[发明专利]纤维素的酶促水解

权利要求书

1.用于连续水解纤维素生物质的方法，包括至少以下步骤：

(P)提供至少一个反应器，其能够在稳定状态下操作；

(A)将预定量的纤维素生物质添加到所述反应器中，其中所述纤维素生物质具有至少10％的固体含量；

(A′)将预定量的酶添加到所述反应器中；

(E)在所述反应器中进行所述纤维素生物质的至少部分酶促水解，

其中在所述方法中实现稳定状态，其中纤维素生物质被不断添加到所述反应器中，同时至少部分水解的纤维素生物质被不断地从所述反应器中取出，其中被不断取出的所述至少部分水解的纤维素生物质具有如在带搅拌器(FL 100/6W)的杯中在Physica MCR 101流变仪中所测得的不大于25Pas(帕斯卡秒)的粘度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(P)中提供级联的至少两个反应器，优选地额外包括以下步骤：

(T)从步骤(E)中不断地取出部分水解的纤维素生物质，其具有如在带搅拌器(FL 100/6W)的杯中在Physica MCR 101流变仪中所测得的不大于25Pas(帕斯卡秒)的粘度，然后将其转移到后面的反应器中，所述后面的反应器能够在稳定状态下操作；

(E′)在所述后面的反应器中，使来自步骤(E)的所述部分水解的纤维素生物质进行进一步的酶促水解。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中被添加到所述反应器中的所述纤维素生物质的固体含量为至少15％，优选至少20％，优选至少25％，还优选至少30％；还优选10％-45％，还优选15％-45％，还优选20％-40％或15％-30％。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中如在带搅拌器(FL100/6W)的杯中在Physica MCR 101流变仪中所测得的不断取出的部分水解的纤维素生物质的粘度不大于10Pas，优选不大于5Pas，还优选不大于3Pas，还优选地不大于1Pas。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述纤维素生物质为木素纤维素生物质且优选地包括木材、一年生植物、农业残余物或废弃物，尤其是甘蔗渣或能源作物。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述纤维素生物质包含大于20％的纤维素，优选大于50％的纤维素，还优选大于70％的纤维素。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述纤维素生物质在所述水解之前经历预处理，其中所述预处理优选地是亚硫酸盐蒸煮且所述纤维素生物质优选地是木素纤维素生物质。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述反应器为CSTR即连续搅拌罐反应器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述水解步骤中使用能够将纤维素聚合物特异性地水解成可溶性葡萄糖单体的细胞外或细胞膜相关的酶复合物，特别是纤维素酶和β-葡糖苷酶的混合物。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述酶包括纤维素酶、半纤维素酶和/或β-葡糖苷酶。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从所述反应器中不断取出的所述至少部分水解的纤维素生物质中的至少一些经历分离步骤，其中未水解的固体至少部分地与水解产物的至少一部分分离，所述水解产物即包含水解的纤维素生物质和酶的液相，其中所述液体水解产物然后与纤维素生物质混合，接着被引入到反应器中，优选专用的混合反应器。

12.根据权利要求2-11中任一项所述的方法，其中使用级联的两个或更多个用于水解的反应器，

且其中来自第一反应器的所述水解产物即包含水解的纤维素生物质和酶的所述液相中的至少一些与固相分离且经历另外的加工，

且其中来自所述分离的所述固相被添加到优选地尺寸和/或体积小于所述第一反应器的后面的反应器中，还优选其中额外的预定量的酶被添加到所述后面的反应器中。

13.根据权利要求12所述的方法，其在级联的三个或更多个用于水解的反应器中的任何后面的两个相邻反应器中被重复进行，其中优选每一个后面的反应器的尺寸和/或体积分别比每一个前面的反应器小。

14.用于由木素纤维素生物质生产单糖、基于糖的化学品、生物燃料或材料以及磺化木素的方法，包括至少以下步骤：

(i)预处理木素纤维素生物质，优选地在亚硫酸盐蒸煮步骤中；

(ii)将来自步骤(i)的预处理的木素纤维素生物质分成

(a)液体“消耗的亚硫酸盐液”相，优选地包含50％或更多的呈磺化木素形式的所述木素纤维素生物质的所述木素，及

(b)浆料，优选地包含70％或更多的所述木素纤维素生物质的所述纤维素；

(iii)将来自步骤(ii)的所述浆料(b)水解成包含单糖的糖化学平台；其中所述水解步骤是根据前述权利要求中任一项所述的方法；

(iv)任选地，进一步加工来自步骤(iii)的所述单糖，得到有用的化学品、生物燃料和/或蛋白质；及

(v)将来自步骤(ii)的所述液相(a)的所述磺化木素直接转化成或进一步加工成有用的化学品、生物燃料和/或材料。