ES2369605T3 - Hidrólisis enzimática de biomasas que tienen un alto contenido de materia seca (ms). - Google Patents

Hidrólisis enzimática de biomasas que tienen un alto contenido de materia seca (ms). Download PDF

Info

Publication number
ES2369605T3
ES2369605T3 ES05818844T ES05818844T ES2369605T3 ES 2369605 T3 ES2369605 T3 ES 2369605T3 ES 05818844 T ES05818844 T ES 05818844T ES 05818844 T ES05818844 T ES 05818844T ES 2369605 T3 ES2369605 T3 ES 2369605T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
biomass
hydrolysis
process according
enzymatic
starch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES05818844T
Other languages
English (en)
Inventor
Claus Felby
Jan Larsen
Henning JØRGENSEN
Jakob Vibe-Pedersen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inbicon AS
Original Assignee
Inbicon AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inbicon AS filed Critical Inbicon AS
Application granted granted Critical
Publication of ES2369605T3 publication Critical patent/ES2369605T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/02—Apparatus for enzymology or microbiology with agitation means; with heat exchange means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/12—Disaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Cereal-Derived Products (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Fodder In General (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Un procedimiento para licuefacción y sacarificación de biomasas que contienen polisacáridos que comprenden biomasa lignocelulósica, caracterizado por someter dicha biomasa a hidrólisis enzimática combinada usando al menos una celulasa y mezclar por un mezclador de caída libre tal como un tambor mezclador o un mezclador rotatorio que proporciona procesamiento mecánico y/o degradación de la biomasa de modo que, en el procedimiento, la biomasa se licue y sacarifique a un líquido adecuado para procesamiento adicional tal como fermentación, en el que la biomasa tiene un contenido de materiaseca de entre 20 % y 40 % al comienzo de la mezcla/hidrólisis.

Description

Hidrólisis enzimática de biomasas que tienen un alto contenido de materia seca (MS)
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para licuefacción y sacarificación de biomasas que contienen polisacáridos, que tienen un alto contenido de materia seca y preferentemente que poseen fibras y partículas con tamaños medios grandes. La presente invención permite la utilización adicional de tales biomasas procesadas, por ejemplo para fermentación posterior en bioetanol, carbohidratos especializados para alimento y pienso así como materia prima de carbono para el procesamiento en plásticos y agentes químicos.
Antecedentes de la invención
Numerosos procedimientos industriales y agrícolas por ejemplo actividades municipales, procesamiento de pienso y alimentos y explotación forestal generan biomasas, residuos y productos secundarios que contienen azúcares poliméricos por ejemplo en forma de almidón, celulosa y hemicelulosa. Los negocios agrícolas y las industrias químicas así como organizaciones públicas tienen considerable interés en desarrollar procedimientos para convertir tales biomasas en materiales de un valor mayor. Por lo tanto, como ejemplo tales biomasas podrían potencialmente convertirse en bioetanol, biogás o agentes químicos usando microorganismos y/o enzimas hidrolíticas. Sin embargo, la mayoría de los procedimientos conocidos actualmente no han alcanzado práctica comercial a gran escala debido a su alto coste de producción y alta demanda energética y por lo tanto viabilidad económica incierta inherente.
Además de ser importantes como alimento y pienso, los carbohidratos de biomasa pueden usarse como materia prima para varios procedimientos industriales. En forma de polímeros un producto bien conocido es el papel en el que la celulosa es el componente principal. Sin embargo, cuando se procesan en oligómeros y monómeros los carbohidratos son una materia prima importante para varios procedimientos industriales. Como se describirá en detalle son necesarios para varios procedimientos microbianos, pero además pueden usarse como materia prima para por ejemplo procesamiento enzimático en carbohidratos especializados para alimento y piensos, por ejemplo trehalosa. Además los oligómeros y monómeros de carbohidratos pueden sustituir compuestos pretroquímicos para procesamiento en plásticos y agentes químicos orgánicos. Además, los carbohidratos pueden usarse como vehículos de hidrógeno en la hidrogenación catalítica.
Es por lo tanto evidente que si puede ponerse a disposición una fuente de bajo coste y abundante de carbohidratos procesados para procesamiento industrial esto puede tener un potencial económico sustancial.
El almidón es el carbohidrato de almacenamiento más ampliamente extendido en plantas y se produce en forma de gránulos, que difieren notablemente en tamaño y características físicas de especie a especie. Los gránulos de almidón son generalmente bastante resistentes a la penetración por tanto agua como enzimas hidrolíticas debido a la formación de enlaces de hidrógeno dentro de la misma molécula y con otras moléculas vecinas. Sin embargo, estos enlaces inter-e intra-hidrógeno pueden hacerse débiles a medida que aumenta la temperatura de la suspensión. Cuando una suspensión acuosa de almidón se calienta, los enlaces de hidrógeno se debilitan, se absorbe agua y los gránulos de almidón se hinchan. Este proceso se llama habitualmente gelatinización debido a que la solución formada tiene una consistencia gelatinosa altamente viscosa. Químicamente, el almidón es un polímero natural de la glucosa que es generalmente insoluble pero dispersable en agua a temperatura ambiente y compuesto de una unidad repetida similar a la de celulosa y enlazada entre sí por enlaces glucosídicos α-1,4 y α1,6, a diferencia de los enlaces glucosídicos β-1,4 para celulosa. Las unidades forman un componente de cadena lineal, llamado amilosa, o un componente de cadena ramificada, llamado amilopectina. La mayoría de las semillas, granos y tubérculos vegetales contienen aproximadamente 20-25 % de amilosa. Pero algunos, como por ejemplo almidón de guisante tienen 60 % de amilosa y ciertas especies de maíz tienen 80 % de amilosa. Las variedades cerosas de granos, tales como arroz, son bajas en amilosa.
Aparte del almidón los tres componentes principales en la biomasa vegetal son celulosa, hemicelulosa y lignina, que se denominan habitualmente por el término genérico lignocelulosa. Las biomasas que contienen polisacáridos como una expresión genérica incluyen biomasas tanto de almidón como lignocelulósicas.
La celulosa, hemicelulosa y lignina están presentes en diversas cantidades en diferentes plantas y en las diferentes partes de la planta y se asocian de forma íntima para formar el armazón estructural de la planta.
La celulosa es un homopolisacárido compuesto completamente de D-glucosa ligada entre sí mediante enlaces β-1,4glocosídicos y con un grado de polimerización de hasta 10.000. La estructura lineal de la celulosa permite la formación de enlaces de hidrógeno tanto intra-como intermoleculares, que dan como resultado la agregación de cadenas de celulosa en microfibrillas. Las regiones dentro de las microfibrillas con orden alto se denominan cristalinas y las reacciones menos ordenadas se denominan amorfas. Las microfibrillas se ensamblan en fibrillas, que después forman las fibras de celulosa. La estructura parcialmente cristalina de la celulosa junto con la disposición en microfibrillas, proporciona a la celulosa alta resistencia a tracción, hace a la celulosa insoluble en la mayoría de disolventes y parcialmente responsable de la resistencia de la celulosa contra la degradación microbiana, es decir hidrólisis enzimática.
La hemicelulosa es un polisacárido heterogéneo complejo compuesto de varios restos monoméricos: D-glucosa, Dgalactosa, D-manosa, D-xilosa, L-arabinosa, ácido D-glucurónico y ácido 4-D-metil-D-glucurónico. La hemicelulosa tiene un grado de polimerización por debajo de 200, tiene cadenas laterales y puede estar acetilada. En madera blanda como abetos, pinos y picea, galactoglucomanano y arabino-4-O-metil-glucuronoxilano son las fracciones de hemicelulosa principales. En madera dura como abedul, chopo, álamo temblón o roble, 4-O-acetil-4-metilglucuronoxilano y glucomanano son los principales componentes de hemicelulosa. Las hierbas como arroz, trigo, avena y pasto varilla tiene hemicelulosa compuesta principalmente de glucuronoarabinoxilano.
La lignina es una red compleja formada por polimerización de unidades de fenil propano y constituye la fracción no polisacárida más abundante en lignocelulosa. Los tres monómeros en lignina son alcohol de p-coumarilo, alcohol de coniferilo y alcohol de sinapilo y se unen más frecuentemente a través de enlaces de aril gliceril-β-aril éter. La lignina se une a hemicelulosa e incluye los carbohidratos ofreciendo de este modo protección contra degradación microbiana y química.
Como se ha indicado anteriormente las biomasas procesadas podrían potencialmente convertirse en bio-etanol o agentes químicos usando microorganismos y/o enzimas hidrolíticas o los carbohidratos de las biomasas procesadas podrían usarse como materia prima para varios procedimientos industriales, por ejemplo procesamiento enzimático en carbohidratos especializados para alimento y pienso o como sustitutos para agentes pretroquímicos en la producción de plásticos y agentes químicos orgánicos. Además el procesamiento de carbohidratos en las biomasas de acuerdo con la presente invención puede combinarse con separación y fraccionamiento de los componentes no carbohidratos. Un uso particularmente preferido de un procedimiento de acuerdo con la presente invención es una parte integrada de un procedimiento para producción de bio-etanol.
La producción de bio-etanol de biomasas que contienen polisacáridos puede dividirse en tres etapas: 1) pretratamiento, 2) hidrólisis de los polisacáridos en carbohidratos fermentables y 3) fermentación de los carbohidratos.
Se requiere pre-tratamiento si la hidrólisis posterior (por ejemplo hidrólisis enzimática) de los polisacáridos requiere la descomposición de una estructura de otro modo protectora (por ejemplo lignina) de los materiales vegetales. Se conocen varias técnicas de pre-tratamiento. Para cereales y granos, este pre-tratamiento puede ser en forma de una molienda seca sencilla para hacer a las superficies accesibles, pero para biomasas lignocelulósicas se necesitan también procedimientos térmicos y/o químicos. Una biomasa que contiene polisacáridos que consiste en, por ejemplo, almidón refinado no requiere dichos procedimientos de pre-tratamiento antes del procesamiento enzimático. Los procedimientos de pre-tratamiento pueden basarse en hidrólisis ácida, explosión de vapor, oxidación, extracción con compuestos alcalinos o etanol, etc. Una característica habitual de las técnicas de pretratamiento es que en combinación con la acción de posibles reactivos añadidos aprovechan el reblandecimiento y pérdida de materiales vegetales que se produce a temperaturas por encima de 100 ºC.
Después del pre-tratamiento, la siguiente etapa en la utilización de biomasas que contienen polisacáridos para la producción de bio-etanol u otros agentes bioquímicos es hidrólisis del almidón liberado, celulosa y hemicelulosa en azúcares fermentables. Si se realiza enzimáticamente esto requiere un gran número de enzimas diferentes con diferentes modos de acción. Las enzimas pueden añadirse de forma externa o puede proporcionarlas microorganismos que crecen en la biomasa.
La celulosa se hidroliza a glucosa por las celulosas carbohidrolíticas. El entendimiento prevalente del sistema celulolítico divide las celulasas en tres clases; exo-1,4-β-D-glucanasas o celobiohidrolasas (CBH) (EC 3.2.1.91), que escinden unidades de celobiosa de los extremos de cadenas de celulosa; endo-1,4-β-D-glucanasas (EG) (EC 3.2.1.4), que hidrolizan enlaces β-1,4-glucosídicos internos de forma aleatoria en la cadena de celulosa; 1,4-β-Dglucosidasa (EC 3.2.1.21), que hidroliza celobiosa a glucosa y también escinde unidades de glucosa de celooligosacáridos.
Los diferentes azúcares en hemicelulosa se liberan por las hemicelulasas. El sistema hemicelulítico es más complejo que el sistema celulolítico debido a la naturaleza heteróloga de la hemicelulosa. El sistema implica entre otras endo1,4-β-D-xilanasas (EC 3.2.1.8), que hidrolizan enlaces internos en la cadena de xilano; 1,4-β-D-xilosidasas (EC 3.2.1.37), que atacan a xilooligosacáridos del extremo no reductor y liberan xilosa; endo-1,4-β-D-mananasas (EC 3.2.1.78), que escinden enlaces internos; 1,4-β-D-manosidasas (EC 3.2.1.25), que escinden manooligosacáridos a manosa. Los grupos laterales se retiran por varias enzimas; α-D-galactosidasas (EC 3.2.1.22), α-Larabinofuranosidasas (EC 3.2.1.55), α-D-glucuronidasas (EC 3.2.1.139), cinamoil esterasas (EC 3.1.1.-), acetil xilan esterasas (EC 3.1.1.6) y feruloil esterasas (EC 3.1.1.73).
Las enzimas más importantes para su uso en hidrólisis de almidón son alfa-amilasas (1,4-α-D-glucan glucanohidrolasas, (EC 3.2.1.1). Estas son hidrolasas de endo-actuación que escinden enlaces 1,4-α-D-glucosídicos y pueden eludir pero no pueden hidrolizar puntos de ramificación 1,6-alfa-D-glucosídicos. Sin embargo, también pueden usarse glucoamilasas de exo-actuación tales como beta-amilasa (EC 3.2.1.2) y pululanasa (EC 3.2.1.41) para hidrólisis de almidón. El resultado de la hidrólisis de almidón es principalmente glucosa, maltosa, maltotriosa, αdextrina y diversas cantidades de oligosacáridos. Cuando se usa el hidrolizado basado en almidón para fermentación puede ser ventajoso añadir enzimas proteolíticas. Tales enzimas pueden evitar la floculación del microorganismo y pueden generar aminoácidos disponibles para el microorganismo.
En combinación con pre-tratamiento e hidrólisis enzimática de biomasas lignocelulósicas, se ha descubierto que el uso de enzimas oxidativas puede tener un efecto positivo en la hidrólisis global así como la viabilidad de los microorganismos empleados para por ejemplo fermentación posterior. La razón de este efecto es la articulación oxidativa de ligninas y otros inhibidores fenólicos causada por las enzimas oxidativas. Típicamente se emplean lacasa (EC 1.10.3.2) o peroxidasa (EC 1.11.1.7) externamente o por incorporación de un gen de lacasa en el microorganismo aplicado.
La hidrólisis enzimática de biomasa se ha descrito anteriormente. Sin embargo, en el caso de biomasas lignocelulósicas solamente el material que consiste en fibras y partículas con un tamaño medio por debajo de 25,4 mm y que tienen además un contenido de materia seca relativamente bajo, es decir por debajo del 20 % (p/p), se han hidrolizado exitosamente por un procedimiento tal. El documento US4409329 describe hidrólisis de material celulósico sólido a azúcar, en el que la celulosa se hidroliza a azúcares sencillos tratando una suspensión granular de 3-20 % (p/p) de pienso sólido que contiene celulosa 30-80 % (p/p), con un complejo enzimático de celulasa. La reserva de carga que contiene celulosa sólida tenía un tamaño de partícula medio de 0,0254-25,4 mm de diámetro. Se usaron hojas de rotor perforadas para la mezcla.
El documento US2002117167A describe hidrólisis enzimática de hemicelulosa en material de biomasa, que comprende solubilizar al menos una parte de hemicelulosa e hidrolizar la hemicelulosa solubilizada para producir al menos un monosacárido. La biomasa utilizada es preferentemente suspensión acuosa de materia prima o pretratada. El material de biomasa puede ser cualquier material celulósico que incluya hemicelulosa. El procedimiento se describe como especialmente eficaz con fibras de grano tales como maíz, trigo, arroz, avena o cebada.
El documento US2004005674A describe un procedimiento para hidrólisis enzimática de lignocelulosa. La degradación de lignocelulosa a azúcares comprende poner en contacto la lignocelulosa con al menos una enzima auxiliar y al menos una celulasa. El material lignocelulósico se molió (el tamaño de fibra medio del material no se especificó más) y tenía un contenido de materia seca bajo (0,2 g de material de hojas y tronco molido en 10 ml de la solución enzimática).
Monagheghi, A. y col.: “High solids simultaneous saccharification and fermentation of pretreated wheat straw to etanol”, Applied Biochemistry and Biotechnology, Vol. 33, Nº 2, 1 de mayo de 1992, páginas 67-81, desvela un procedimiento en el que la biomasa que tiene un contenido de materia seca inicial de 21,1-32,3 % al comienzo de la mezcla/hidrólisis a) se somete a hidrólisis combinada usando una solución enzimática de celulasa, opcionalmente complementada con beta-glucosidasa, en un fermentador rotatorio sencillo y b) se somete simultáneamente a fermentación de los sacáridos formados durante la reacción de hidrólisis.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para licuefacción y sacarificación de biomasas que contienen polisacáridos que comprenden biomasa lignocelulósica, caracterizándose dicho procedimiento por que dicha biomasa se somete a hidrólisis enzimática combinada usando al menos una celulasa y mezclando con un mezclador de caída libre tal como un tambor mezclador o mezclador rotatorio que proporciona procesamiento mecánico y/o degradación de la biomasa de modo que como en el procedimiento, la biomasa se licua y se sacarifica a un líquido adecuado para procesamiento adicional tal como fermentación, en el que la biomasa tiene un contenido de materia seca de entre 20 % y 40 % al comienzo de la mezcla/hidrólisis.
Las biomasas preferentemente consisten en fibras y partículas relativamente grandes preferentemente con una distribución de tamaños de fibra y partícula en la que al menos 20 % de la biomasa varía entre 27 y 70 mm. Además, el procedimiento es particularmente adecuado para la licuefacción y sacarificación de biomasas que contienen polisacáridos que consisten principalmente en almidón, almidón refinado, celulosa, hemicelulosa y lignina, por ejemplo granos o paja de trigo. En el caso de biomasas lignocelulósicas estas se pre-tratan preferentemente sometiéndolas a temperaturas entre 110 y 250 ºC durante 1-60 minutos de manera que asegure la accesibilidad de la celulosa a las enzimas y al mismo tiempo asegure un contenido limitado de inhibidores de fermentación en la biomasa pre-tratada. La presente invención combina hidrólisis enzimática basada en la combinación de enzimas hidrolíticas que incluyen una enzima carbohidrolítica y una enzima oxidativa con un tipo de mezcla basada en el principio de gravedad asegurando la aplicación de fuerzas mecánicas, principalmente fuerzas de cizallamiento y desgarro, a las biomasas. Los tipos preferidos de mezclas son por ejemplo mezcladores de caída libre tales como tambores mezcladores, mezcladores rotatorios o dispositivos de mezclas similares.
Descripción de la invención
La producción de soluciones de azúcar concentradas es beneficiosa en relación con fermentación posterior u otros procedimientos microbianos debido a mejora de la productividad volumétrica y reducción del coste de procesamiento corriente abajo. En el caso de producción de bio-etanol, el requisito energético para la destilación se reduce significativamente si el caldo de fermentación contiene más de 4 % de etanol (Galbe y Zacchi, 2002) esto requiere una concentración de azúcar por encima del 8 %, que con la mayoría de los tipos de biomasas lignocelulósicas corresponde a un contenido de materia seca inicial por encima del 20 %. En otras palabras es deseable someter a las biomasas que contiene polisacáridos con altos contenidos de materia seca, preferentemente por encima del 20 %, a hidrólisis enzimática para poder producir posteriormente caldos de fermentación que contienen bio-etanol adecuados para destilación de etanol.
Los procedimientos de la presente invención proporcionan un grado de hidrólisis enzimática de típicamente 30-50 %. Sin embargo, en condiciones optimizadas puede obtenerse un grado aún mayor de hidrólisis enzimática. La biomasa licuada y sacarificada contendrá en consecuencia cantidades relativamente grandes de glucosa, xilosa, celobiosa, lignina, celulosa no degradada y hemicelulosa y enzimas aún activas adecuadas para procesamiento adicional es decir procedimientos de fermentación (etanol, ácido láctico, etc.). La biomasa licuada también será adecuada para gasificación, hidrogenación, síntesis orgánica o producción de biogás y piensos.
Si las biomasas que contienen polisacáridos son lignocelulósicas el pre-tratamiento debe asegurar que la estructura del contenido lignocelulósico se haga más accesible a las enzimas y al mismo tiempo las concentraciones de productos secundarios inhibidores perjudiciales tales como ácido acético, furfural e hidrometil furfural permanezcan sustancialmente bajas. Existen varias estrategias para conseguir esto, que implican someter al material lignocelulósico a temperaturas entre 110 y 250 ºC durante 1-60 minutos, por ejemplo:
•
Extracción en agua caliente
•
Hidrólisis ácida de dilución multietapa, que retira el material disuelto antes de que se formen sustancias inhibidoras
•
Hidrólisis ácida diluida a condiciones de gravedad relativamente bajas
•
Oxidación húmeda alcalina
•
Explosión de vapor
•
Casi cualquier pre-tratamiento con detoxificación posterior
Las biomasas que contienen polisacáridos de acuerdo con la presente invención incluyen cualquier material que contenga azúcares poliméricos por ejemplo en forma de almidón así como almidón refinado, celulosa y hemicelulosa. Se prefieren biomasas que tengan un contenido de materia seca por encima del 20 %.
Los tipos relevantes de biomasas para hidrólisis enzimática y mezcla de acuerdo con la presente invención pueden incluir biomasas derivadas de cultivos agrícolas tales como por ejemplo:
•
Almidón, por ejemplo granos que contienen almidón y almidón refinado
•
Hojas y tronco de maíz
•
Bagazo
•
Paja, por ejemplo de arroz, trigo, centeno, avena, cebada, centeno, colza, sorgo
•
Madera blanda, por ejemplo Pinus sylvestris, Pinus radiata
•
Madera dura, por ejemplo Salix spp. Eucalyptus spp.
•
Tubérculos, por ejemplo remolacha, patata
•
Cereales de, por ejemplo, arroz, trigo, centeno, avena, cebada, centeno, colza, sorgo y maíz
•
Papel residual, fracciones de fibra de procesamiento de biogás, estiércol, restos de procesamiento de palma oleaginosa, residuos sólidos municipales o similares con un contenido de materia seca similar.
Si las biomasas que contienen polisacáridos son lignocelulósicas, el material puede cortarse en trozos en los que el 20 % (p/p) de la biomasa preferentemente varía entre 26 y 70 mm, antes del pre-tratamiento. El material pretratado tiene preferentemente un contenido de materia seca por encima del 20 % antes de entrar en el dispositivo de mezcla. Además de liberar los carbohidratos de la biomasa, el procedimiento de pre-tratamiento esteriliza y disuelve parcialmente la biomasa y al mismo tiempo retira por lavado cloruro potásico de la fracción de lignina.
La mezcla realizada en un procedimiento de acuerdo con la presente invención sirve al menos un propósito cuádruple.
En primer lugar, asegura el contacto cercano entre las enzimas usadas y la biomasa que contiene polisacáridos (sustrato), puesto que ésta será en la mayoría de los casos insoluble o solamente muy ligeramente soluble.
En segundo lugar, el trabajo mecánico realizado en el material durante la mezcla ayuda a desgarrar fibras y partículas de biomasa mayores y por lo tanto ayudará a aumentar el área de superficie del material. Esto aumentará la accesibilidad de, por ejemplo, celulosa y hemicelulosa a las enzimas usadas. Para aumentar adicionalmente el trabajo mecánico sobre el material, podrían añadirse al tambor bolas de acero o medios similares que colisionarían con el material.
En tercer lugar, la mezcla de los materiales evita la acumulación local de alta concentración de celobiosa que, como se sabe bien por un experto en la materia, puede inhibir por ejemplo enzimas celulasa, especialmente las celobiohidrolasas.
En cuarto lugar, una característica importante de las enzimas celulasa es de influencia de los dominios de unión a celulosa (CBD) en el rendimiento enzimático. Los CBD son partes funcionales de enzimas de degradación de celulosa. El CBD permite la adhesión de la enzima soluble en agua a una superficie de sustrato insoluble (celulosa).
La asociación cercana entre la enzima y celulosa proporcionada por el CBD potencia la tasa catalítica y la estabilidad de la enzima. Para hidrolizar celulosa, la enzima debe cambiar la posición del CBD en la cadena de celulosa. Se cree que la acción mecánica, es decir, mezcla, es importante para el movimiento del CBD y en consecuencia para la acción enzimática de las enzimas a lo largo de la cadena de celulosa.
Además de lo anterior debería observarse que la hidrólisis enzimática de biomasa se ha realizado tradicionalmente en reactores de tanque con agitación equipados con impulsores (por ejemplo, turbina Rushton o impulsor Intemig) montados en un eje impulsor situado en posición central similar al que se usa en la industria de la fermentación. Debido a este equipamiento, las soluciones de alta viscosidad, el material muy pegajoso o muy seco no puede agitarse eficazmente sino que dará como resultado zonas con muy poca mezcla o sin ella. Además, la agitación de tales soluciones requiere aportación de energía muy grande, que es perjudicial para la economía del procedimiento. La actuación con biomasas que contienen polisacáridos ha restringido previamente el límite superior posible a aproximadamente 20 %. El principio de mezcla basado en gravedad de acuerdo con la presente invención supera este problema y puede usarse para biomasas que contienen polisacáridos con un contenido de materia seca de 2040 %. El principio de mezcla por gravedad de acuerdo con la presente invención puede cambiarse de escala fácilmente y aplicarse a todo tipo de biomasas, además de almidón refinado, que contengan hasta más del 80 % de celulosa.
A diferencia de los reactores de tanque en agitación convencionales tradicionalmente usados para hidrólisis enzimática, un principio de mezcla basado en gravedad, es decir, un tambor mezclador, un mezclador con un eje rotatorio que eleva la biomasa o dispositivo de mezcla similar que utiliza un principio de caída libre, al mismo tiempo permite una mezcla eficaz incluso con pequeñas aportaciones de energía y altos contenidos de materia seca y además realiza un procesamiento/degradación mecánica a través de las fuerzas de la gravedad incluyendo fuerzas de cizallamiento y desgarro entre el material y el tambor así como la las fuerzas resultantes del impacto entre el material en caída y el fondo del tambor y al mismo tiempo afecta de forma positiva a la influencia de los dominios de unión a celulosa (CBD) en el rendimiento de la enzima.
Aunque el procesamiento de materiales vegetales no miscibles tales como, por ejemplo, biomasa que contiene polisacáridos con contenido en materia seca relativamente alto y tamaño de fibra y partícula medio grande, se conoce de fermentación en estado sólido o birreactores, en los que se usan mezcladores de tipo tambor para mezclar (Giovanozzi y col., 2002), este principio no se ha implementado previamente en un procedimiento dedicado de licuefacción/sacarificación o un procedimiento de fermentación de bio-etanol.
La presente invención proporciona un procedimiento para procesar biomasas con contenidos de materia seca relativamente altos entre 20 y 40 %. Además, el procedimiento de acuerdo con la presente invención asegura licuefacción y sacarificación eficaces que permiten el uso directo del producto final en, por ejemplo, fermentadores.
Se añaden enzimas capaces de efectuar una conversión de almidón, celulosa y hemicelulosa o partes de las mismas a glucosa, xilosa y celobiosa a la biomasa. El pH y la temperatura de la biomasa se ajustan con referencia al pH óptimo y la temperatura óptima de las enzimas aplicadas.
Dependiendo de la carga enzimática, la biomasa se licuará y sacarificará a un líquido sin ninguna o solamente con pocas fibras y partículas grandes restantes en un período de 3-24 horas.
Descripción detallada de la invención
Un procedimiento de acuerdo con la presente invención puede realizarse usando los siguientes parámetros técnicos preferidos.
•
Contenido de materia seca: 20-80 %, preferentemente 25-70 %, más preferentemente 25-60 %, aún más preferentemente 25-50 % o 25-40 % y más preferentemente 25-35 %
•
Distribución de tamaños de fibras y partículas de biomasa lignocelulósica: 0-150 mm, preferentemente, 5-125 mm, más preferentemente, 10-100 mm, aún más preferentemente 15-90 mm o 20-80 mm y más preferentemente 26-70 mm. La distribución preferida de tamaños de fibras y partículas se define como al menos 20 % (p/p) de la biomasa lignocelulósica que varía dentro del intervalo preferido.
Si la biomasa que contiene polisacáridos es lignocelulósica, debe pre-tratarse por ejemplo por una extracción en agua caliente. Si se selecciona un pre-tratamiento hidrotérmico se prefieren los siguientes datos técnicos:
•
Temperatura de pre-tratamiento: 110-250 °C, prefer entemente 120-240 °C, más preferentemente 130-230 ° C, más preferentemente 140-220 °C, más preferentemente 150 -210 °C, más preferentemente 160-200 °C, aún más preferentemente 170-200 °C o más preferentemente 18 0-200 °C
•
Tiempo de pre-tratamiento: 1-60 min, preferentemente 2-55 min, más preferentemente 3-50 min, más preferentemente 4-45 min, más preferentemente 5-40 min, más preferentemente 5-35 min, más preferentemente 530 min, más preferentemente 5-25 min, más preferentemente 5-20 min y más preferentemente 5-15 min.
