木质纤维素生物质至乙醇或其他发酵产物的水热‑机械转化制造技术
Hot water machinery of lignocellulosic biomass to ethanol and other fermentation products transformation
A low cost method is provided to enable lignocellulosic biomass to be close to cellulase, thus producing fermentable sugar. Some variants provide a biomass from lignocellulose (such as bagasse or corn straw) ethanol production method, the method includes lignocellulosic biomass feedstock into single stage digester; the raw materials should be exposed to the counter solution within the digester containing steam or liquid water, so that the semi cellulose dissolved in the liquid phase and to provide a solid, rich in cellulose in solid phase; mechanical refining machine the rich in cellulose and the liquid phase with refining, thereby providing a solid mixture of refined cellulose and the liquid phase in the reactor; hydrolysis by cellulase enzymatic hydrolysis to the mixture to produce fermentable sugar; and the fermentable sugar fermentation to produce ethanol. A number of alternative process configurations are described. The method disclosed can be used for other fermented products.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】木质纤维素生物质至乙醇或其他发酵产物的水热-机械转化优先权数据本国际专利申请要求2016年2月18日提交的美国专利申请号15/047,608的优先权益，并且进一步要求以下各项的优先权益：2015年2月19日提交的美国临时专利申请号62/118,335；2015年4月1日提交的美国临时专利申请号62/141,664；2015年4月21日提交的美国临时专利申请号62/150,643；2015年7月27日提交的美国临时专利申请号62/197,160；2015年10月12日提交的美国临时专利申请号62/240,461；2015年12月4日提交的美国临时专利申请号62/263,292；2015年12月15日提交的美国临时专利申请号62/267,533，这些专利各自通过引用特此结合在此。
本专利技术总体上涉及用于从木质纤维素生物质制备可发酵糖和发酵产物的方法。
技术介绍
木质纤维素生物质是地球上最丰富的可再生材料，并且长期以来被认为是用于生产化学材料、燃料、和材料的潜在原料。木质纤维素生物质通常主要包括纤维素、半纤维素、和木质素。纤维素和半纤维素是糖的天然聚合物，并且木质素是...
【技术保护点】
一种从木质纤维素生物质产生发酵产物的方法，所述方法包括：(a)将木质纤维素生物质原料引入单阶段蒸煮器，其中所述原料含有纤维素、半纤维素、和木质素；(b)将所述原料暴露于所述蒸煮器内包含蒸汽或液体热水的反应溶液，以使所述半纤维素的至少一部分溶解在液相中，并且提供富含纤维素的固相；(c)在机械精炼机中将所述富含纤维素的固相与所述液相一起精炼以减小所述富含纤维素的固相的平均粒度，从而提供一种包含精炼的富含纤维素的固体和所述液相的混合物；(d)在水解反应器中用纤维素酶来酶促水解所述混合物，以从所述混合物产生可发酵糖，其中所述水解反应器包括一个或多个水解阶段；并且(e)在发酵罐中发酵...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.19 US 62/118,335;2015.04.01 US 62/141,664;1.