将生物质(例如，植物生物质、动物生物质和城市废物生物质)进行加工以生产有用的中间体和产品，如能量、燃料、食品或材料。例如，描述了可以使用原料材料(如纤维素和/或木质纤维材料)例如通过发酵来生产中间体或产品的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物质加工相关申请本申请要求2010年7月19日提交的美国临时申请号61/365，493的优先权。所述临时申请的全部公开内容以引用方式并入本文。背景纤维素和木质纤维材料在许多应用中大量地生产、加工和使用。这些材料往往使用一次，然后就作为废物丢弃，或直接就被当做废弃材料，例如污水、甘蔗渣、锯屑和秸杆。各种纤维素和木质纤维材料、其用途以及应用已经在美国专利号7，074，918、6，448，307,6, 258，876,6, 207，729,5, 973，035 和 5，952，105 以及各种专利申请中描述，这些专利申请包括“FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES’TCT/US2006/010648 (2006 年 3 月23 日提交)和“FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES”美国专利申请公布号 2007/0045456。概述 —般来讲，本专利技术涉及含碳材料,诸如含糖材料(例如，生物质材料、生物质衍生材料或几丁质)，尤其是纤维素和木质纤维材料，和糖化含糖材料的生物加工。本文公开的生物加工技术包括使含糖材料与微生物组合，所述微生物利用含糖材料或其糖化衍生物来生产产品或中间体。这种工艺通常在流体介质中进行，并且在一些实施方式中包含发酵。典型的生物质资源含有纤维素、半纤维素，和木质素加上较少量的蛋白质、可提取物和矿物质。可将纤维素和半纤维素部分中所含有的复合糖加工成可发酵食糖，所述可发酵食糖然后可由生物加工转化成许多产品，如醇或有机酸。所获产品取决于利用的微生物和生物加工发生的条件。不同于如玉米、葡萄等的传统发酵原料，纤维素和木质纤维材料通常含有相对来说低至可忽略水平的营养物。对于已例如通过制浆来加工的原料，例如废纸和废纸浆来说，尤其如此。因此，当使用此类原料时，发酵通常进行缓慢(如果发生)，并且可能难以获得高浓度的乙醇。虽然可将市售营养物包(如蛋白胨或酵母氮碱)添加至发酵介质，但是此类材料通常比较昂贵，从而影响大规模发酵工艺的经济可行性。专利技术者已发现，通过将特定营养物添加至生物加工介质以给微生物喂食，可显著提高生物加工的效率，并且可显著降低成本。营养物包括食品产品，例如，谷物或蔬菜；食品产品的残留物，例如，如米糠的作物产品的残留物，或肉类产品的残留物，例如，牛肉、鸡肉、猪肉等的汤汁、炼油、肉汤或提取物；或其混合物。这些在本文中一起被称为“以食品为主的营养物源”。因为使用以食品为主的营养物源，所以可以相对较低的成本将营养提供至发酵工艺，从而降低由所述工艺生产的产品的总成本。以食品为主的营养物源的食糖含量可能较低，这是因为主要或单独使用材料作为营养物源，而不是作为发酵原料。因此，可使用不被重视为食糖源的材料。在一些实施方式中，递送以食品为主的营养物源作为营养物包的一部分，所述营养物包可包括一种或多种额外成分。在一些优选实施方式中，营养物包进一步包括氮源，例如，尿素、氨、硫酸铵和其混合物。一方面，本专利技术的特征为一种方法，所述方法包括使原料(包括含碳材料，如纤维素或木质纤维材料和/或糖化纤维素或木质纤维材料)与微生物和以食品为主的营养物源组合来形成混合物，所述微生物利用所述原料来生产产品或中间体。一些实施方式包括以下特征中的一个或多个。在一些情况下，以食品为主的营养物源选自由以下组成的组:谷物、蔬菜、谷物的残留物、蔬菜的残留物、肉类的残留物(例如，汤汁、提取物、肉汤或炼油)，和其混合物。例如，营养物源可选自由以下组成的组:小麦、燕麦、大麦、大豆、豌豆、豆荚、马铃薯、玉米、米糠、玉米粉、小麦麸、肉类产品残留物，和其混合物。产品可以是或包括例如选自由以下组成的组的燃料:氢气、醇、有机酸、烃和其混合物。例如，产品可包括选自由以下组成的组的醇:甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、丙三醇和其混合物。在一些情况下，产品可以是选自由以下组成的组的有机酸:甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、棕榈酸、硬脂酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、油酸、亚油酸、羟基乙酸、乳酸、Y-羟基丁酸和其混合物。烃包括例如甲烷、乙烷、丙烷、异丁烯、戊烷、正己烷和其混合物。也可生产其它产品和中间体。利用步骤可以包括例如糖化和/或发酵。在一些情况下，利用步骤包括同时糖化和发酵(simultaneous saccharification and fermentation ;SSF)。