•
Contenido de materia seca después del pre-tratamiento de al menos 20 % p/p.
Tratamiento enzimático de biomasas que contienen polisacáridos en un mezclador de gravedad: Si se usa un recipiente basado en el concepto de mezcla de caída libre en forma de un reactor con un eje de agitación colocado horizontalmente que eleva la biomasa o dispositivo de mezcla similar, se prefieren los siguientes datos técnicos:
•
Velocidad de rotación: 0-30 rpm, preferentemente 0-20 rpm, más preferentemente 0-15 rpm, aún más preferentemente 0-10 rpm y más preferentemente 0-5 rpm.
•
Rotación con dirección rotatoria alternada periódicamente.
•
Rotación en intervalos predefinidos.
La velocidad de rotación óptima dependerá del volumen del recipiente, la velocidad de rotación preferida puede por lo tanto ser relativamente alta cuando el procedimiento se lleva a cabo en un recipiente relativamente pequeño, mientras que puede ser relativamente baja cuando el procedimiento se lleva a cabo en un recipiente relativamente grande.
•
Enzimas para biomasa lignocelulósica:
-Celobiasa (por ejemplo, Novozym 188) -Celulasa (por ejemplo, Celluclast 1.5 FG L)
•
Carga enzimática en unidades de papel de filtro (UPF)/g MS. Una UPF equivale a la cantidad de enzima necesaria para hidrolizar 1 µmol/min de enlaces glucosídicos en papel de filtro Whatmann Nº 1, en condiciones específicas bien conocidas para el experto en la materia. Sin embargo, la actividad enzimática podría en principio proporcionarse de cualquier forma concebible que dé lugar a la actividad enzimática deseada, que corresponde a 0,001-15 UPF/g de materia seca, preferentemente 0,01-10 UPF/g de materia seca, más preferentemente 0,1-8 UPF/g de materia seca, más preferentemente 1-7 UPF/g de materia seca y más preferentemente menos de 6 UPF/g.
•
Enzimas para biomasa que contiene almidón:
-Enzimas en el procesamiento de almidón: alfa-amilasas y glucoamilasas
•
Tiempo de tratamiento para hidrólisis enzimática: 0-72 horas, preferentemente 1-60 horas, más preferentemente 248 horas y más preferentemente 3-24 horas tales como 4-24 horas, tales como 6-24 horas, tales como 8-24 horas, tales como 10-24, tales como 12-24 horas, tales como 18-24 horas o 22 horas
•
Temperatura para hidrólisis enzimática. Ajustada con referencia a las temperaturas óptimas de las actividades enzimáticas aplicadas: 0-105 °C, preferentemente 10 -100 °C, más preferentemente 15-90 °C, más preferen temente 20-80 °C, más preferentemente 25-70 °C y más prefer entemente 30-70 °C tal como 40-45 °C o temperatura ambiente.
•
pH de la biomasa. Ajustado con referencia al pH óptimo de las actividades enzimáticas aplicadas: 3-12, tal como 510, tal como 6-9, tal como 7-8 y preferentemente 4-11
•
El tratamiento enzimático puede realizarse como un procedimiento discontinuo, semicontinuo o continuo.
Ejemplo 1: Hidrólisis enzimática a escala de laboratorio
Se puso paja de trigo pretratada prensada con un tamaño medio de aproximadamente 40 mm (extracción con agua contracorriente a 180-200 °C durante 5-10 minutos, en relación de flujo de materia seca y agua de 5:1) correspondiente a 25 g de peso seco (= a 67,0 g de paja pretratada) en una bolsa de plástico. Se mezclaron 0,75 ml de Novozym 188, 3,75 ml de Celluclast 1,5 FG L y 11,9 ml de tampón de citrato sódico 50 mM, pH 5,0, y se pulverizó sobre la paja. Esto dio como resultado un contenido de materia seca final del 30 %. La carga enzimática correspondió a 10 unidades de papel de filtro (UPF)/g MS.
El mezclador consistía en un tambor (1,0 m de longitud y 0,78 m de diámetro) con 5 resaltes internos a lo largo del eje largo para asegurar una mezcla apropiada del material. El tambor rotó a lo largo del eje horizontal con una velocidad de 26 rpm. La mezcla/hidrólisis del material se realizó durante 18-24 horas a temperatura ambiente. Esto dio como resultado una pasta gruesa sin ninguna fibra grande restante. Una bolsa de control con la misma carga enzimática pero sin mezcla no mostró señales de degradación de la paja.
Parte del material resultante después de la hidrólisis enzimática durante 24 horas (una cantidad correspondiente a 29 g de materia seca) se diluyó a 15 % de materia seca en un frasco de tapón azul y se añadió levadura (levadura de panadero, De Danske Spritfabrikker). El frasco se cerró mediante una esclusa y se colocó durante 72 horas a 30 °C con agitación a 500 rpm. El líquido resultante co ntenía etanol 33 gramos/litro, xilosa 10 g/l. No se detectó glucosa lo que indica que la levadura era capaz de utilizar toda la glucosa producida durante la hidrólisis. Asumiendo un rendimiento de etanol en glucosa de 0,5 g de etanol por g de glucosa esto correspondía a la conversión del 70 % de la celulosa original.
Ejemplo 2: Hidrólisis enzimática en escala piloto
Se puso paja de trigo pretratada prensada con un tamaño medio de aproximadamente 40 mm (pretratada por extracción en agua contracorriente a 180-200 °C dur ante 5-10 minutos con una relación de flujo de agua y materia seca de 5:1) correspondiente a 7 kg PS (= 20 kg de paja pretratada) en una hormigonera rotatoria convencional, con un eje horizontal inclinado aproximadamente 10 grados. El mezclador tenía 2 resaltes internos a lo largo del eje largo para asegurar la mezcla del material. Se montó una tapa en la apertura para evitar la evaporación del mezclador. El tambor mezclador rotaba a lo largo del eje horizontal con una velocidad de 29 rpm.
Se añadieron 200-1150 ml de Celluclast 1.5 de FG L y 40-225 ml de Novozym 188 a la paja. Esto dio como resultado un contenido de materia seca final del 30 %. La carga enzimática correspondía a 3-15 UPF/g MS. El pH se ajustó de 4,8 a 5,0 por adición de carbonato sódico.
La hormigonera se calentó a 40-45 °C mediante el us o de un generador de aire caliente. La mezcla/hidrólisis del material se realizó durante 22 horas. Dependiendo de la carga enzimática esto dio como resultado un líquido más o menos viscoso sin ninguna fibra grande restante. La paja pretratada se degradó a una pasta en aproximadamente 35 horas. Después de 5-24 horas de mezcla la pasta cambió a un líquido viscoso. Los experimentos de control con paja de trigo pretratada solamente o paja de trigo pretratada a solamente 160 °C pero usando la misma carga enzimática no mostraron señal de licuefacción de la paja.
Se realizó sacarificación y fermentación simultánea añadiendo levadura a la hormigonera después de 24 horas de hidrólisis a 40-45 °C usando una carga enzimática d e 10-15 UPF/g MS. Se permitió que la temperatura se enfriara por debajo de 35 °C y se añadió levadura comprimida (levadura de panadero, De Danske Spritfabrikker) a una concentración de aproximadamente 1 % (p/p) basándose en la materia seca inicial de paja. La sacarificación y fermentación se continuó durante 48 horas a 25 °C.
El material resultante se centrifugó durante 15 minutos a 2500 rpm. El sobrenadante se filtró a través de un filtro de 0,45 µm y se analizó con respecto a azúcares en HPLC. A una carga enzimática de 15 UPF/g MS, el sobrenadante contenía 70 g/l de glucosa, 30 g/l de xilosa después de 24 horas de hidrólisis. Esto correspondía a 50 % de hidrólisis de la celulosa y hemicelulosa originalmente presentes en la paja. La sacarificación y fermentación simultánea usando una carga enzimática de 10 UPF/g MS dio como resultado etanol 42 g/l y xilosa 30 g/l.
Ejemplo 3: Licuefacción, hidrólisis y fermentación
El reactor de hidrólisis se diseñó para realizar experimentos con concentraciones sólidas de licuefacción e hidrólisis por encima del 20 % MS (Fig. 1). El reactor consistía en un tambor colocado de forma horizontal dividido en 5 cámaras separadas cada una de 20 cm de anchura y 60 cm de diámetro. Se usó un eje rotatorio horizontal montado con tres palas en cada cámara para mezcla/agitación. Se usó un motor de 1,1 kW como propulsión y la velocidad de rotación se podía ajustar en el intervalo de 2,5 y 16,5 rpm. La dirección de rotación se programó para cambiar dos veces por minuto entre sentido de las agujas del reloj y contrario a las agujas del reloj. Una camisa de calentamiento cargada con agua en el exterior permitió el control de la temperatura hasta 80 °C.
Las cámaras se cargaron con paja de trigo pretratada prensada con un tamaño medio de aproximadamente 40 mm (pretratada por extracción de agua contracorriente a 180-200 °C durante 5-10 minutos con una relación de flujo de agua y materia seca de 5:1) y agua para proporcionar un contenido inicial de MS de 20 a 40 %. Se añadieron Celluclast 1,5 FG L y Novozym 188 en una relación 5:1 para proporcionar una carga enzimática de 7 UPF por g MS. La licuefacción e hidrólisis se realizaron a 50 °C y pH de 4,8 a 5,0. La velocidad de mezcla fue de 6,6 rpm. Se realizaron experimentos de sacarificación y fermentación simultánea (SSF), reduciendo la temperatura a 32 °C después de 8 h de licuefacción e hidrólisis y siguiendo la adición de 15 g de levadura de panadero comprimida (De Danske Spritfabrikker) por kg de MS inicial.
La licuefacción e hidrólisis fue posible con contenido inicial de MS de hasta 40 % MS (Fig. 2 y 3). Con MS inicial del 40 % fue posible alcanzar concentraciones de glucosa de 80 g kg-1 después de 96 horas. También fue posible realizar el procedimiento como SSF (Fig. 3), reduciendo de este modo la inhibición del producto de las celulasas provocada por la acumulación de glucosa. Fue posible fermentar los hidrolisados con hasta 40 % del contenido de MS inicial usando levadura de panadero normal. En condiciones no completamente anaerobias la producción de etanol fue del 80, 79, 76, 73 y 68 % de lo que se podía obtener teóricamente a 20, 25, 30, 35 y 40 % de MS, respectivamente.
Ejemplo 4: Licuefacción, sacarificación y fermentación de cultivo completo
La biomasa que contiene almidón y lignocelulosa puede procesarse simultáneamente usando mezcla por gravedad y una mezcla de celulasas, hemicelulasas y amilasas. Las biomasas lignocelulósicas pueden derivarse de cultivos agrícolas que consisten en por ejemplo hojas y tronco de maíz, paja, por ejemplo, de arroz, trigo, centeno, avena, cebada, centeno, colza y sorgo, tubérculos, por ejemplo, remolacha, patata, cereales de, por ejemplo, arroz, trigo, centeno, avena, cebada, centeno, colza, sorgo, madera que consiste en madera blanda por ejemplo Pinus sylvestris, Pinus radiata, madera dura, por ejemplo, Salix spp., Eucalyptus spp., residuos sólidos municipales, papel residual y biomasas similares.
El reactor de hidrólisis descrito en el Ejemplo 3 se usó para los experimentos. Se pretrató paja de trigo (principalmente una fuente de lignocelulosa) usando extracción en agua contracorriente a 180-200 °C du rante 5-10 minutos con una relación de flujo de agua y materia seca de 5:1. El grano de trigo (principalmente una fuente de almidón) se molió en seco usando un molido rodante Kongskilde. El grano de trigo y la paja pretratada con un tamaño medio de aproximadamente 40 mm se mezclaron en una relación 1:1 en seco. Se ajustó la MS a entre 30 y 40 % por adición de agua. Se añadieron Celluclast 1.5 FGL y Novozym 188 en una relación 5:1 para proporcionar una carga enzimática de 7 UPF por g MS de paja. La hidrólisis del almidón se llevó a cabo usando enzima de mezcla fría NS50033 (Novozymes A/S, Bagsvaerd, Dinamarca) a una carga de 3,5 g/kg de grano de trigo. La licuefacción e hidrólisis se realizó a 50 °C y pH 4 ,8 a 5,0. Después de 8 h, la temperatura se redujo a 34 °C y se añadieron 15 g de levadura de panadero comprimida (De Danske Spritfabrikker) por kg de MS inicial. Se ejecutó un experimento solamente con paja a MS 30 % en paralelo.
La mezcla de paja con grano dio como resultado una acumulación inicial rápida de glucosa en la etapa de licuefacción e hidrólisis en comparación con la aplicación de paja solamente (Fig. 4). Después de 96 horas de licuefacción y SSF la concentración de etanol fue de 41 g kg-1 usando solamente paja de trigo como el único sustrato (Fig. 4). En el experimento con paja y grano la concentración de etanol alcanzó 68 g kg-1 .
Ejemplo 5: Licuefacción a baja temperatura de almidón o materiales que contienen almidón
También puede aplicarse un procedimiento de acuerdo con la presente invención para procesamiento a temperatura baja de almidón refinado o materiales que contienen almidón (por ejemplo, remolacha, patata, cereales de, por ejemplo, arroz, trigo, centeno, avena, cebada, centeno, sorgo). De acuerdo con el Ejemplo 4, no es necesario un pre-tratamiento con calor del grano para licuefacción e hidrólisis de almidón. Por otro lado se usa generalmente molienda en seco para el pre-tratamiento de granos que contienen almidón. Los granos molidos en seco con un contenido de materia seca del 20-60 % se cargan en el mezclador de caída libre. Simultáneamente se añaden enzima de mezcla fría NS50033 (Novozymes A/S, Bagsvaerd, Dinamarca) o alfa-amilasa y glucoamilasa. Es por lo tanto posible una licuefacción y sacarificación completa del almidón en un procedimiento directo. Los intervalos de temperatura y pH durante los procedimientos de hidrólisis enzimática se definen por las enzimas y estarán en el intervalo de 25-60 °C, preferentemente 40-55 °C y p H 3-12, preferentemente pH 3-8, respectivamente.
El procedimiento puede combinarse con SSF.
Bibliografía citada
Galbe, M., Zacchi, G. (2002). A review of the production of ethanol from softwood. Appl. Microbiol. Biotechnol. 59:618-628.
Giovannozzi-Sermanni, G., D’Annibale, A., Perani, C., Porri, A., Falesiedi, G. (2002). Solid-state bioreactors for the sustainability. http://www.unitus.it/dipartimenti/dabac/progetti/ssbioreactors/solidstatebioreactor.htm
Gregg, D., Saddler, J.N. (1995). Bioconversion of lignocellulosic residues to ethanol: Process flowsheet development. Biomass Bioenerg. 9:287-302.
Mais, U., Esteghalalian, A.R., Saddler, J.N. (2002). Influence of mixing regime on enzymatic saccharification of steam-exploded softwood chips. Appl. Biochem. Biotechnol. 98-100:463-472.
Documento US4409329
Documento US2002117167A
Documento US2004005674A

Claims (16)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Un procedimiento para licuefacción y sacarificación de biomasas que contienen polisacáridos que comprenden biomasa lignocelulósica, caracterizado por someter dicha biomasa a hidrólisis enzimática combinada usando al menos una celulasa y mezclar por un mezclador de caída libre tal como un tambor mezclador o un mezclador rotatorio que proporciona procesamiento mecánico y/o degradación de la biomasa de modo que, en el procedimiento, la biomasa se licue y sacarifique a un líquido adecuado para procesamiento adicional tal como fermentación, en el que la biomasa tiene un contenido de materiaseca de entre 20 % y 40 % al comienzo de la mezcla/hidrólisis.
  2. 2.
    Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha biomasa que contiene polisacáridos es una biomasa lignocelulósica derivada de cultivos agrícolas que consisten en por ejemplo hojas y troncos de maíz, bagazo, paja, por ejemplo, de arroz, trigo, centeno, avena, cebada, colza y sorgo, madera que consiste en madera blanda por ejemplo Pinus sylvestris, Pinus radiata, madera dura, por ejemplo, Salix spp., Eucalyptus spp. o residuos sólidos municipales, papel residual, fracción de fibra del procesamiento de biogás, estiércol y biomasas similares.
  3. 3.
    Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha biomasa que contiene polisacáridos es una mezcla de almidón, por ejemplo, granos que contienen almidón o almidón refinado y biomasas lignocelulósicas derivadas de cultivos agrícolas que consisten en por ejemplo hojas y troncos de maíz, paja, por ejemplo, de arroz, trigo, centeno, avena, cebada, colza y sorgo, madera que consiste en madera blanda por ejemplo Pinus sylvestris, Pinus radiata, madera dura, por ejemplo, Salix spp.. Eucalyptus, spp., residuos sólidos municipales, papel residual y biomasas similares.
  4. 4.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el líquido resultante del procedimiento es adecuado para procesamiento adicional tal como fermentación.
  5. 5.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que el contenido de materia seca de la biomasa que contiene polisacáridos está entre 25 y 40 %.
  6. 6.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 en el que al menos 20 % (p/p) de la biomasa lignocelulósica tiene un tamaño de fibra por encima de 26 mm.
  7. 7.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la biomasa lignocelulósica se ha sometido a pre-tratamiento con calor entre 110 y 250 °C.
  8. 8.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que la hidrólisis enzimática se realiza con una combinación de enzimas hidrolíticas que incluyen una enzima carbohidrolítica y una enzima oxidativa.
  9. 9.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 3, en el que la hidrólisis enzimática de granos que contienen almidón se realiza con una combinación de enzimas hidrolíticas y enzimas proteolíticas.
  10. 10.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que la hidrólisis enzimática se realiza a 0-105 °C.
  11. 11.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que el tiempo de tratamiento para la hidrólisis enzimática es 0-72 horas.
  12. 12.
    Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el tiempo de tratamiento es 3-24 horas.
  13. 13.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que se lleva a cabo como un procedimiento discontinuo, semicontinuo, continuo o similar.
  14. 14.
    Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12 en el que se incluye una etapa de procesamiento adicional.
  15. 15.
    Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14 en el que la etapa de procesamiento adicional es fermentación, gasificación, hidrogenación, síntesis orgánica o producción de biogás y pienso.
  16. 16.
    Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el mezclado se proporcionada por un mezclador con un eje agitador colocado horizontalmente que eleva la biomasa.