一种从木质纤维素生物质产生发酵产物的方法，所述方法包括：(a)将木质纤维素生物质原料引入单阶段蒸煮器，其中所述原料含有纤维素、半纤维素、和木质素；(b)将所述原料暴露于所述蒸煮器内包含蒸汽或液体热水的反应溶液，以使所述半纤维素的至少一部分溶解在液相中，并且提供富含纤维素的固相；(c)在机械精炼机中将所述富含纤维素的固相与所述液相一起精炼以减小所述富含纤维素的固相的平均粒度，从而提供一种包含精炼的富含纤维素的固体和所述液相的混合物；(d)在水解反应器中用纤维素酶来酶促水解所述混合物，以从所述混合物产生可发酵糖，其中所述水解反应器包括一个或多个水解阶段；并且(e)在发酵罐中发酵所述可发酵糖中的至少一些以产生发酵产物。2.如权利要求1所述的方法，其中所述木质纤维素生物质原料选自下组，该组由以下各项组成：硬木、软木、甘蔗渣、甘蔗秸秆、能源甘蔗、玉米秸秆、玉米穗轴、玉米纤维、以及它们的组合。3.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(a)之前，所述木质纤维素生物质原料使用选自清洁、洗涤、预汽蒸、干燥、碾磨、粒度分级、以及它们的组合组成的组的一种或多种技术进行预处理。4.如权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)之前，所述反应溶液的至少一部分被引入到预浸渍机中的所述原料中。5.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括从约2分钟至约4小时的蒸煮器停留时间。6.如权利要求5所述的方法，其中所述蒸煮器停留时间是约10分钟或更少。7.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括从约150℃至约220℃的蒸煮器温度。8.如权利要求7所述的方法，其中所述蒸煮器温度是从约180℃至约200℃。9.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)在从约1至约4的蒸煮器液固重量比下进行。10.如权利要求9所述的方法，其中所述蒸煮器液固重量比是约2或更小。11.如权利要求1所述的方法，其中步骤(b)在从约3至约5的蒸煮器pH下进行。12.如权利要求11所述的方法，其中所述蒸煮器pH是从约3.5至约4.5。13.如权利要求1所述的方法，其中所述反应溶液进一步包含酸。14.如权利要求13所述的方法，其中所述酸是乙酸。15.如权利要求1所述的方法，所述方法采用被配置用于在比蒸煮器压力低的压力下接收所述富含纤维素的固相或所述精练的富含纤维素的固体的喷放罐。16.如权利要求15所述的方法，其中所述喷放罐被设置在所述蒸煮器的下游和所述机械精炼机的上游。17.如权利要求15所述的方法，其中所述喷放罐被设置在所述蒸煮器的下游和所述机械精炼机的下游。18.如权利要求15所述的方法，其中蒸气从所述喷放罐分离。19.如权利要求18所述的方法，其中热量从所述蒸气中的至少一些回收。20.如权利要求18所述的方法，其中所述蒸气中的至少一些被冷凝或压缩并且返回到所述蒸煮器。21.如权利要求1所述的方法，其中第一喷放罐被设置在所述机械精炼机的上游，并且第二喷放罐被设置在所述机械精炼机的下游。22.如权利要求1所述的方法，其中所述机械精炼机选自下组，该组由以下各项组成：热法喷放精炼机、热浆精炼机、喷放管道精炼机、圆盘精炼机、锥形精炼机、圆柱形精炼机、在线热磨机、挤出机、均质机、以及它们的组合。23.如权利要求1所述的方法，其中所述机械精炼机在选自从约1bar至约20bar的精炼压力下操作。24.如权利要求23所述的方法，其中所述精炼压力是约3bar或更低。25.如权利要求24所述的方法，其中所述机械精炼机在大气压下或约在大气压下操作。26.如权利要求1所述的方法，其中所述机械精炼机在每吨所述富含纤维素的固相从约2kW至约50kW的精炼功率的电力负荷下操作。27.如权利要求25所述的方法，其中所述机械精炼机在每吨所述富含纤维素的固相从约5kW至约20kW的精炼功率的电力负荷下操作。28.如权利要求1所述的方法，其中所述机械精炼机转移每吨所述富含纤维素的固相最高达约500kW-hr的精炼能量。29.如权利要求27所述的方法，其中所述机械精炼机转移每吨所述富含纤维素的固相从约50kW-hr至约200kW-hr的精炼能量。30.如权利要求1所述的方法，所述方法包括在所述方法的不同部分使用多个机械精炼机。31.如权利要求29所述的方法，所述方法包括，在步骤(c)与步骤(d)之间，将所述混合物的至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：西奥多拉·瑞特斯纳，维萨·皮尔卡宁，史蒂文·拉瑟福德，让皮埃尔·蒙克林，
申请(专利权)人：阿普艾知识产权控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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