涉及真空的改进的预水解步骤制造技术

本发明专利技术涉及在有酶或无酶存在下将水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质暴露于真空条件下的改进的预水解步骤。在将所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质暴露于真空条件下后，对所述预处理的材料进行酶法水解。结果是，相较于没有暴露于真空条件下的组合物，酶法水解后葡萄糖和通常情况下木糖的产量增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及在有酶或无酶存在下将水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质暴露于真空条件下的改进的预水解步骤。在将所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质暴露于真空条件下后，对所述预处理的材料进行酶法水解。结果是，相较于没有暴露于真空条件下的组合物，酶法水解后葡萄糖和通常情况下木糖的产量增加。【专利说明】涉及真空的改进的预水解步骤
技术介绍
专利US 2009/0053777A1和WO 2009/046538A1都考虑到真空在生物质转化过程的各部分中的使用。 按照处理步骤的顺序，专利US 2009/0053777A1公开了一种预处理和酶法水解反应器，通过将外部来源来接至盖子中的喷枪连接端口可将真空和压力施加到所述反应器。 专利US 2009/0053777A1进一步公开了一种水平定向的配备有活塞的5.1cm x68.6cm不镑钢筒的大型筒式活塞反应器(a large barrel piston reactor)。所述68.6cm筒配备有八个多用端口，该多用端口允许真空施加、氨水注射、蒸汽注射和用于测量筒内温度的热电偶的插入。所述反应筒直接连接于垂直定向的15.2cm X 61cm不锈钢的闪蒸罐。预处理的固体直接向下进入闪蒸罐的底部，在那里通过打开所述罐底部的圆顶端法兰可将所述固体轻易除去。 当将真空施加到反应器和闪蒸接收器中以使压力降低至<10kPa，且在所述反应器中注入稀释的氢氧化铵溶液时，真空的用途被公开。一旦注入氨水，蒸汽将被注射到反应器中以使温度升至145°C。然后通过启动活塞将所述混合物排进预先加热的闪蒸罐。将所述闪蒸罐抽真空至闪蒸接收器达到~59°C。在从闪蒸接收器收获时，游离液体与预处理的固体分离并且不被回加用于糖化作用。 WO 2009/046538A1,题为 ENZYMATIC TREATMENT UNDER VACUUM OFLIGNOCELLULOSIC MATERI ALS，为自描述性的。所述木质纤维素类生物质的酶法水解在真空下进行以除去抑制因子来促进酶促反应。 这些参考文献中真空的使用是出于非常具体的原因并在非常具体的条件下。这些参考文献都没有公开或致使在本说明书的专利技术描述部分描述的工艺和效率无创造性。 专利技术概沭 本说明书中公开一种涉及真空的改进的预水解步骤，一个实施方案包含步骤 A)将组合物暴露在真空条件下， 其中所述组合物具有干物质含量，和 所述组合物包含由在预处理工艺中处理的木质纤维素类生物质产生的水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质，和预处理工艺后加入到所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质中的附加液体， 其中所述组合物中干物质含量的重量百分数以所述组合物总重量为基准在I至60重量百分数的范围内； B)停止将所述组合物暴露在真空条件下， C)向所述组合物添加至少一种催化剂，其中所述催化剂能够水解所述组合物中的水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质， D)进行所述组合物中的所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质的催化水解。 在另一个实施方案中，所述组合物不含游离液体。在另一个实施方案中，所述组合物含游离液体。 进一步公开了将所述组合物暴露在真空条件下的步骤和进行催化水解作用的步骤不在同一个容器内进行。 进一步公开了所述真空条件可低于以毫巴(mbar)测量的选自由950、900、850、800、700、600、500、400、300、250、200、150、100、50、30、20、10、5 和 0.5 毫巴组成的组的绝对压强。 进一步公开了所述组合物中干物质的重量百分数以所述组合物总重量为基准可在选自由I至50、I至40、I至36、I至30、I至25、I至20、I至15、I至10和5至40组成的组的范围内。 还公开了将所述组合物暴露在真空条件下的步骤可包括保持所述组合物暴露在真空条件下的最少时间为选自由5分钟、10分钟、20分钟、30分钟、45分钟和60分钟组成的组。 还公开了所述暴露在真空条件可在由选自由15至55°C、15至50°C、15至45°C、15至35°C和15至30°C组成的组的温度范围组成的温度范围内进行。 