    Figura 1: Vista longitudinal (izquierda) y vista transversal (derecha) del reactor de hidrólisis de 5 cámaras
    Figura 2: Concentración de glucosa durante la licuefacción e hidrólisis de paja de trigo pretratada con un contenido demateriasecade20%( ),25%( ),30%( ),35%( )y40%( )usandounacargaenzimáticade7UPF(g MS)-1
    Figura 3: Concentración de glucosa (símbolos abiertos) y etanol (símbolos cerrados) durante licuefacción, hidrólisis y fermentación de paja de trigo pretratada con un contenido de materia seca de 20 % ( ), 25 % ( ), 30 % ( ), 35 % ( ) y 40 % ( ) usando una carga enzimática de 7 UPF (g MS)-1. Levadura añadida después de 8 horas (línea
    discontinua).
    Figura 4: Concentración de glucosa ( ), xilosa ( ), y etanol ( ), durante licuefacción y fermentación de paja de trigo pretratada (símbolos cerrados) y una mezcla de paja de trigo pretratada y grano de trigo (símbolos abiertos). Se añadió levadura después de 8 horas de licuefacción e hidrólisis.
ES05818844T 2004-11-29 2005-11-07 Hidrólisis enzimática de biomasas que tienen un alto contenido de materia seca (ms). Active ES2369605T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK200401854 2004-11-29
DKPA200401854 2004-11-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2369605T3 true ES2369605T3 (es) 2011-12-02

Family

ID=35809569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES05818844T Active ES2369605T3 (es) 2004-11-29 2005-11-07 Hidrólisis enzimática de biomasas que tienen un alto contenido de materia seca (ms).

Country Status (29)

Country Link
US (2) US7842490B2 (es)
EP (2) EP2154236A1 (es)
JP (1) JP5097885B2 (es)
KR (1) KR101254824B1 (es)
CN (1) CN101090962B (es)
AP (1) AP2701A (es)
AT (1) ATE520769T1 (es)
AU (1) AU2005308568B2 (es)
BR (1) BRPI0516665B8 (es)
CA (1) CA2589165C (es)
CR (1) CR9213A (es)
CU (1) CU23449A3 (es)
CY (1) CY1112207T1 (es)
DK (1) DK1828373T3 (es)
EA (1) EA014759B1 (es)
ES (1) ES2369605T3 (es)
HR (1) HRP20110753T1 (es)
ME (1) ME01957B (es)
MX (1) MX2007006260A (es)
NI (1) NI200700134A (es)
NO (1) NO337412B1 (es)
NZ (1) NZ556159A (es)
PL (1) PL1828373T3 (es)
PT (1) PT1828373E (es)
RS (1) RS52032B (es)
SI (1) SI1828373T1 (es)
UA (1) UA95226C2 (es)
WO (1) WO2006056838A1 (es)
ZA (1) ZA200705180B (es)

Families Citing this family (115)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070014905A1 (en) * 2003-06-30 2007-01-18 Purdue Research Foundation Starchy material processed to produce one or more products comprising starch, ethanol, sugar syrup, oil, protein, fiber, gluten meal, and mixtures thereof
JP4503359B2 (ja) * 2004-06-08 2010-07-14 サッポロビール株式会社 穀物類の乾燥方法及び当該乾燥方法を用いた乾燥装置
EP2520609A1 (en) 2005-07-19 2012-11-07 Inbicon A/S Method for continuous hydrothermal pretreatment of cellulosic material
MY143969A (en) 2005-09-30 2011-07-29 Dong Energy Power As Non-pressurised pre-treatment, enzymatic hydrolysis and fermentation of waste fractions
UA95795C2 (ru) * 2006-01-27 2011-09-12 Юниверсити Оф Массачусетс Способ изготовления продукта из биомассы и установка по производству топлива из биомассы
DE602007009980D1 (de) * 2006-05-26 2010-12-02 Dong Energy Power As Verfahren zur syngasproduktion aus verflüssigter biomasse
NO20063872A (no) 2006-08-30 2008-01-14 Cambi As Fremgangsmåte for termisk enzymatisk hydrolyse av lignocellulose
JP2008104452A (ja) * 2006-09-29 2008-05-08 Kumamoto Univ アルコール生産システムおよびアルコール生産方法
CA2823043C (en) 2006-10-26 2014-08-19 Xyleco, Inc. Methods of processing biomass comprising electron-beam radiation
DE102007006483A1 (de) 2007-02-09 2008-08-14 Westfalia Separator Gmbh Verfahren zur Gewinnung eines Wertproduktes, insbesondere Stärke, aus einem Getreidemehl
US7807419B2 (en) 2007-08-22 2010-10-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for concentrated biomass saccharification
KR100968439B1 (ko) * 2007-10-26 2010-07-07 단국대학교 산학협력단 바이오매스의 분별 당화장치 및 그의 공정
EP2060635A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-20 Syngenta Participations AG An improved process for providing ethanol from plant material
BRPI0821393A2 (pt) 2007-12-21 2014-11-04 Inbicon As Fermentação não estéril de bioetanol
EP2242883A1 (en) 2008-02-01 2010-10-27 Inbicon A/S Methods for reducing enzyme consumption in second generation bioethanol fermentation in the presence of lignin
WO2009108908A1 (en) * 2008-02-27 2009-09-03 Qteros, Inc. Methods forthe conversion of plant materials into fuels and chemicals by sequential action of two microorganisms
US20090286294A1 (en) * 2008-04-04 2009-11-19 University Of Massachusetts Methods and Compositions for Improving the Production of Fuels in Microorganisms
WO2009125292A2 (en) * 2008-04-10 2009-10-15 Inbicon A/S Processing lignocellulosic biomass to fixed, high levels of dry matter content
EP2285971B1 (en) * 2008-05-07 2016-04-13 Novozymes A/S Fermentation of a lignocellulose-containing material
US9301540B2 (en) * 2008-06-09 2016-04-05 Georgia-Pacific Panel Products Llc Prebiotic composition and methods of making and using the same
US20100105114A1 (en) * 2008-06-11 2010-04-29 University Of Massachusetts Methods and Compositions for Regulating Sporulation
JP5601763B2 (ja) * 2008-07-02 2014-10-08 日清オイリオグループ株式会社 高蛋白質低グルコシノレート菜種ミールの製造方法。
EP2145938A1 (de) * 2008-07-14 2010-01-20 Jörn Dr. Wenger Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eins Biokraftstoffes
US20110129890A1 (en) * 2008-07-30 2011-06-02 K.E.M. Corporation Method of treating substance containing lignocellulose or cellulose
EP3156495A1 (en) * 2008-08-11 2017-04-19 DSM IP Assets B.V. Degradation of lignocellulosic material
US8667706B2 (en) * 2008-08-25 2014-03-11 David N. Smith Rotary biomass dryer
EP2370589A2 (en) 2008-12-22 2011-10-05 Inbicon A/S Methods of processing ensiled biomass
RU2430114C2 (ru) * 2008-12-22 2011-09-27 Закрытое Акционерное Общество Научно-Исследовательский Институт "Росбио" Способ получения углеводов гидролизом полисахаридных комплексов водорослей (варианты)
MX347057B (es) * 2009-02-11 2017-04-10 Xyleco Inc Biomasa sacarificante.
US20100086981A1 (en) * 2009-06-29 2010-04-08 Qteros, Inc. Compositions and methods for improved saccharification of biomass
US20100298611A1 (en) * 2009-03-09 2010-11-25 Qteros, Inc. PRODUCTION OF FERMENTIVE END PRODUCTSFROM CLOSTRIDIUM sp.
AR075995A1 (es) * 2009-03-31 2011-05-11 Chemtex Italia S R L Un proceso para la hidrolisis de la biomasa con alto contenido de solidos
US9506098B2 (en) 2011-09-24 2016-11-29 Beta Renewables S.P.A. Process for the rapid hydrolysis of high solids biomass
NZ711277A (en) * 2009-05-20 2016-03-31 Xyleco Inc Processing biomass
US8636402B2 (en) 2009-05-20 2014-01-28 Xyleco, Inc. Processing biomass
US20100330648A1 (en) * 2009-06-29 2010-12-30 Harvey J Todd Method and system for preparing biomass for biotreatment in a static solid state bioreactor
US20110020894A1 (en) * 2009-07-21 2011-01-27 Robert Ingraham Method to facilitate recycling of biomass degrading enzymes
CA2755981C (en) 2009-08-24 2015-11-03 Abengoa Bioenergy New Technologies, Inc. Method for producing ethanol and co-products from cellulosic biomass
GB2485953B (en) 2009-08-27 2014-07-23 Temple Inland Methods of making and using a ruminant gas reduction composition
JP5638783B2 (ja) * 2009-09-09 2014-12-10 日本製紙株式会社 アルコール発酵用酵母およびそれを用いたエタノールの製造方法
JP5334055B2 (ja) * 2009-09-14 2013-11-06 独立行政法人産業技術総合研究所 バイオナノファイバーの製造方法
EP2477747B1 (en) 2009-09-15 2019-03-20 Renescience A/S Enzymatic treatment of household waste
BRPI1002758A2 (pt) * 2009-10-06 2012-10-30 Kl Energy Corp processo para o pré-tratamento termomecánico de biomassa e combinador de pré-tratamento de biomassa
IN2012DN02509A (es) * 2009-10-08 2015-08-28 Dsm Ip Assets Bv
CA2778818A1 (en) * 2009-10-26 2011-05-05 University Of Maine System Board Of Trustees Production of lactic acid from hemicellulose extracts
US9351515B2 (en) 2009-12-08 2016-05-31 Georgia-Pacific Panel Products Llc Nutritional composition and methods of making and using same
WO2011081658A2 (en) * 2009-12-15 2011-07-07 Qteros, Inc. Methods and compositions for producing chemical products from c. phytofermentants
NZ601416A (en) 2010-01-20 2013-07-26 Xyleco Inc Processes for saccharifying or liquifying a material, e.g., a cellulosic or lignocellulosic feedstock, by converting the cellulosic portion of the material to low molecular weight sugars, e.g., using an enzyme.
