由生物量生產高價值產品的方法
2023-09-23 00:49:30 2
專利名稱：由生物量生產高價值產品的方法
由生物量生產高價值產品的方法本申請要求2009年8月13日提交的美國臨時申請號US61/233，824的利益，將該文獻引入本文參考。領域本專利文件涉及由生物量生產高價值產品的設備和方法。背景打紙漿是一項自十九世紀以來古老的技術。在十九世紀四十年代，在德國研發了由木材機械造紙的方法，且化學加工快速出現。1867年授權給Tilghman的美國專利US70，485是使用亞硫酸由植物物質造紙漿的方法。
Carl F. Dahl在1879研發的硫酸鹽或Kraft法仍然是當今最普遍的打眾方法。除Kraft法外，當今存在大量其他的化學打漿方法，包括亞硫酸鹽法。Kraft法是最普遍的，因為認為產生了比打漿法更強力的漿料。此外，Kraft法還處理寬泛的木材和非木材來源。紙漿和最終的紙主要由木材和其他生物量中發現的纖維素製成。根據期望的紙的質量的不同，化學打漿法將木材和/或其他生物量的結構分解成包含基本上純的纖維素纖維和不同濃度木質素的漿料。木材如其他生物量主要由彼此結合為聚合物網狀結構的纖維素、半纖維素和木質素構成。打漿法破壞了這些結合以使纖維素從木質素和半纖維素中分離出來，並且形成漿料。打漿法嘗試以儘可能少的降解成纖維素纖維的方式從纖維素中分離半纖維素和木質素。將木材或其他生物量化學加工成漿料從材料製備步驟開始。木材通過去樹皮開始。典型地，芯材和邊材僅用於製造漿料。樹皮的結構使得其自身不用於打漿且由此被除去並且用作提供用於紙漿廠的蒸汽的燃料。在大部分打漿方法中，切碎木材並且篩選以提供均勻大小的木片。使木片進入稱作以分批或連續方式運轉的消化器的容器。在Kraft法中，漿包括氫氧化鈉和亞硫酸鈉的混合物加入到木片中，消化器將該混合物和木材從130°C加熱至180°C。在這一溫度範圍內，去木質化進行幾小時。在這些條件下，木質素和一些半纖維素降解得到碎片，其可溶於強鹼性液體。後處理液體混合物、稱作黑色液體(因其顏色而稱謂)包含木質素碎片、來自半纖維素分解的碳水化合物、碳酸鈉、硫酸鈉和其他無機鹽。截止到木材去樹皮和除去木質素和半纖維素時，僅約30%的原料變成可用的紙漿。燃燒包含半纖維素和木質素的黑色液體，得到再循環試劑蒸汽(稱作白色液體)和用於該方法的能量。半纖維素成分在Kraft打漿法中大量降解成少量有用的能量產品。因此，儘管黑色液體中包含半纖維素，但是大部分黑色液體的產熱能量來源於木質素。黑色和其他樹部分用作燃料或遺留在森林中。作為結果，紙打漿副產物中包含的能量並不典型有效地用於目前的紙打漿法中。紙打漿並非唯一的目前遺留半纖維素作為副產物的商業化方法。例如，在由甘蔗生產糖的過程中，蔗渣是將甘蔗破碎以提取其汁液後遺留的纖維性殘餘物。蔗渣進一步用於大量不同的目的，包括燃燒作為糖研磨機的燃料、作為生產漿料和紙張產品中的可再生資源和作為建築材料。與其他商業化方法如紙打漿中的副產物類似，甘蔗蔗渣中富含多糖類。長期以來已知在生物量例如甘蔗蔗渣和木材中發現的糖類可以被轉化成乙醇和其他燃料產品。此外，紙打漿法和生物量乙醇轉化法以分解木質素、纖維素和半纖維素之間的鍵的相同基本步驟開始。然而，這些方法之間的顯著差別在於易於轉化成乙醇或其他燃料的木材或生物量的成分是纖維素，即用於在打漿法中製造紙張的產品。如上所述，纖維素構成紙張中提取和使用的木材或生物量的部分。