糖化生物量制造技术

加工生物量原料（例如，植物生物量、动物生物量和城市废物生物量）以产生有用产物，例如燃料。例如，描述了系统，其可以使原料材料转换为糖溶液，这随后可以发酵以产生乙醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及加工生物量和由此制备的产物。背景例如以纤维形式的各种碳水化合物，例如纤维素和木质纤维素材料在许多应用中大量产生、加工且使用。通常此类材料使用一次，并且随后作为废物抛弃，或仅视为废物材料，例如污水、甘蔗渣、锯屑和秸秆。各种纤维素和木质纤维素材料、其用途和应用已在美国专利号7，307，108、 7，074，918,6, 448，307,6, 258，876,6, 207，729,5, 973，035 和 5，952，105 ；以及多种专利申请中描述，所述专利申请包括于2006年3月23日提交的“FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES”、PCT/US2006/010648、和 “FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES” 美国专利申请公开号 2007/0045456。存在用于由玉米生产乙醇的大规模制造工厂。此类设施不适合于由其他原料材料生产乙醇。美国专利申请号2006/0127999“Process for producing ethanol from corn dry milling”，和美国专利申请号 2003/0077771 Process for producing ethanol”各自通过引用整体合并入本文。此外，美国专利号7，351，559 Process for producing ethanol，，、 美国专利号 7，074，603 Process for producing ethanol from corn dry milling”禾口美国专利号6，509，180 Process for producing ethanol”各自通过引用整体合并入本文。概述一般地，本专利技术涉及用于将纤维素或木质纤维素原料转换为方便和浓缩形式，且将经转换材料转运至制造设施的过程，所述方便和浓缩形式可以例如在现有制造设施中容易地转运且利用，所述现有制造设施例如适合于由淀粉例如谷物或玉米、含蔗糖材料或含乳糖材料例如乳清制造乙醇，以制造中间产物或产物，例如能量、燃料例如乙醇、食物或材料。此类浓缩物可以使用较少的水，这可以导致大量制造和运输成本节省。浓缩物还可以在生物加工设施例如制造酶的那些中使用。本文公开的加工过程包括原料的糖化、和原料从例如原料在其中产生或贮存的遥远场所到制造设施的转运。在某些情况下，糖化可以在转运过程中部分或完全发生。在某些实现中，该加工过程进一步包括在糖化前或后减少原料的不顺应。该加工过程可以包括测量原料的木质素含量，和基于测量的木质素含量确定是否需要预处理和在何种条件下的进一步步骤。本文描述的许多方法可以提供相对于天然材料，具有例如更低顺应性水平、更低分子量、不同水平的官能化和/或结晶度的纤维素和/或木质纤维素材料。许多方法提供了可以由多种微生物例如一种或多种同型产乙酸菌(homoacetogens)或异型产乙酸菌 (heteroacetogens)(连同或不连同酶促水解辅助)更容易地利用的材料，以产生有用产物例如能量、燃料、食物和材料。产物的特定例子包括但不限于氢、醇(例如一元醇或二元醇， 例如乙醇、正丙醇或正丁醇)、糖、生物柴油、有机酸(例如，乙酸和/或乳酸)、烃、共同产物 (例如蛋白质，例如纤维素分解蛋白质(酶)或单细胞蛋白质)和这些中的任何的混合物。 其他例子包括羧酸例如乙酸或丁酸，羧酸的盐，羧酸与羧酸的盐和羧酸的酯(例如，甲、乙和正丁酯)的混合物，酮，醛，α、β不饱和酸例如丙烯酸和烯烃例如乙烯。其他醇和醇衍生物包括丙醇、丙二醇、1，4- 丁二醇、1，3-丙二醇、这些醇中的任何的甲或乙酯。其他产物包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乳酸、丙酸、丁酸、琥珀酸、3-羟基丙酸，任何酸的盐和任何酸与分别盐的混合物。其他中间产物和产物包括食物和药物产物在美国临时申请序列号61/139，453中描述，其完整公开内容通过引用在此整体合并入本文。通过本文公开的方法所获得的产物中的许多例如乙醇或正丁醇可以直接用作燃料或作为与其他组分例如汽油的掺和物利用，用于给小汽车、货车、牵引机、船只或列车提供动力，例如作为内部燃料材料或作为燃料电池原料。其他产物(例如有机酸，例如乙酸和 /或乳酸)可以转换为其他部分(例如酯或酐)，其可以转换且用作燃料。所获得的产物中的许多还可以用于给飞行器例如具有喷气发动机的飞机或直升机提供动力。此外，本文描述的产物可以用于电力产生，例如在常规蒸汽发电厂或燃料电池工厂中。