WO2011116317A1 (en) 2010-03-19 2011-09-22 Poet Research, Inc. System for the treatment of biomass
GB2478791A (en) * 2010-03-19 2011-09-21 Qteros Inc Ethanol production by genetically-modified bacteria
WO2011116320A1 (en) 2010-03-19 2011-09-22 Poet Research, Inc. System for treatment of biomass to facilitate the production of ethanol
WO2011125056A1 (en) 2010-04-08 2011-10-13 Inbicon A/S Rapid and low cost enzymatic full conversion of lignocellulosic biomass
CN103201395B (zh) 2010-06-26 2016-03-02 威尔迪亚有限公司 糖混合物及其生产和使用方法
IL206678A0 (en) 2010-06-28 2010-12-30 Hcl Cleantech Ltd A method for the production of fermentable sugars
WO2012012590A2 (en) 2010-07-23 2012-01-26 Novozymes A/S Processes for producing fermentation products
IL207329A0 (en) 2010-08-01 2010-12-30 Robert Jansen A method for refining a recycle extractant and for processing a lignocellulosic material and for the production of a carbohydrate composition
US8709770B2 (en) 2010-08-31 2014-04-29 Iogen Energy Corporation Process for improving the hydrolysis of cellulose in high consistency systems using one or more unmixed and mixed hydrolysis reactors
IL207945A0 (en) 2010-09-02 2010-12-30 Robert Jansen Method for the production of carbohydrates
PT106039A (pt) 2010-12-09 2012-10-26 Hcl Cleantech Ltd Processos e sistemas para o processamento de materiais lenhocelulósicos e composições relacionadas
JP2012139144A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Jgc Corp グルコースを主成分とする糖類の製造方法
US8940129B2 (en) 2010-12-30 2015-01-27 Uop Llc Process for reducing one or more insoluble solids in a black liquor
CN103547677B (zh) 2011-01-18 2016-10-12 波特研究公司 用于生物质水解的体系和方法
SI2675907T1 (en) 2011-02-14 2018-04-30 Xyleco, Inc. Processing of paper raw materials
WO2012137201A1 (en) 2011-04-07 2012-10-11 Hcl Cleantech Ltd. Lignocellulose conversion processes and products
MX2014000245A (es) 2011-07-07 2014-09-15 Poet Res Inc Sistemas y metodos para la recirculacion de acido.
UA116335C2 (uk) 2011-10-06 2018-03-12 Хамлет Протеїн А/С Спосіб суміщеного отримання ферментованого твердого продукту і етанолу, сирий етанол, ферментований твердий продукт та його застосування, харчова та кормова добавка, харчовий, кормовий, косметичний та фармацевтичний продукт
BR112014008049A2 (pt) 2011-10-06 2017-04-11 Inbicon As método de processar biomassa lignocelulósica
WO2013055785A1 (en) 2011-10-10 2013-04-18 Virdia Ltd Sugar compositions
EP2794844A2 (en) * 2011-12-23 2014-10-29 Deinove Bacteria with reconstructed transcriptional units and the uses thereof
WO2013103138A1 (ja) * 2012-01-06 2013-07-11 株式会社Ihi バイオマスの糖化方法及び糖化装置、糖の製造方法及び糖製造装置並びにエタノールの製造方法及びエタノール製造装置
US9758843B2 (en) 2012-02-15 2017-09-12 Inbicon A/S Method of processing lignocellulosic biomass using feedback control of hydrothermal pretreatment
BR112014026885B1 (pt) * 2012-05-04 2021-08-10 Archer Daniels Midland Company Método para produzir etanol mediante fermentação de um produto de grãos integrais
CN104769118A (zh) 2012-06-12 2015-07-08 雷内科学有限公司 生物甲烷生产的方法和组合物
US9493763B2 (en) 2012-07-09 2016-11-15 University Of Calcutta Stabilized laccase enzyme and methods of making and using the same
CA2877769A1 (en) * 2012-08-01 2014-02-06 Inbicon A/S Methods of processing lignocellulosic biomass using single-stage autohydrolysis and enzymatic hydrolysis with c5 bypass and post-hydrolysis.
ES2745754T3 (es) 2012-11-09 2020-03-03 Dsm Ip Assets Bv Procedimiento para la hidrólisis enzimática de material lignocelulósico mediante el uso de oxígeno
EA032496B1 (ru) 2012-11-09 2019-06-28 ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. Способ ферментативного гидролиза лигноцеллюлозного материала и ферментации сахаров
WO2014075694A1 (en) * 2012-11-18 2014-05-22 Inbicon A/S Methods of processing empty fruit bunches (efb) to fermentable sugars using multiple-stage enzymatic hydrolysis
CN103146781B (zh) * 2013-03-21 2015-11-11 新疆梅花氨基酸有限责任公司 一种棉杆水解液及其制备方法
US9790529B2 (en) 2013-08-09 2017-10-17 University Of Calcutta Psychrophilic enzymes compositions and methods for making and using same
WO2015050881A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-09 The Texas A&M University System Systems and methods for converting lignocellulosic biomass to concentrated sugars
BR112016007228A2 (pt) 2013-10-04 2017-08-01 Jgc Corp método para a produção de sacarídeos contendo glicose como componente principal
CN103468560A (zh) * 2013-10-10 2013-12-25 北康酿造食品有限公司 糖化与酒精发酵一步法酿醋的方法
US10227623B2 (en) * 2013-11-24 2019-03-12 E I Du Pont De Nemours And Company High force and high stress destructuring of cellulosic biomass
NZ629049A (en) * 2014-04-22 2018-08-31 Renmatix Inc Method for mixed biomass hydrolysis
CA2944957C (en) 2014-04-30 2022-03-29 Dsm Ip Assets B.V. Process for enzymatic hydrolysis of lignocellulosic material and fermentation of sugars
EP3186372B1 (en) 2014-08-28 2020-10-21 Novozymes A/S Solubilization of msw with blend enzymes
US9902982B2 (en) * 2014-09-03 2018-02-27 Api Intellectual Property Holdings, Llc Continuous countercurrent enzymatic hydrolysis of pretreated biomass at high solids concentrations
MY179239A (en) 2014-09-19 2020-11-02 Xyleco Inc Saccharides and saccharide compositions and mixtures
MY195095A (en) 2014-12-19 2023-01-10 Dsm Ip Assets Bv Process for Enzymatic Hydrolysis of Lignocellulosic Material And Fermentation Of Sugars
CA2876672C (en) 2014-12-23 2023-03-28 Iogen Energy Corporation Plug flow hydrolysis reactor and process of using same
CN112226466A (zh) 2015-01-07 2021-01-15 威尔迪亚公司 萃取和转化半纤维素糖的方法
KR101709328B1 (ko) 2015-07-09 2017-03-08 한국에너지기술연구원 2세대 바이오 매스의 5탄당을 이용한 저등급 석탄의 고품위화 방법
KR101695702B1 (ko) 2015-07-09 2017-01-23 한국에너지기술연구원 2세대 바이오 매스의 6탄당을 이용한 저등급 석탄의 고품위화 방법
WO2017076421A1 (en) 2015-11-02 2017-05-11 Renescience A/S Solubilization of msw with blend enzymes
CN105543310A (zh) * 2016-02-16 2016-05-04 河南鑫源生物科技有限公司 一种生产淀粉糖的方法
WO2018083301A2 (en) 2016-11-04 2018-05-11 Inbicon A/S Method for preparing fermentable sugars from lignocellulosic biomass
US20200002660A1 (en) * 2017-02-10 2020-01-02 Locus Ip Company, Llc Portable Device and Methods for Efficient Production of Microbes
WO2018187749A2 (en) 2017-04-07 2018-10-11 Locus Ip Company, Llc Production and cryopreservation of high concentration inocula
KR101915581B1 (ko) * 2017-04-25 2018-11-07 한국세라믹기술원 화학적 방법과 물리적 방법을 동시에 수행할 수 있는 연속식 바이오매스 융합처리장치 및 이를 이용한 바이오매스 처리방법
WO2019050960A1 (en) 2017-09-05 2019-03-14 Poet Research, Inc. METHODS AND SYSTEMS FOR PROPAGATION OF A MICROORGANISM USING A WASTE BY-PRODUCT OF A PULP MILL AND / OR PAPER MILL AND METHODS AND SYSTEMS THEREOF
KR102028451B1 (ko) 2017-11-02 2019-11-14 한국에너지기술연구원 제2세대 바이오매스를 이용한 혼합 바이오 당액 고농도화 시스템
WO2019122192A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-27 Hamlet Protein A/S Vertical plug-flow process for bio-conversion of biomass involving enzymes
EP3530743A1 (en) 2018-02-21 2019-08-28 Cambridge Glycoscience Ltd Method of production
WO2019201765A1 (en) 2018-04-20 2019-10-24 Renescience A/S Method for determining chemical compounds in waste
EP3569657A1 (en) 2018-06-26 2019-11-20 Renescience A/S Asphalt mixture composition comprising digestate additive
CN113163828B (zh) 2018-08-15 2024-04-26 剑桥糖质科学有限公司 新型组合物、其用途及其形成方法
WO2021032647A1 (en) 2019-08-16 2021-02-25 Cambridge Glycoscience Ltd Methods of treating biomass to produce oligosaccharides and related compositions
WO2021116437A2 (en) 2019-12-12 2021-06-17 Cambridge Glycoscience Ltd Low sugar multiphase foodstuffs
US10995351B1 (en) 2020-09-14 2021-05-04 Fluid Quip Technologies, Llc System and method for producing a carbohydrate stream from a cellulosic feedstock