因為纖維素是乙醇生產和紙打漿的主要成分，並且纖維素需要最嚴格的釋放處理，所以兩種方法互相排斥。不同於是葡萄糖分子的均勻多糖的纖維素，半纖維素是包含己糖和戊糖混合物的不均勻聚合物。半纖維素一般包含己糖類即甘露糖、葡萄糖和半乳糖和戊糖類即木糖和阿拉伯糖。值得注意的是，甘露糖是來源於軟木材的半纖維素聚合物中最豐富的分子；軟木材中第二最豐富的糖分子是木糖。更一般而言，硬木材和草本作物和非木本的農業廢物例如甘蔗蔗渣的半纖維素主要富含在戊糖的木糖和己糖的葡萄糖中，還有少量阿拉伯糖、甘露 糖和半乳糖。戊糖類的木糖和阿拉伯糖在傳統上比葡萄糖、甘露糖或半乳糖出碳糖)更難以轉化成燃料產品。長期以來，認為酵母菌株不能以厭氧方式將戊糖類發酵成醇。然而，Kurtzman等人的美國專利US 4，359，534公開了嗜鞋管囊酵母在發酵戍糖中的應用。類似地，Levine的美國專利US 7，344，876公開了能夠在戊糖作為唯一碳源上增殖的馬克思克魯維酵母的純培養物。儘管Kurtzman和Levine的專利公開了酵母在將戍糖類發酵成乙醇中的應用，但是商業化應用因效率低而受限。可以在受控或人造培養基中發酵木糖和其他戊糖類的酵母和其他微生物一般在酸性水解產物中難以進行。生物量水解產物呈現的挑戰包括毒性化合物的酸性PH和高濃度，包括乙酸、酚類化合物、5-羥甲基糠醛(HMF)和糠醛以及在半纖維素水解過程中產生的其他抑制性分子。微生物將糖類轉化成乙醇的另一個挑戰在於許多微生物例如酵母和細菌在它們代謝的糖類中是選擇性的。例如，可以將己糖葡萄糖轉化成乙醇的微生物可能難以轉化其他己糖類例如甘露糖和半乳糖。類似地，將戊糖的木糖轉化成乙醇的微生物無法轉化戊糖的阿拉伯糖。此外，甘露糖、半乳糖、葡萄糖和其他己糖類轉化成燃料的燃料轉化率在不同的微生物物種之間是不同的。儘管無效，但是從紙打漿法中除去半纖維素並且將其轉化成乙醇的可能性仍然由Georgia Institute of Technology 在 ff. J. Fredrick 等人，Co-production of ethanoland cellulose fiber from Southern PineA technical and economic assessment,32Biomass and Bioenergy 1293-1302 (2008)中被推定。然而，Fredrick 注意到戍糖類轉化成乙醇的85%轉化率「是最樂觀的估計值，它推定了持續的研究使...成為可能」本研究推定，當與纖維素纖維一起生產時，由火炬松生產乙醇不可能與由木質纖維的來源生產乙醇競爭。除缺乏可以發酵戊糖類的有效方法外，其他問題防礙了乙醇轉化和紙打漿法合併。例如，將戊糖類發酵成乙醇的酵母相對不耐受乙醇、以低於己糖類的代謝速率發酵戊糖類、不可能發酵木材和草本水解產物中發現的所有己糖類、可能產生木糖醇作為木糖代謝的產物和可能具有嚴格的營養物和氧需求。這些特性使得發酵戊糖的微生物例如酵母和細菌難以一起起作用。此外，生物量水解產物例如打漿法或甘蔗蔗渣的酸水解過程中產生的水解產物典型地對已知發酵戊糖類的微生物具有毒性。此外，就生成依賴於維持纖維性材料如紙打漿的完整性的終產物的方法而言，必需謹慎除去半纖維素而基本上不除去或降解纖維素。然而，在生物量原料的纖維素不意欲用於紙張產品時，對纖維素降解關注得更少。概述鑑於上述描述，根據本專利文件的一個方面的目的在於提供將紙打漿和其他生物量處理副產品轉化成一種或多種可用的高價值產品的改進方法。本專利文件的另一個單獨的目的在於提供將糖產生的副產品即甘蔗蔗渣轉化成一種或多種可用的產品或高價值產品的方法。優選本文所述的反覆解決或至少改善了上述一個或多個問題。為了這一目的，在一個方面中，提供了將木材轉化成生物燃料和紙漿的方法，包含下列步驟由去樹皮的木片生產包含半纖維素水解產物的液體水解產物和生物量殘餘物；將液體水解產物與生物量殘 餘物分離；使用固定化的發酵微生物將分離的液體水解產物中的單糖類發酵成生物燃料；和從生物量殘餘物中除去木質素以形成紙漿。發酵的生物燃料可以例如包含醇如乙醇或丁醇。在另一個實施方案中，生產步驟包括在壓力反應器中蒸煮木片的步驟。壓力反應器可以從纖維素和木質素中釋放半纖維素而基本上不降解成纖維素。在另一個實施方案中，分離步驟包括壓制生物量殘餘物或木片以便從生物量殘餘物或蒸煮的木片中壓出部分液體水解產物。在壓出部分液體水解產物的同時，壓制可以使生物量殘餘物或蒸煮的木片形成高能量生物燃料或紙漿廠原料。在另一個實施方案中，固定化的發酵微生物是嗜鞣管囊酵母且例如，將嗜鞣管囊酵母固定化在藻酸鈣中。固定化增加了發酵微生物例如管囊酵母屬的有效性，並且降低了微生物對液體水解產物中發現的抑制劑的敏感性。可以使用大量方法進行固定化，包括、但不限於將藻酸1丐形成0.直徑、更優選直徑且甚至更優選約3mm直徑的珠。在另一個實施方案中，在分離的液體水解產物中超過80%的單糖類被轉化成乙醇。在另一個實施方案中，不將生物量加工成紙，而是使其形成固體高能量密度產品。優選通過壓制形成該固體高能量密度產品。因為壓制還可以用於進行分離步驟，所以形成固體該能量密度產品和分離液體水解產物可以在相同壓制步驟或單獨步驟中進行。此外，可以使用其他類型的生物量纖維而不是用於加工的木材。例如，甘蔗蔗渣是可以用於生產紙漿或固體高能量密度產品的生物量纖維源。在另一個實施方案中，高能量密度生物燃料包含壓緊的生物量殘餘物，其包括纖維素和木質素，基本上不含半纖維素。優選高能量密度生物燃料具有大於7，OOOBtu/Ib的能量密度。然而，根據含水量的不同，高能量密度生物燃料可以具有4000Btu/lb-10, 000Btu/lb的能量密度。為了這一目的，壓緊的生物量優選具有小於約45%且更優選小於約25 %的含水量，但可以具有較高的含水量，條件是生物燃料的能量密度保持足夠聞。在另一個實施方案中，壓緊的生物量包含小於10%重量的半纖維素。
在本專利文件的另一個方面中，公開了將生物量纖維源轉化成生物燃料和高價值產品的方法。該方法包括由生物量纖維源生產包含半纖維素水解產物的液體水解產物和生物量殘餘物；將液體水解產物與生物量殘餘物分離；使用至少一種在固定化培養基上固定化的發酵微生物物種將分離的液體水解產物中的單糖類發酵成生物燃料；和由生物量殘餘物生成高價值產品。發酵的生物燃料可以例如包含醇如乙醇或丁醇。高價值產品可以是紙張、紙漿廠原料替代物或高能量密度產品。生物量纖維源可以是任意的生物量，其提高用於紙張產品的纖維素源，包括，例如木材和蔗渣。在一個實施方案中，至少一種發酵微生物包括至少兩種不同的具有互補發酵特徵的微生物物種。互補發酵特徵可以是任意的特徵，例如各微生物可以更好地發酵不同的單糖，或各種類可以具有不同的代謝速率。如果存在一種以上微生物物種，則這些種類可以包含酵母種類和細菌種類。 當使用一種以上發酵微生物物種時，可以將所述的微生物物種各自固定化在相同培養基中，或者，可以將它們固定化在單獨的培養基中。