加工生物质制造技术

本发明专利技术提供用于加工生物质材料的方法，所述生物质材料设置于一个或多个结构或载体中，所述结构或载体例如袋、壳、网、膜、网孔或这些的任何组合。以此方式含有所述材料允许其易于在加工期间在任一点并以任何顺序添加或除去。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加工生物质相关申请的交叉引用本申请要求在2011年12月22日提交的美国临时申请号61/579，550和61/579, 562的权益。以上申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。专利
本专利技术涉及在进行微生物学、生物学以及生物化学反应方面的改进。背景随着对石油的需求增加，对用于制造生物燃料和生物化学物质的可再生原料的兴趣也在增加。自20世纪70年代以来已对木质纤维素生物质作为用于所述制造方法的原料的用途进行了研究。木质纤维素生物质因其丰富、可再生、在国内生产，并且不与食品工业用途竞争而具有吸引力。现今可获得许多潜在的木质纤维素原料，包括例如农业残余物、木质生物质、城市废物、油籽/油饼以及海草。目前这些材料用作动物饲料、生物堆肥材料、在联产设施中燃烧抑或被填埋。木质纤维素生物质由于植物细胞壁具有坚硬并且紧凑的结构而难以降解。所述结构包括嵌入半纤维素基质中由木质素围绕着的晶体纤维素原纤维。这种紧凑基质难以由酶以及其它化学、生物化学和生物方法接近。纤维素生物质材料(例如，已基本上除去所有木质素的生物质材料)可以更易于由酶和其它转化方法接近，但是即便如此，天然存在的纤维素材料当与水解酶接触时通常具有低产率(相对于理论产率)。木质纤维素生物质甚至更难以受酶攻击。此外，每种类型的木质纤维素生物质具有其自身特定的纤维素、半纤维素和木质素组成。虽然多种方法已试图从木质纤维素生物质中提取结构性碳水化合物，但其不是过于昂贵、生产产率过低、在所得产物中留有不期望的化学物质，就是仅降解糖类。来自可再生生物质源的单糖可以通过代替、补充或取代石油和其它化石原料而成为化学和燃料工业的基础。然而，需要开发将使得可大量并且以可接受的纯度和价格获得这些单糖的技术。专利技术概述本文提供用于产生产物的方法，所述方法包括将包含液体介质、结构或载体以及设置于所述结构或载体内的不顺应性减小的纤维素或木质纤维素生物质的组合维持在允许分子离开和/或进入所述结构或载体的条件下。在另一个方面，本文提供一种用于产生产物的方法，其中所述方法包括:提供液体介质；提供纤维素或木 质纤维素生物质，其中将所述纤维素或木质纤维素生物质设置于结构或载体中，并且其中所述结构或载体具有被配置来允许分子通过的一个或多个孔；提供添加剂；将所述结构或载体与所述添加剂组合在所述液体介质中以制备一种组合；将所述组合维持在允许分子离开和/或进入所述结构或载体的条件下；以及将所述组合维持在允许所述添加剂将所述分子转化为一种或多种产物的条件下；从而产生产物。另外，本文提供产生酶的方法，其中所述方法包括:提供液体介质；提供纤维素或木质纤维素生物质；提供能够在所述纤维素或木质纤维素生物质存在下产生酶的微生物；提供结构或载体，其中所述结构或载体具有被配置来允许分子通过的一个或多个孔；将所述纤维素或木质纤维素生物质设置于所述结构或载体内；将所述液体介质、所述结构或载体以及所述微生物组合以制备一种组合；以及将所述组合维持在允许所述微生物产生所述酶的条件下；从而产生酶。本文还提供一种为微生物提供物质的方法，其中所述方法包括:提供液体介质；提供微生物；提供物质；提供结构或载体，其中所述结构或载体具有被配置来允许所述物质进入和离开所述结构或载体的一个或多个孔；或者:通过将所述微生物设置于所述结构或载体内，并通过将所述液体介质、所述结构或载体内的所述微生物以及所述物质组合来形成一种组合，或通过将所述物质设置于所述结构或载体内并通过将所述液体介质、所述结构或载体内的所述物质以及所述微生物组合来形成一种组合；以及将所述组合维持在允许所述物质移出和移入所述结构或载体并与所述微生物接触的条件下；从而为所述微生物提供所述物质。所述方法还可包括:提供第二结构或载体；以及将所述微生物和所述物质各设置于单独的结构或载体中。本文还提供一种用于制备产物的系统，其中所述系统包括:容器中的液体介质；能够产生产物的微生物；以及含有物质的结构或载体，其中所述结构或载体被配置来将所述物质释放到所述液体介质中。在本文提供的任何方法或系统中，可将纤维素或木质纤维素生物质设置于所述结构或载体内，并且所述方法可进一步包括:将所述添加剂设置于第二结构或载体内；以及将含有所述纤维素或木质纤维素生物质的所述结构或载体设置于所述第二结构或载体内。在本文提供的任何方法或系统中，所述物质可为糖，例如可设置于一个或多个结构或载体内的糖。在本文提供的任何方法或系统中，所产生的产物可为分子、蛋白质、糖、燃料或其组合。蛋白质可为酶。本文提供的任何方法或系统可进一步包括将微生物设置于所述结构或载体中。或者，可将纤维素或木质纤维素材料或添加剂设置于所述结构或载体中。可将纤维素或木质纤维素材料、添加剂或微生物设置于第二结构或载体中。添加剂可为微生物、酶、酸、碱或其组合。