进一步公开了所述组合物和/或所述附加液体可不含能够水解所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质的催化剂。还公开了所述催化剂可包含酶和所述催化水解作用可为酶法水解。 进一步公开了所述附加液体可包含C5糖(C5’ s)，其是从水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质中分离的，作为所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质预处理的一部分。 还公开了所述附加液体也可包括由相似组成的水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质的酶法水解制备的水解产物。 进一步公开了将所述组合物暴露在真空条件下的步骤可用里面有螺杆的圆筒(又称挤出机)进行。 还公开了所述催化水解作用的进行不在任何真空条件下完成。 还公开了所述工艺可以是连续的和所述组合物不含氨和所述预处理工艺可不含氨。 【专利附图】【附图说明】 图1对比了在酶法水解前已暴露在真空条件下的组合物和在酶法水解前没有暴露在真空条件下的相同组合物的水不溶性经预处理的木质纤维素生物质在指定酶浓度下的酶法水解随时间产生的木糖和葡萄糖量，所述组合物包含水不溶性预处理的木质纤维素生物质。 图2对比了在酶法水解前已暴露在真空条件下的组合物和在酶法水解前没有暴露在真空条件下的相同组合物的水不溶性经预处理的木质纤维素生物质在指定酶浓度下的酶法水解随时间产生的木糖和葡萄糖量，所述组合物包含水不溶性预处理的木质纤维素生物质。 图3对比了在酶法水解前已暴露在真空条件下的组合物和在酶法水解前没有暴露在真空条件下的相同组合物的水不溶性经预处理的木质纤维素生物质在指定酶浓度下的酶法水解随时间产生的木糖和葡萄糖量，所述组合物包含水不溶性预处理的木质纤维素生物质。 图4对比了在酶法水解前、无酶存在下暴露在真空条件下的组合物和在酶法水解前、酶存在下暴露在真空条件下的相同组合物的水不溶性经预处理的木质纤维素生物质在指定酶浓度下的酶法水解随时间产生的木糖和葡萄糖量，所述组合物包含水不溶性预处理的木质纤维素生物质。 图5对比了在酶法水解前、无酶存在下暴露在真空条件下的组合物和在酶法水解前没有暴露在真空条件下的相同组合物的水不溶性经预处理的木质纤维素生物质在指定酶浓度下的酶法水解随时间产生的木糖和葡萄糖的相对量，所述组合物包含水不溶性预处理的木质纤维素生物质。 专利技术详沭 此说明书公开了一种工艺，该工艺通过将真空短时间施加到含有水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质的组合物，来增加从水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质中的葡萄糖的回收。如下面所公开的，包含所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质的所述组合物可进一步包括附加液体(也称为附加的第一液体)，游离液体，或不含游离液体。 在实验部分发现和讨论的是，当水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质暴露在一种液体(如水)下的真空条件时,所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质溶胀并扩大至自身原始体积的约140%，且然后，一旦所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质所夹带的气体被释放，它将塌陷回去至自身原体积的约80%。尽管液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于增加从经预处理的木质纤维素类生物质中回收葡萄糖的工艺，包括步骤A)将组合物暴露在真空条件下，其中所述组合物具有干物质含量，和所述组合物包含由在预处理工艺中处理的木质纤维素类生物质产生的水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质，和预处理工艺后加入到所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质中的附加液体，其中所述组合物的干物质含量的重量百分数以所述组合物总重量为基准在1至60重量百分数的范围内；B)停止将组合物暴露在真空条件下，C)向所述组合物中添加至少一种催化剂，其中所述催化剂能够水解所述组合物中的水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质，D)进行所述组合物中的所述水不溶性经预处理的木质纤维素类生物质的催化水解。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德温·安德鲁·西森，西蒙妮·费雷罗，保罗·托雷，皮耶罗·奥托內洛，弗朗西斯科·凯尔基，朱塞佩·格拉萨诺，路易斯·奥里亚尼，达里奥·焦尔达诺，
申请(专利权)人：贝塔可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT