[发明专利]由糖蜜生产发酵产物的方法

说明书

发明领域

本发明涉及自糖蜜生产发酵产物(如乙醇)的方法。

发明背景

自糖蜜大规模商业性生产燃料乙醇是本领域已知的。糖蜜是甘蔗或甜菜精炼的副产物。糖蜜是含有约50％蔗糖的深褐色甜浆。在蒸发自甘蔗或甜菜提取的汁液时，除水促进糖以结晶形态分离。当此糖结晶过程达到其极限并取出糖晶体时，剩余的深褐色稠浆称作糖蜜。

WO 96/13600披露了一种为了改进发酵过程(如乙醇的发酵性生产)中的原料利用，自液化和/或糖化淀粉、甜菜糖蜜和甘蔗糖蜜中存在的不可发酵的糖类生产可发酵单糖的方法。

US 4,769,324涉及在能够在含有糖蜜的培养基中生长和产生淀粉酶的酵母的存在下通过糖蜜发酵来生产乙醇。

BR-PI-990252-8-A披露了一种生产乙醇的工艺，其中通过蛋白酶或如葡聚糖酶、纤维素酶、几丁质酶、木聚糖酶、和酸性或碱性昆布多糖酶(laminarinase)等酶的酶法作用来使发酵酵母抗絮凝。

需要进一步改进发酵产物(如乙醇)制造工艺。

发明概述

本发明涉及使用发酵生物自糖蜜生产发酵产物的方法，其中将糖蜜

i)用α-淀粉酶和葡糖淀粉酶的组合处理，并

ii)使用一种或多种发酵生物以10⁷-10¹⁰个细胞/mL发酵培养基的细胞计数发酵。

依照本发明，原料(feedstock)是糖蜜，即例如甘蔗或甜菜精炼的副产物。

附图简述

图1显示了糖蜜发酵期间的发酵期间的°Bx发展。

图2为同时糖化和发酵期间添加的含有α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和蛋白酶的两种酶混合物显示了糖蜜发酵期间的pH发展。

图3为同时糖化和发酵期间添加的含有α-淀粉酶、葡糖淀粉酶和蛋白酶的酶混合物显示了°Bx线性趋势线。

图4为同时糖化和发酵期间添加的含有α-淀粉酶和葡糖淀粉酶的两种酶混合物显示了pH发展。

图5为同时糖化和发酵期间添加的含有α-淀粉酶和葡糖淀粉酶的两种酶混合物显示了糖蜜发酵期间的°Bx发展。

图6为同时糖化和发酵期间添加的含有α-淀粉酶和葡糖淀粉酶的两种酶混合物显示了°Bx线性趋势线。

图7显示了酶法预处理糖蜜30小时接着发酵6小时后的乙醇产量。

图8显示了酶法预处理糖蜜30小时接着发酵10小时后的乙醇产量。

图9显示了酶法预处理接着发酵6小时后的总还原糖(TRS)衰减作为生产率增益。

图10显示了酶法预处理接着发酵10小时后的总还原糖(TRS)衰减作为生产率增益。

图11显示了用酶混合物进行的同时糖化和发酵期间的粘度。

发明详述

本发明提供了使用发酵生物自糖蜜生产发酵产物(尤其是乙醇)的方法。

发明人发现，当糖蜜经受α-淀粉酶和葡糖淀粉酶的组合处理时，生产率得到提高。这是有利的，因为发酵时间能得以缩短。不受任何理论限制，认为α-淀粉酶和葡糖淀粉酶处理导致发酵培养基中的粘度和/或密度降低。这样，发酵生物的细胞膜上发酵培养基中可发酵糖的流入得到促进。这可导致糖变成发酵产物的转化率增加，导致发酵时间缩短因而生成率更高。一种备选的或额外的理论是细胞浓度和/或细胞存活力升高。发明人还发现在进行发酵之前预处理糖蜜时，可获得产量改进。

本发明涉及使用发酵生物自糖蜜生产发酵产物的方法，其中将糖蜜

i)用α-淀粉酶和葡糖淀粉酶的组合处理，并

ii)使用一种或多种发酵生物以10⁷-10¹⁰个细胞/mL发酵培养基的细胞计数发酵。

在一个优选的实施方案中，所述细胞计数为10⁸-10¹⁰个细胞/mL发酵培养基，尤其是约10⁹个细胞/mL发酵培养基。

浓缩的糖蜜具有约80％的°Bx。在发酵培养基中，在水中稀释糖蜜，使得本发明方法期间的糖蜜具有约1-35％、优选16-25％、优选约18-22％范围内的°Bx。在高重力方法中，°Bx在25-35、优选27-32°Br范围内。

Brix(°Bx)是液体(例如水)中溶解的固体(例如蔗糖)对水的质量比的量度。它可以用测量液体比重的装置(例如糖量计)来测量。例如，25°Bx的溶液为25％(w/w)，25克蔗糖每100克液体，即100克溶液中有25克蔗糖和75克水。