例如，可以將各微生物物種固定化在相同或單獨的藻酸鈣珠中。如果將各微生物物種固定在單獨的珠中，則可以合併各固定化的種類或將其加入到相同發酵容器中。或者，可以將珠保持在單獨的發酵容器中，這些發酵容器彼此串聯排列，使得液體水解產物可以通過串聯的每一容器以使水解產物被各微生物物種進行發酵。在其他實施方案中，該方法還可以包括額外的步驟，即在從生物量殘餘物中分離水解產物以降低水解產物中包含的抑制性二次產物水平後使液體水解產物。作為調整步驟的組成部分，可以從水解產物中取出具有高價值的二次產物，然後回收。高價值二次產物可 以包括、但不限於硫酸、乙酸或其他有機酸、抗氧化劑(包括，例如從部分木質素水解中釋放的酚類化合物、多酚化合物)、保健食品、藥物化妝品、藥物產品、呋喃類、糠醛和5-羥甲基糖fe。對隨後回收有意義的取出高價值二次產物的適合的方法包括過濾、吸附和/或離子交換。然而，其他技術也可以使用至它們允許取出所關注的高價值二次產物及其隨後回收的程度。在本專利文件的另一個方面中，公開了將甘蔗蔗渣轉化成生物燃料的方法。該方法包括下列步驟由甘蔗蔗渣生產包含半纖維素水解產物的液體水解產物和生物量殘餘物；使用固定化的發酵微生物將分離的液體水解產物中的單糖類發酵成生物燃料；和降低生物量殘餘物的含溼量以生產高能量密度生物燃料。該方法還可以包括額外的步驟，即在從生物量殘餘物中分離出水解產物後使液體水解產物以降低水解產物中包含的抑制性二次產物水平。作為調整步驟的組成部分，可以從水解產物中取出具有高價值的二次產物，然後回收。正如下文更完整地描述的，本文所述的方法可以有效地用於將生物量纖維轉化成生物燃料和另一種高價值產品。例如，在一種具體的實施方式中，將紙打漿副產物轉化成生物燃料和另一種高價值產品。在另一個實例中，將甘蔗蔗渣轉化成生物燃料和另一種高價值產品。本文公開的方法的其他方面、目的、期望特徵和優點從如下的詳細描述和附圖中可以得到更好地理解，其中不同的實施方案作為實例示例。然而，特別理解附圖僅用於示例目的，而不預期作為對請求保護的本發明的邊界的定義。附圖簡述圖I示例由木材生產生物燃料和/或乙醇和紙漿的方法。圖2示例由生物量纖維源生產生物燃料和/或乙醇和高價值產品的方法的另一個實施方案。圖3示例再循環藻酸鈣固定化培養基的方法。圖4示例由木材生產生物燃料和/或乙醇和紙漿的另一種方法。圖5示例由木質纖維的生物量製造生物燃料例如醇包括例如乙醇和固體生物燃料的方法。圖6示例作為半纖維素除去百分比的生物量殘餘物的能量密度增加對指定含溼·量而言增加25%。圖7示例作為半纖維素除去百分比的木材生物量殘餘物的能量密度增加對指定含溼量而言增加40%。圖8示例作為水百分比的殘餘物能量密度改變減少。圖9示例具有作為水百分比的75%半纖維素轉化率的軟木材殘餘物的能量密度改變減少。
圖10示例在三種不同水平半纖維素轉化率下(65%、75%和85% )含溼量內的可得到的殘餘物總能量改變。圖11示例根據本專利文件處理蔗渣的能量平衡流程圖。圖12示例根據本專利文件的一個實施方案處理木材的能量平衡流程圖。圖13是示例在一系列發酵中使用固定化的發酵微生物用於再生的藻酸鈣的乙醇收率。詳細描述在如下優選實施方案的描述中，參照構成其組成部分的附圖，且其中通過示例顯示了本發明可以實施的具體實施方案。應理解可以使用其他實施方案且可以在不脫離本發明範圍的情況下進行結構性改變。