微生物可以包括例如酵母和/或酶，如本文中详细描述的任何酵母和酶。在一些情况下，糖化可以在约3.8至4.2的pH下进行，且发酵可以在约4.8至5.2的pH下进行，并且所述方法可进一步包括在糖化与发酵之间调整pH。混合物可(在一些情况下)包括氮源，所述氮源可以是营养物包的一部分或可独立添加。氮源可以例如选自由以下组成的组:尿素、氨、硫酸铵和其混合物。在一些优选实施方式中，混合物进一步包含酶系统，所述酶系统被选择来从以食品为主的营养物源释放营养物，例如，氮、氨基酸和脂肪。例如，酶系统可以包括选自由以下组成的组的一种或多种酶:淀粉酶、蛋白酶和其混合物。在一些情况下，酶系统包含蛋白酶和淀粉酶。 除非另外定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语均具有与本专利技术所属领域一般技术人员通常理解的相同含义。虽然在本专利技术的实践或检测中可以使用与本文中描述的那些类似或等价的方法和材料，但是合适的方法和材料如下所述。本文中提到的所有公布、专利申请、专利和其它参考文献均全部以引用方式并入本文。如果有冲突，则以本说明书(包括定义)为准。此外，所述材料、方法和实例仅是说明性的并且不希望限制。本专利技术的其它特征和优点将从以下详细描述和权利要求变得显而易见。附图说明图1是说明通过生产葡萄糖溶液将原料转化为乙醇的流程图。图2是乙醇制造设施的示意图。图3是说明纤维素酶促水解成葡萄糖的图表。详细描述使用本文中所描述的方法和营养物包，可生物加工(例如，使用发酵)如纤维素和木质纤维材料的含碳材料和其糖化衍生物，以生产如本文中所描述的中间体和产品的有用中间体和产品。专利技术者已经发现，通过将低水平的食品产品和/或食品残留物添加至发酵批料，可获得高效发酵，从而产生浓度相对较高的乙醇，例如，达10%、15%、20%、25%或达30%或更高。在一些情况下，浓度可以是例如约0.lg/L至80g/L,例如，约0.lg/L至40g/L,约0.5g/L至20g/L，约lg/L至10g/L或在一些实施方式中为约lg/L至5g/L。所使用的浓度将取决于所使用的一种或多种材料的营养物分布而变化。适合的以食品为主的营养物源包括谷物，例如，小麦、燕麦和大麦，和蔬菜，例如，大豆、豌豆、豆荚、马铃薯，和玉米，以及此类材料的残留物，例如，米糠、玉米粉和小麦麸。这些只代表可使用的许多谷物和蔬菜的少量实例。如上文所论述，另外或替代地，以食品为主的营养物源可包括如牛肉、鸡肉、猪肉或其它肉类的汤汁、肉汤、提取物或炼油的肉类残留物。以食品为主的营养物源可包括两种或更多种谷物和/或蔬菜和/或肉类残留物的混合物。有利地，此等材料通常成本较低。在一些情况下，使用否则将被视为废物的材料，例如，否则将必须被垃圾填埋的食品产品或残留物。除了以食品为主的营养物源之外，优选的营养物包含有氮源。适合本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.19 US 61/365,4931.一种方法，其包括: 使原料与微生物和以食品为主的营养物源组合来形成混合物，所述原料包含纤维素或木质纤维材料和/或糖化纤维素或木质纤维材料，所述微生物利用所述原料来生产产品或中间体。2.如权利要求1所述的方法，其中所述以食品为主的营养物源选自由以下组成的组:谷物、蔬菜、谷物的残留物、蔬菜的残留物、肉类产品的残留物和其混合物。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述产品包括选自由以下组成的组的燃料:氢、醇、有机酸、烃和其混合物。4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中利用包括发酵。5.如权利要求4所述的方法，其中所述微生物包括酵母。6.如权利要求4所述的方法，其中发酵是在约4.8至5.2的pH下进行。7.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中利用包括糖化。8.如权利要求7所述的方法，其中所述微生物包括酶。9.如权利要求8所述的方法，其中所述酶包括半纤维素酶或纤维素酶。10.如权利要求7所述的方法，其中糖化是在约3.8至4.2的pH下进行。11.如以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述混合物进一步包含氮源。12.如权利要求1 1所述的方法，其中所述氮源选自由以下组成的组:尿素、氨、硫酸铵和其混合物。13.如权利要求2所述的方法，其中所述以食品为主的营养物源选自由以下组成的组:小麦、燕麦、大麦、大豆、豌豆、豆荚、马铃薯、玉米、米糠、玉米粉、小麦麸...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·梅多夫，T·马斯特曼，S·贝，K·瓦里克，
申请(专利权)人：希乐克公司，
类型：
国别省市：
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