對酵母菌的生長和發(fā)酵都有明顯的抑制作用，從而使得乙醇產量降低。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種同步糖化發(fā)酵制備纖維素乙醇的方法，以木質纖維素為原料，通過使用羧酸鹽兩性離子液體與水作為混合溶劑，加入纖維素酶，同時通過納濾膜連接以非離子表面活性劑和C5與C6共發(fā)酵酵母形成的溶劑體系，達到高糖化﹑高發(fā)酵的目的。

本發(fā)明是這樣實現的，提供一種同步糖化發(fā)酵制備纖維素乙醇的方法，包括如下步驟：在容器中事先用納濾膜或超濾膜分隔成第一容腔和第二容腔的兩個容腔，其中，在第一容腔內盛有酶解發(fā)酵溶劑的第一溶劑體系，第二容腔內盛有發(fā)酵溶劑的第二溶劑體系，將預處理后的木質纖維素加入第一容腔的第一溶劑體系內，同時攪拌第一溶劑體系和第二溶劑體系各12h～60h后，在兩個容腔內分別同時得到發(fā)酵糖化后的纖維素乙醇。其中，

在所述酶解發(fā)酵溶劑中包含有羧酸鹽兩性離子液體、水以及纖維素酶，或者包含有聚乙二醇、水以及纖維素酶。在所述發(fā)酵溶劑中包含有非離子表面活性劑或活性炭和C5與C6共發(fā)酵酵母。