與可再生能源的一般性含義一致，本文所用的術語「生物量」指活的和近期死亡的生物材料，包括碳水化合物、蛋白質和/或脂質，它們可以轉化成用於工業化生產的燃料。作為非限制性實例，「生物量」指植物物質，包括、但不限於傾草、甘蔗蔗渣、穀物秸杆、玉米軸、紫花苜蓿、芒屬、白楊木和白楊、可生物降解的固體廢物例如死亡樹木和分支、庭院剪取物、再循環的紙張、再循環的卡紙板和木片、上述舉出的植物物質或動物物質和其他可生物降解的廢物。在漿料和造紙工業中，木材典型地在打漿工藝中得到處理，其中半纖維素和木質素被除去，遺留用於造紙的高價值纖維素產品。在目前已知的方法中，半纖維素不用於紙張加工，除外作為用於黑色液體的小能量貢獻者。本專利文件中提出的方法使用木材進料和/或木材廢物的半纖維素生產乙醇和其他生物燃料，包括其他醇類，如丁醇。可以將額外的工藝步驟以許多不同方式插入現存的紙漿廠工藝中，以便將新設備中的重要投入降至最低。優選在伐木去樹皮和切碎後、但在化學或機械打漿前插入新工藝步驟。圖I示例用於由木材生產乙醇和紙漿的方法。方法100包括典型的化學紙打漿工藝102和104的步驟。在木材調整步驟102中，接收木材，去樹皮，切碎，篩選，恰在一般在化學木漿工廠中進行。大部分紙漿廠和森林產品工廠具有一些形式的木材搬運系統。完整的木材批量可以包括用於寫下樹木的伐木搬運系統、去樹皮系統和木材切削系統。通常還使用貯存和回收系統。為了期望增加的漿料質量的打磨而言，切碎是重要的且由此大部分位置都包括木片篩選系統。一些紙漿廠使用預切碎的由卡車輸送的木材進料。這些位置還可以包括專用的卡車卸下系統。圖I中所示的木材調整步驟是大部分紙打漿工藝的木材調整步驟102的常見部分。然而，儘管切碎和篩選是調整大部分紙打漿工藝的常見部分，但是它們不是用於本文公開方法的調整工藝的要求。此外，儘管圖I中所示的木材調整步驟涉及的是木材，但是可以使用其他類型的生物量，特別是通常用於紙打漿工業的其他生物量纖維源。如果使用非木材的生物量源，則可能需要不同的調整步驟。
本專利文件中所述的方法還可以使用比在紙打漿過程中典型地使用得多的樹木源。例如，稱作豬燃料或木材廢物的樹皮和其他樹部分典型地不應用於造紙漿的工藝中，但可以在本文所述的方法的一些實施方案中用於生物燃料和/或乙醇生產。一旦調整了木材或其他生物量且備用於紙打漿，則可以確定一些或全部碎屑進行額外的工藝步驟的途徑，所述額外的工藝步驟如圖I中所示插入總的造紙工藝。額外的工藝步驟包括半纖維素除去106，其從生物量中分離半纖維素並且增溶戊糖類和己糖類。然後可以從液體水解產物中的生物量殘餘物中分離增溶的糖類並且在步驟108中發酵成乙醇或其他生物燃料產品。正如與圖2關聯的下文更詳細描述中解釋的，使用至少一種固定在固定化培養基中的發酵微生物物種在步驟108中將分離的液體水解產物中的單糖類發酵成生物燃料。任意適合的固體/液體分離技術都可以用於進行分離。來自步驟106的木質素和纖維素殘餘物通過常規的紙打漿工藝104持續被製成高價值產品，例如紙張，正如圖I中所示例的。然而，在其他實施方案中，可以將木質素和纖維素殘餘物製成高能量密度燃料或紙漿廠原料。根據本專利文件的方法的另一個實施方案如圖2中所示例。圖2中示例的方法10是將生物量纖維源12轉化成生物燃料和高價值產品的方法。例如，發酵的生物燃料可以包含醇如乙醇或丁醇。高價值產品可以是紙張、紙漿廠原料或高能量密度產品。生物量可以是任意適合的木質纖維的生物量。