抗生素备选物用于生物乙醇生产的方法技术

本文描述一种利用抗生素备选物在乙醇发酵系统中控制细菌生长的方法，该抗生素备选物可以是非氧化型杀生物剂、稳定的氧化剂或其任何组合。作为选择，本发明专利技术的方法或组合物可以包括一种和多种多环抗菌肽。该方法提供如下改进：诸如增加的乙醇产率并且将最少量的杀生物带入到该方法的副产品中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
依据35U. S. C. § 119 (e)，本申请要求美国临时专利申请No. 61/315，607 (2010年3月19日提交)的优先权；美国临时专利申请No. 61/352，521 (2010年6月8日提交)的优先权；以及美国临时专利申请No. 61/365，658 (2010年7月19日提交)的优先权，在此将其全部内容引用作为参考。本专利技术涉及在发酵过程中利用抗生素备选物控制细菌生长的方法。更具体来说，本专利技术涉及使用抗生素备选物进行细菌控制来发酵生产乙醇的方法，抗生素备选物(alternatives)包括至少一种非氧化型杀生物剂和/或至少 一种稳定的氧化剂(stabilized oxidizer)。考虑到工业乙醇作为燃料或燃料替代物(例如与汽油混合)的效果，以及由于其能够通过多种可再生资源和废物材料获得，在全世界范围内对于工业乙醇的需求逐年递+ >曰o可以通过使用大量含淀粉原料的发酵来生产乙醇。基于淀粉的乙醇生产通常包括如下步骤制备大量含有或可以被降解为可发酵的糖的淀粉类原料、添加水以制备醪液(mash)、使纤维素或其它复杂(complex)碳水化合物糖化形成可发酵的糖、以及添加发酵糖形成乙醇和二氧化碳的酵母。通过使经发酵的醪液(fermented mash)进行蒸懼来回收乙醇。乙醇生产中蒸馏的副产品为含有蛋白质、纤维以及油的非淀粉类固体，该固体可以被加工以生产“具有可溶物质的干酒糟(distillers dried grains with solubles)”或“DDGS”。DDGS是营养物富集的，并且可以作为动物饲料、饲料添加物或植物肥料商业售出。乙醇生产工业中的问题在于乙醇发酵过程设备和/或醪液容易被减少产量的细菌污染。“乳酸细菌”是引起这方面问题的一类细菌。乳酸细菌包括例如乳杆菌属细菌、片球菌属(Pediococcus)细菌、明串珠菌属(Leuconostoc)细菌和魏斯氏菌属(Weissella)细菌。乙酸细菌例如醋杆菌属细菌也会通过生产乙酸或其它会污染过程并减少乙醇产量的有机酸来引起问题。酵母将糖转化为乙醇，但细菌也会将这些相同的糖转化使其产生乳酸或乙酸，而不产生乙醇，从而导致乙醇产量的减少。为了控制此类细菌的爆发，已经在生物乙醇发酵过程中使用抗生素。用于这类处理的抗生素可以包括例如维吉霉素、青霉素、红霉素和泰乐菌素。这些抗生素还已经用于兽医和人类医学。人们已经意识到并且逐渐关注由于抗生素的使用或它们的过量使用，会存在细菌发展为抗生素药物抗性细菌。改变抗生素或增加抗生素的剂量可能无法提供长期的解决方案，并且会与抗生素抗性问题混合。另夕卜，已经发生了关于抗生素对于目标细菌和发酵产物的非特异性的问题。此外，人们还关注了由于在用于动物饲料的DDGS中存在残留抗生素导致的问题。可能会实施对于在乙醇发酵应用中使用抗生素更为严格的立法和规则控制。需要用于乙醇发酵过程的抗生素的备选物。已经提出使用二氧化氯(即ClO2)作为氧化杀生物剂。但是，二氧化氯是较强的氧化剂，其抗微生物作用是非选择性的。二氧化氯攻击不希望的细菌和对于发酵过程重要的酵母。酵母的损失会转化为乙醇产量的损失和/或“缓慢的”发酵和/或“卡住的(Stuck)”发酵。二氧化氯还会产生氯离子，其可能会腐蚀设备并导致铁沉积或剥蚀过程设备，以及向该方法系统中释放铁和铬，这需要昂贵的维修。本专利技术人已经认识到需要可以用其本身对于环境的负面影响最小的物质来代替抗生素控制细菌的乙醇发酵方案。