在本文提供的任何方法或系统中，结构或载体可为袋、壳、网、膜、网孔或其组合。其中结构或载体可包括袋，袋可由具有小于Imm的最大开口尺寸的网孔材料形成。可选地，网孔材料可具有约IOmm至Inm的平均孔径。其中结构或载体为袋，袋可由可生物侵蚀的聚合物制成。可生物侵蚀的聚合物可选自由以下组成的组:聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚羟基脂肪酸酯、聚羟基丁酸酯-戊酸酯、聚己内酯、聚羟基丁酸酯-己酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁酸酯(polybutyrate succinate adipate)、聚酰胺酯、聚己二酸丁二醇酯-共聚-对苯二酸酯、其混合物以及其层压物。袋可由淀粉膜制成。在本文提供的任何方法或系统中，可将所述组合放置于包括叶轮的发酵容器中，并且其中将所述组合维持在其中由叶轮撕开袋的条件下。在本文提供的任何方法或系统中，一种或多种微生物可包括里氏木霉菌株，例如，产生高产率纤维素酶的里氏木霉突变体，例如RUT-C30菌株。在本文提供的任何方法或系统中，纤维素或木质纤维素材料的不顺应性相对于处于其天然状态下的材料可已有所减小。减小不顺应性的所述处理可为用电子轰击、超声处理、氧化、热解、蒸汽爆炸、化学处理、机械处理、冷冻研磨或所述处理的组合。优选地，纤维素或木质纤维素生物质的不顺应性已通过暴露于电子束来减小。在所提供的任何方法或系统中，转化可为糖化并且产物可为糖溶液或悬浮液。所述方法可进一步包括从所述糖溶液或悬浮液中分离糖。所分离的糖可为木糖。在本文提供的任何系统或方法中，所述纤维素或木质纤维素生物质可为:纸、纸制品、废纸、纸浆、有色纸、装料纸、涂布纸、填充纸、杂志、印刷品、打印纸、多涂层纸、卡片材料、卡纸板、纸板、棉花、木材、刨花板、林业废弃物、锯末、杨木、木屑、草、柳枝稷、芒草、绳草、草芦、谷物残洛、稻壳、燕麦壳、小麦壳、大麦壳、农业废弃物、青忙饲料、油菜稻、小麦稻、大麦秸、燕麦秸、稻秸、黄麻、大麻、亚麻、竹子、剑麻、蕉麻、玉米穗轴、玉米秸杆、大豆秸杆、玉米纤维、苜蓿、干草、椰子毛、糖加工残渣、甘蔗渣、甜菜浆、龙舌兰渣、海藻、海草、粪肥、污物、下水、秘鲁胡萝卜、荞麦、香蕉、大麦、木薯、葛藤、圆齿酢酱草(oca)、西米、高粱、马铃薯、甘薯、芋头、山药、豆类、蚕豆、扁豆、碗豆，或任何这些的混合物。纤维素或木质纤维素材料可包括玉米穗轴。纤维素或木质纤维素生物质可例如通过干磨或通过湿磨粉碎。可处理纤维素或木质纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包括：将包含液体介质、结构或载体以及设置于所述结构或载体内的不顺应性减小的纤维素或木质纤维素生物质的组合维持在允许分子离开和/或进入所述结构或载体的条件下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.22 US 61/579,550;2011.12.22 US 61/579,5621.一种方法，所述方法包括: 将包含液体介质、结构或载体以及设置于所述结构或载体内的不顺应性减小的纤维素或木质纤维素生物质的组合维持在允许分子离开和/或进入所述结构或载体的条件下。2.如权利要求1所述的方法，其中所述结构或载体是多孔的。3.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括将添加剂设置于所述结构或载体中。4.如权利要求3所述的方法，所述方法进一步包括将所述组合维持在允许所述添加剂将所述分子转化为一种或多种产物的条件下。5.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述添加剂选自由以下组成的组:微生物、酶、酸、碱、化学溶液、营养物、矿物质以及其组合。6.如权利要求5所述的方法，其中所述添加剂包括微生物。7.如权利要求4至6中任一项所述的方法，其中所述产物选自由以下组成的组:分子、蛋白质、糖、燃料以及其组合。8.如权利要求7所述的方法，其中所述蛋白质包括酶。9.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述结构或载体选自由以下组成的组:袋、壳、网、膜、网孔以及其组合。10.如权利要求2所述的方法，其中所述结构或载体包括袋，并且由具有小于Imm的最大开口尺寸的网孔材料形成。11.如权利要求8所述的方法，其中所述结构或载体为袋，并且所述袋由可生物侵蚀的聚合物制成，例如选自由以下组成的组的聚合物:聚乳酸、聚羟基丁酸酯、聚羟基脂肪酸酯、聚羟基丁酸酯-戊酸酯、聚己内酯、聚羟基丁酸酯-己酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁酸酯、聚酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·梅多夫，T·马斯特曼，J·林驰，
申请(专利权)人：希乐克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US