更具體地說，生物量包含生物量纖維源，例如木材或甘蔗，其提供用於紙張產品的纖維素纖維的適合的來源。因此，圖2中示例的方法10比圖I的方法100在其所示的原料及其輸出量方面更普遍。因為方法10更普遍，所以可以將其插入或附加入各種現存的商業化生物量分離工廠，包括，例如甘蔗加工廠和紙漿廠，例如圖I中示例的紙漿廠工藝。方法10包括下列步驟在預處理步驟16中由生物量纖維源生產包含半纖維素水解產物和生物量殘餘物的液體水解產物；在步驟18中從生物量殘餘物中分離液體水解產物；在步驟108中使用至少一種在固定化培養基中固定化的發酵微生物物種將分離的液體水解產物中的單糖類發酵成生物燃料；和在步驟20中由生物量殘餘物生成高價值產品。圖I的半纖維素除去步驟106包含圖2中的預處理步驟16和固體/液體分離步驟18，正如圖2中這兩步周圍虛線框所反映的。
在另一個步驟14中，生物量纖維源的大小可以被減小，正如在紙打漿工業中應用方面已經解釋的(參見圖I)。正如本領域技術人員可以從本文描述中理解的，如果以已經適合於方法10中的處理的大小接收生物量纖維源，則無需進一步分篩。一旦生物量是適合的大小，則通常需要進行一些形式的加工以破壞纖維素、半纖維素和木質素的聚合物網狀結構，從而形成生物量結構，由此多糖類可以被還原成單糖類。該方法通常稱作如圖2的步驟16中所示的「預處理」。設計預處理步驟16是為了減少生物量對其中包含的至少半纖維素的酶或化學糖化的阻力。然而，在一些實施方案中，預處理還可以減少生物量中半纖維素和纖維素對酶或化學糖化
權利要求
1.將木材轉化成乙醇和紙漿的方法，該方法包括下列步驟 a.由去樹皮的木片生產包含半纖維素水解產物的液體水解產物和生物量殘餘物； b.將液體水解產物與生物量殘餘物分離； c.使用固定化的嗜鞋管囊酵母(Pachysolentannophilus)發酵分離的液體水解產物中的單糖；和 d.從生物量殘餘物中除去木質素以形成紙漿。
2.權利要求I的方法，其中生產步驟包括在壓力反應器中蒸煮木片的步驟。
3.權利要求I的方法，其中分離步驟包括壓制生物量殘餘物以將部分液體水解產物從生物量殘餘物中壓出。
4.權利要求2的方法，其中分離步驟包括壓制蒸煮的木片以將部分液體水解產物從蒸煮的木片中壓出並且蒸煮的木片包含生物量殘餘物。
5.權利要求I的方法，其中嗜鞣管囊酵母被固定化在藻酸鈣中。
6.權利要求5的方法，其中藻酸鈣是珠的形式。
7.權利要求6的方法，其中藻酸鈣珠具有約3mm的直徑。
8.權利要求I的方法，其中分離的液體水解產物中多於80%的單糖被轉化成乙醇。
9.將木材轉化成乙醇和生物燃料的方法，該方法包括下列步驟 a.由去樹皮的木片生產包含半纖維素水解產物的液體水解產物和生物量殘餘物； b.將液體水解產物與生物量殘餘物分離； c.由生物量殘餘物形成固體高能密度產品；和 d.發酵分離的水解產物中的單糖。
10.權利要求9的方法，其中分離步驟包括壓制生物量殘餘物以將部分液體水解產物從生物量殘餘物中壓出。
11.高能密度生物燃料，包含壓緊的生物量殘餘物，該生物量殘餘物包括纖維素和木質素且基本上不含半纖維素，所述壓緊的生物量殘餘物具有大於7，000Btu/lb的能量密度。
12.權利要求11的高能密度生物燃料，其中所述壓緊的生物量具有小於25%的含水量。
13.權利要求11的高能密度生物燃料，其中所述壓緊的生物量具有小於約45%的含水量。