专利技术简沭本专利技术的特征在于提供一种方法，该方法在乙醇发酵中使用抗生素备选物控制细菌。本专利技术另外的特征在于提供一种方法，该方法在用于乙醇发酵的过程中使用抗生素备选物控制细菌，诸如在醪液发酵、发酵池(beer well)或其组合中控制细菌。 本专利技术另外的特征在于提供一种方法，该方法在乙醇发酵中使用具有较低或不具有负面环境影响的非抗生素处理来增加乙醇产量。本专利技术另外的特征在于提供一种方法，该方法在乙醇发酵中使用基本不存在于过程终产物中的非氧化型杀生物剂控制细菌。本专利技术另外的特征在于提供一种方法，该方法在乙醇发酵中使用基本不存在于过程终产物中的以及不会损害方法设备的稳定的氧化剂控制细菌。本专利技术另外的特征在于提供一种方法，该方法通过向被循环至发酵罐的至少一种生产用水的后发酵来源中添加杀生物剂从而在乙醇发酵中引入非抗生素杀生物剂来控制细菌。本专利技术另外的特征在于提供一种来自利用如下方法的生物乙醇生产的不含抗生素的干酒糟产品，该方法在乙醇发酵中使用非抗生素杀生物剂控制细菌，其中非抗生素杀生物剂基本上不存在于干酒糟产品中。通过下述说明书来描述本专利技术另外的特征和优点部分，根据说明书部分特征和优点是清楚的，或者通过实践本专利技术可以学习到。尤其借助在下述说明书和权利要求中指出的元素和组合可以认识和获得本专利技术的目的以及其它优点。为了实现根据本专利技术目的的这些和其它优点，如本文所收录和广泛描述的，本专利技术部分地涉及通过发酵生产乙醇的方法。该方法包括在容器中存在至少一种非氧化型杀生物剂和酵母的情况下，发酵可经发酵的醪液以生产乙醇和固体成分，其中在醪液中所述非氧化型杀生物剂控制细菌的生长而不会减少酵母种群。然后，该方法涉及蒸馏经发酵的醪液以从固体成分中分离至少部分乙醇。通过本发酵方法可以增加乙醇产率而不需要使用抗生素。另外，本发酵方法的乙醇和酒糟产品可以不含或基本不含所使用的抗生素备选物。经发酵的醪液的酸含量减少，显示实现了提高的细菌控制。本专利技术还涉及利用发酵生产乙醇的方法，该方法包括在容器中存在至少一种稳定的氧化剂和酵母的情况下，发酵可经发酵的醪液以生产乙醇和固体成分，其中在培养中所述稳定的氧化剂控制细菌的生长，以及蒸馏经发酵的醪液以从固体成分中分离至少部分乙醇。本专利技术还提供利用发酵生产乙醇的方法，该方法包括在如下条件下在容器中提供可经发酵的醪液、非抗生素杀生物剂和酵母作为混合物，在该所述条件下发酵醪液产生乙醇，以及在醪液中杀生物剂控制细菌的生长而不会减少酵母种群，以及蒸馏经发酵的醪液以从经发酵的醪液的固体成分中分离至少部分乙醇，其中非抗生素杀生物剂是非氧化型杀生物剂、稳定的氧化剂或其组合。本专利技术还提供一种利用发酵生产乙醇的方法，该方法包括在容器中存在酵母的情况下，发酵可经发酵的醪液以生产乙醇和固体成分，在存在至少一种非氧化型杀生物剂的发酵池(一个或多个)中储存至少部分经发酵的醪液，其中在发酵池中非氧化型杀生物剂控制细菌的生长，以及从发酵池向蒸馏单元进料储存的醪液，在蒸馏单元中蒸馏经发酵的醪液以从固体成分中分离至少部分乙醇。可以向发酵容器中的可经发酵的醪液和发酵池中的经发酵的醪液两者中添加非氧化型杀生物剂。本专利技术还提供一种利用发酵生产乙醇的方法，该方法包括在发酵罐容器中存在酵母和循环的生产用水的情况下，发酵可经发酵的醪液以生产包括乙醇和固体成分的经发酵的醪液，任选利用含水溶液洗漆来自发酵罐容器的气体释放(gaseous emission),并向发酵罐容器中循环至少部分洗涤器出口溶液，任选在发酵池中储存至少部分经发酵的醪液，向蒸馏单元中进料经发酵的醪液，在蒸馏单元中蒸馏经发酵的醪液以从釜馏物中分离至少部分乙醇,将釜馏物分成含液体部分(稀釜馏物(thin stillage))和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：CL维亚特，ML科科伦，TE麦克尼尔，RA克拉克，RDCB波托，D奥庞格，
申请(专利权)人：巴科曼实验室国际公司，
类型：
国别省市：