在一个方面，本专利技术的特征在于这样的方法，其包括提供含纤维素的纤维素或木质纤维素原料，使原料与溶剂例如水和选择为使纤维素糖化的试剂例如酶或酸混合，且转运所得到的混合物。合适的酸包括矿物酸，例如硫酸或盐酸。某些实现包括下述特征中的一种或多种。该方法可以进一步包括允许至少部分糖化在转运前发生，例如允许基本上完全糖化在转运前发生。在某些情况下，酶随后变性或从溶液中去除。酶可以通过例如使溶液加热至80-90°C约5-10分钟进行变性。转运可以包括将混合物转运至配置为利用微生物将淀粉(例如玉米或谷物)、蔗糖或乳糖转换为乙醇的设施，例如玉米、谷物、蔗糖或乳糖乙醇工厂。在某些情况下，转运可以是通过在铁路油罐车、油罐卡车、管道或油船中运送。该方法可以进一步包括允许糖化发生，导致糖溶液或悬浮液，且从糖溶液或悬浮液中去除木糖。溶液或悬浮液的总糖含量可以是至少20、30、40、 50、60、70或80重量％。糖溶液或悬浮液可以用于产生产物例如乙醇。该方法还可以包括在使原料与溶剂和酶混合前，例如用物理处理来处理原料，减少原料的不顺应。物理处理可以例如选自机械处理、辐射、超声处理、热解、氧化、蒸汽爆炸、 化学处理及其组合。化学处理可以包括单一化学制品或2种或更多种化学制品的使用。机械处理包括例如切割、研磨、压制、磨碎、剪切和剁碎。研磨可以包括例如球磨、锤磨或其他类型的研磨。物理处理可以包括本文公开的任何一种或多种处理，单独或以任何所需组合应用，并且应用一次或多次。在某些情况下，物理处理可以包括用电离辐射照射，单独或伴随在照射前和/或后的机械处理。照射可以例如用电子束执行。在某些情况下，该方法包括机械处理原料以减少原料的堆密度和/或增加原料的表面积，例如通过对原料执行剪切过程。在某些实施方案中，在机械处理后，材料具有小于 0. 25g/cm3 的堆密度，例如 0. 20g/cm3、0. 15g/cm3、0. 10g/cm3、0. 05g/cm3 或更少，例如 0.025g/cm3。堆密度使用ASTM D1895B进行测定。简言之，该方法涉及用样品填充已知体积的量筒，并且获得样品的重量。通过用以克表示的样品重量除以以立方公分表示的圆筒的已知体积来计算堆密度。 在另一个方面，本专利技术的特征在于组合物例如糖浓缩物，其包括约10-70重量％ 例如15 % -65 %或20 % -60 %的葡萄糖，约2. 5-35重量％例如约3. 0 % -约30 %或约 5% -约28%的木糖，和液体例如溶剂；其中组合物的总糖含量是约10-90重量％，例如约 15重量％ -85重量％或约20重量％ -约75重量％。 在某些实现中，组合物进一步包括例如以约5-750mM，例如约7. 5mM-5本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．方法，其包括：提供纤维素或木质纤维素原料，使所述原料与液体和糖化剂混合，和转运所述所得到的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/151,6952009年2月11日的范围内。权利要求1.方法，其包括提供纤维素或木质纤维素原料，使所述原料与液体和糖化剂混合，和转运所述所得到的混合物。2.权利要求1的方法，其进一步包括允许至少部分糖化在转运前发生。3.权利要求2的方法，其包括允许基本上完全糖化在转运前发生。4.权利要求3的方法，其进一步包括去除所述糖化剂和/或使所述糖化剂变性。5.上述权利要求中任一项的方法，其中转运包括将所述混合物转运至配置为利用微生物将淀粉、蔗糖或乳糖转换为乙醇的设施。6.上述权利要求中任一项的方法，其中转运包括在铁路油罐车、油罐卡车、管道或油船中运送。7.权利要求1的方法，其进一步包括允许糖化发生，产生糖溶液或悬浮液，且从所述糖溶液或悬浮液中去除木糖。8.权利要求7的方法，其进一步包括使所述糖溶液或悬浮液解毒。9.上述权利要求中任一项的方法，其进一步包括在使所述原料与所述液体和糖化剂混合前，减少所述原料的不顺应。10.权利要求9的方法，其中减少不顺应包括用电离辐射照射所述原料。11.上述权利要求中任一项的方法，其进一步包括机械处理所述原料，以减少所述原料的堆密度和/或增加其表面积。12.权利要求11的方法，其中机械处理包括对所述原料执行剪切过程。13.权利要求9的方法，其中减少不顺应包括机械处理、化学处理、超声、热解、氧化或蒸汽爆炸所述原料。14.上述权利要求中任一项的方法，其进一步包括从所述转运混合物产生能量或燃料。15.上述权利要求中任一项的方法，其进一步包括将所述混合物转运至翻新改进或现有的淀粉、蔗糖或乳糖乙醇工厂。16.权利要求1的方法，其进一步包括允许糖化发生，产生糖溶液或悬浮液，其中所述溶液或悬浮液的总糖含量是至少20重量％。17.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·米多夫，
申请(专利权)人：希乐克公司，
类型：发明
国别省市：US