14.權利要求13的高能密度生物燃料，其中所述壓緊的生物量包含10重量％或更低的半纖維素。
15.權利要求14的高能密度生物燃料，其中所述壓緊的生物量具有大於7，500Btu/lb的能量密度。
16.將生物量纖維源轉化成乙醇和高價值產品的方法，該方法包括下列步驟 a.由生物量纖維源生產包含半纖維素水解產物的液體水解產物和生物量殘餘物； b.將液體水解產物與生物量殘餘物分離； c.使用至少一種固定化在固定化培養基中的微生物物種發酵分離的液體水解產物中的單糖；和 d.由生物量殘餘物生成高價值產品。
17.權利要求16的方法，其中生物量纖維源是蔗渣且高價值產品是高能密度產品。
18.權利要求16的方法，其中生物量纖維源是木材且高價值產品是紙。
19.權利要求16的方法，其中所述至少一種微生物物種包括第一微生物物種和第二微生物物種，其中第二微生物物種的發酵特徵與第一微生物物種的發酵特徵互補。
20.權利要求19的方法，其中第一微生物物種是酵母且第二微生物物種是細菌。
21.權利要求19的方法，其中第二微生物物種比第一微生物物種更有效地發酵特定的單糖。
22.權利要求19的方法，其中第二微生物物種關於特定單糖的代謝率基本上不同於第一微生物物種。
23.權利要求16的方法，其中所述至少一種微生物物種包括固定化在第一固定化培養 基中的第一微生物物種和固定化在與第一固定化培養基分開的固定化培養基中的第二微生物物種。
24.權利要求23的方法，其中第一微生物物種包含在第一發酵容器內且第二微生物物種包含在第二發酵容器內，其中在發酵步驟過程中，液體水解產物通過第一發酵容器和第二發酵容器兩者。
25.權利要求16的方法，其中所述至少一種微生物物種包含第一微生物物種和第二微生物物種，其中第一微生物物種和第二微生物物種兩者一起固定化在藻酸鈣珠中。
26.權利要求16的方法，其中在分離步驟後，該方法還包括下列步驟調整液體水解產物。
27.權利要求26的方法，其中調整步驟包括從生物量水解產物中取出高價值產品。
28.權利要求27的方法，其中高價值產品選自硫酸、乙酸、酚類化合物、多酚化合物、保健食品、藥物化妝品、藥物產品、呋喃類、糠醛和5-羥甲基糠醛。
29.權利要求27的方法，其中通過吸附取出高價值產品。
30.權利要求27的方法，其中通過過濾取出高價值產品。
31.將甘蔗蔗渣轉化成乙醇和高能密度生物燃料的方法，該方法包括下列步驟 a.由甘蔗蔗渣生產包含半纖維素水解產物的液體水解產物和生物量殘餘物； b.將液體水解產物與生物量殘餘物分離； c.使用固定化微生物發酵分離的液體水解產物中的單糖；和 d.降低生物量殘餘物的含溼量以生產高能密度生物燃料。
32.權利要求31的方法，其中在分離步驟後，該方法還包括下列步驟 從液體水解產物中回收抑制發酵的高價值產品。
全文摘要
提供了將生物量轉化成高價值能量產品的方法，包括下列步驟去樹皮、切碎和篩選木材；從多種纖維素和木質素分離多種半纖維素；將所述的多種半纖維素水解成單糖類；從多種纖維素和木質素中除去木質素；和由所述的多種纖維素製造紙漿。
文檔編號C12P7/04GK102753674SQ201080045574
公開日2012年10月24日 申請日期2010年8月13日 優先權日2009年8月13日
發明者A·W·弗萊明, C·A·辛格, J·H·埃文斯四世, J·T·哈維, L·貝克勒安德森, T·P·斯皮爾陳 申請人:地理合成燃料有限責任公司