AU2021374777A1 (en) 2020-11-04 2023-06-15 Renescience A/S Method for enzymatic and/or microbial processing of waste comprising recirculation of process water
RU2754361C1 (ru) * 2021-01-30 2021-09-01 Вадим Владимирович Коньшин Способ получения карамельного солода
CA3234254A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-20 Murat BALABAN Cellulose hydrolysis apparatus for use with high solids loading
WO2024068556A1 (en) 2022-09-26 2024-04-04 Renescience A/S A method for processing fines
WO2024115642A1 (en) 2022-12-01 2024-06-06 Renescience A/S Method for production of hydrogen gas from waste

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3067065A (en) * 1962-12-04 Process for the saccharification of
US2219668A (en) * 1938-03-22 1940-10-29 Chemical Foundation Inc Production of ethyl alcohol
US3212933A (en) * 1963-04-12 1965-10-19 Georgia Pacific Corp Hydrolysis of lignocellulose materials with solvent extraction of the hydrolysate
CH609092A5 (es) * 1977-04-01 1979-02-15 Battelle Memorial Institute
US4266981A (en) * 1978-03-08 1981-05-12 Purdue Research Corporation Process for recovering and utilizing cellulose using sulfuric acid
CH625251A5 (es) * 1978-10-04 1981-09-15 Battelle Memorial Institute
WO1981002898A1 (en) * 1980-03-31 1981-10-15 Solargizer Int Inc Process and apparatus for the production of useful cultures and/or metabolites
US4461648A (en) * 1980-07-11 1984-07-24 Patrick Foody Method for increasing the accessibility of cellulose in lignocellulosic materials, particularly hardwoods agricultural residues and the like
US4409329A (en) * 1981-03-23 1983-10-11 Gulf Research & Development Company Saccharification method
US5185255A (en) * 1986-05-09 1993-02-09 Rikagaku Kenkyusho Cell culture method
US5231017A (en) * 1991-05-17 1993-07-27 Solvay Enzymes, Inc. Process for producing ethanol
IT1282104B1 (it) * 1996-01-31 1998-03-12 Consiglio Nazionale Ricerche Procedimento per la produzione di paste cartarie cellulosiche mediante biodelignificazione da masse vegetali particolarmente di
US5711817A (en) * 1996-05-01 1998-01-27 Eau-Viron Incorporated Method for the continuous conversion of cellulosic material to sugar
JP3501595B2 (ja) * 1996-09-26 2004-03-02 長谷川香料株式会社 粉末油脂の製造方法
AU6533198A (en) * 1997-01-10 1998-08-03 Quang A. Nguyen Tower reactors for bioconversion of lignocellulosic material
NZ337615A (en) * 1997-03-18 2000-10-27 2B Ag Processing of vegetable biomass in screw press with axially separated chambers
JPH11137183A (ja) * 1997-11-07 1999-05-25 Akio Onda バガスから飼料の製造方法
JP2000333615A (ja) * 1999-05-28 2000-12-05 Ajinomoto Co Inc アミノ酸で強化した混合飼料
KR100315161B1 (ko) * 1999-11-26 2001-11-26 손재익 섬유소 가수분해능을 갖는 재조합 효모를 이용한재생종이로부터 연료용 에탄올 제조방법
ES2166316B1 (es) * 2000-02-24 2003-02-16 Ct Investig Energeticas Ciemat Procedimiento de produccion de etanol a partir de biomasa lignocelulosica utilizando una nueva levadura termotolerante.
US6692578B2 (en) * 2001-02-23 2004-02-17 Battelle Memorial Institute Hydrolysis of biomass material
US6887508B2 (en) * 2002-02-20 2005-05-03 Solae, Llc Protein stabilizing agent
US7189306B2 (en) * 2002-02-22 2007-03-13 Gervais Gibson W Process of treating lignocellulosic material to produce bio-ethanol
US20040005674A1 (en) * 2002-04-30 2004-01-08 Athenix Corporation Methods for enzymatic hydrolysis of lignocellulose
CN1671295A (zh) * 2002-07-23 2005-09-21 嘉吉有限公司 用螺杆传送装置处理谷物材料的方法
GB0218019D0 (en) * 2002-08-05 2002-09-11 Ciba Spec Chem Water Treat Ltd Production of a fermentation product
US7604967B2 (en) * 2003-03-19 2009-10-20 The Trustees Of Dartmouth College Lignin-blocking treatment of biomass and uses thereof
FI118012B (fi) 2004-06-04 2007-05-31 Valtion Teknillinen Menetelmä etanolin valmistamiseksi
BRPI0612966B1 (pt) 2005-04-12 2017-12-05 E.I.Du Pont De Nemours And Company Method for the treatment of biomass
US7709034B2 (en) * 2005-04-19 2010-05-04 Archer-Daniels-Midland Company Soluble non-caloric fiber composition and process of preparing the same
EP2520609A1 (en) 2005-07-19 2012-11-07 Inbicon A/S Method for continuous hydrothermal pretreatment of cellulosic material

Also Published As

Publication number Publication date
PL1828373T3 (pl) 2012-01-31
NZ556159A (en) 2008-09-26
CN101090962B (zh) 2012-04-18
NO337412B1 (no) 2016-04-11
US7842490B2 (en) 2010-11-30
BRPI0516665B1 (pt) 2022-05-31
AU2005308568B2 (en) 2011-04-07
CU23449A3 (es) 2009-10-16
CA2589165C (en) 2013-06-18
EP2154236A1 (en) 2010-02-17
UA95226C2 (ru) 2011-07-25
AP2007004055A0 (en) 2007-06-30
CA2589165A1 (en) 2006-06-01
CR9213A (es) 2007-12-17
JP2008521396A (ja) 2008-06-26
KR101254824B1 (ko) 2013-04-15
US7598069B2 (en) 2009-10-06
EP1828373A1 (en) 2007-09-05
EA014759B1 (ru) 2011-02-28
BRPI0516665A (pt) 2008-09-16
KR20070091168A (ko) 2007-09-07
JP5097885B2 (ja) 2012-12-12
NO20073340L (no) 2007-08-29
SI1828373T1 (sl) 2012-03-30
BRPI0516665B8 (pt) 2022-08-09
HRP20110753T1 (hr) 2011-12-31
WO2006056838A1 (en) 2006-06-01
ME01957B (me) 2012-04-30
AP2701A (en) 2013-07-23
CN101090962A (zh) 2007-12-19
AU2005308568A1 (en) 2006-06-01
CY1112207T1 (el) 2015-12-09
US20080138862A1 (en) 2008-06-12
ZA200705180B (en) 2008-08-27
DK1828373T3 (da) 2011-10-17
RS52032B (en) 2012-04-30
ATE520769T1 (de) 2011-09-15
PT1828373E (pt) 2011-10-17
NI200700134A (es) 2008-05-13
EA200701127A1 (ru) 2008-06-30
MX2007006260A (es) 2008-01-14
EP1828373B1 (en) 2011-08-17
US20080182323A1 (en) 2008-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2369605T3 (es) Hidrólisis enzimática de biomasas que tienen un alto contenido de materia seca (ms).
ES2773953T3 (es) Proceso para hidrólisis enzimática de material lignocelulósico usando GH61, adición de oxígeno y alto contenido de materia seca
RU2550265C2 (ru) Эффективный гидролиз лигноцеллюлозы, совмещенный с выработкой ферментов
ES2823455T3 (es) Proceso para la preparación de un producto de fermentación de material que contiene lignocelulosa
ES2745754T3 (es) Procedimiento para la hidrólisis enzimática de material lignocelulósico mediante el uso de oxígeno
CN106978455A (zh) 木质纤维素材料的降解
CN104903462A (zh) 用于酶促水解木质纤维素材料的方法
Chekushina et al. Comparing the efficiency of plant material bioconversion processes using biocatalysts based on Trichoderma and Penicillium verruculosum enzyme preparations
CN107075533A (zh) 酶促水解木质纤维素材料和发酵糖的方法
ES2767554T3 (es) Proceso para la hidrólisis enzimática de material lignocelulósico y fermentación de azúcares
Ríos-Fránquez et al. Microbial enzyme applications in bioethanol producing biorefineries: overview
ES2944736T3 (es) Proceso para producir azúcares a partir de materiales de carbohidratos
Schläfle et al. Quantitative and visual analysis of enzymatic lignocellulose degradation
US20150037856A1 (en) Rapid and low cost enzymatic full conversion of lignocellulosic biomass
Goryachkovskaya et al. Technology of miscanthus biomass saccharification with commercially available enzymes
LANDBOHØJSKOLE hydrolysis reactor
AU2012203986B2 (en) Efficient lignocellulose hydrolysis with integrated enzyme production
Mais 3, United States Patent (10) Patent No.: US 7598069 B2
Knight Production of enzymes from underutilised crops using biological pretreatment
REJAB OPTIMIZATION ON ENZYMATIC SACCHARIFICATION OF PRETREATED SAGO HAMPAS FOR FERMENTABLE SUGAR PRODUCTION
Abdullah The treatment of sugar cane bagasse for subsequent use as substrate for cellulase production by Aspergillus Terreus Suk-1'
Class et al. Patent application title: EFFICIENT LIGNOCELLULOSE HYDROLYSIS WITH INTEGRATED ENZYME PRODUCTION Inventors: Markus Rarbach (Munchen, DE) Zdravko Dragovic (Munchen, DE) Andreas Kohl (Munchen, DE) Jochen Gerlach (Munchen, DE) Jörg Bartuch (Munchen, DE) Thomas Bruck (Ebenhausen, DE) Assignees: CLARIANT PRODUKTE (DEUTSCHLAND) GMBH