[发明专利]使用单级自动水解和具有C5旁路的酶促水解和后水解加工木质纤维素生物质的方法

权利要求书

1.一种加工木质纤维素生物质的方法，包括：

–提供软木质纤维素生物质原料，

–在单级加压水热预处理中以至少35％的DM含量在160-200℃的温度下在3.5-9.0的pH范围内预处理所述原料少于60分钟的保留时间，以使所述预处理的生物质的特征是具有至少10％的木聚糖数，

–将所述预处理的生物质分离成固体部分和液体部分，

–在添加或不添加补充水含量的情况下以至少15％的DM使用由酶混合物催化的酶促水解来水解所述固体部分24-150小时，所述酶混合物包含内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、内切木聚糖酶、木糖苷酶和乙酰木聚糖酯酶活性，以及

–随后在获得至少50％葡萄糖转化后混合分离的液体部分和水解的固体部分并进一步进行至少6小时后水解，从而所述液体部分中的木糖低聚物在保留在所述水解的固体部分中的酶活性的作用下被降解为木糖单体。

2.权利要求1所述的方法，其中所述单级加压水热预处理作为单级加压自动水解预处理进行，其中在预处理过程中由半纤维素水解释放的乙酸进一步催化半纤维素水解。

3.权利要求1或2所述的方法，条件是在所述预处理步骤中硫酸不添加到所述原料中。

4.权利要求1所述的方法，其中所述原料是小麦秸秆、玉米秸秆、甘蔗渣、甜高粱渣或空果串。

5.权利要求1所述的方法，其中所述原料在加压预处理之前被洗涤和/或沥滤。

6.权利要求1所述的方法，其中所述原料在加压预处理之前浸泡于来自预处理的后续步骤的含乙酸液体中。

7.权利要求1所述的方法，其中所述原料的纤维结构在预处理过程中被维持。

8.权利要求1所述的方法，其中加压预处理在至多10巴的压力下进行。

9.权利要求1所述的方法，其中所述原料使用水力旋流器系统从加压预处理反应器中去除。

10.权利要求1所述的方法，其中所述原料使用水闸型系统从加压预处理反应器中去除。

11.权利要求1所述的方法，其中所述原料预处理达到使得生物质的特征为具有至少12％的木聚糖数的强度。

12.权利要求1所述的方法，其中所述固体部分具有至少40％的干物质含量。

13.权利要求1所述的方法，其中后水解之后的单体木糖产量是理论最大产量的至少60％。

14.权利要求1所述的方法，其中水解之后的单体葡萄糖产量是理论最大产量的至少60％。

15.权利要求1所述的方法，其中酶促水解使用为木质纤维素生物质转化而优化的以制造商建议范围内的酶剂量水平使用的能够商购获得的纤维素酶制剂进行。

16.权利要求1所述的方法，其中酶促水解进行至少96小时。

17.权利要求1所述的方法，其中酶促水解在15-23％之间的干物质含量下进行。

18.权利要求1所述的方法，其中酶促水解在至少20％的干物质含量下进行。

19.权利要求1所述的方法，其中酶促水解使用包含外切纤维素酶活性(EC 3.2.1.91)、内切纤维素酶活性(EC 3.2.1.4)、β-葡萄糖苷酶活性(EC 3.2.1.21)、β-1,4-内切木聚糖酶活性(EC 3.2.1.8)和乙酰木聚糖酯酶活性(EC 3.1.1.72)的酶混合物进行，且其中所述酶混合物进一步特征在于具有的酶活性相对比例使得对于每1 FPU纤维素酶活性存在至少30 CMC U内切葡聚糖酶活性及至少28 pNPG Uβ-葡萄糖苷酶活性和至少50 ABX U内切木聚糖酶活性。

20.权利要求19所述的方法，其中所述酶混合物进一步包含β-1,3木糖苷酶活性(EC 3.2.1.72)、β-1,4-木糖苷酶活性(EC 3.2.1.37)、以及α-1,3和/或α-1,5-阿拉伯呋喃糖苷酶活性(EC 3.2.1.23)。

21.权利要求1所述的方法，其进一步的特征在于在所述液体部分的后水解之后回收的合并的C5/C6水解产物用一种或多种改良的酵母菌株直接发酵成乙醇。