[发明专利]使用单级自动水解预处理和酶促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在3.5-9.0的pH范围内预处理所述原 料至log强度Ro3.75或更低以产生预处理的生物质料浆，其中未溶 解的固体物质含有至少5.0重量％的木聚糖；以及

在添加或不添加补充水含量的情况下使用由酶混合物催化的酶 促水解来水解所述预处理的生物质至少24小时以产生水解产物，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 木聚糖酶和β-木糖苷酶活性；以nkat/g葡聚糖计，内切葡聚糖酶的 活性水平为至少1100，外切葡聚糖酶的活性水平为至少280，β-葡萄 糖苷酶的活性水平为至少3000，内切木聚糖酶的活性水平为至少 1400，和β-木糖苷酶的活性水平为至少75；所述水解产物中C5单 体的收率为预处理前所述原料的初始木糖和阿拉伯糖含量的至少 55％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预处理的生物质作为 全料浆进行水解。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述水解在干物质含量8 至19％之间进行。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述全料浆水解产物被用 作生物甲烷基质。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述预处理的生物质经受 固/液分离步骤以产生液体部分和具有至少40重量％的干物质含量 的固体部分，并且所述固体部分进行水解。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述水解在20％或更大的 干物质含量下进行。

7.根据权利要求4所述的方法，其中在所述固体部分的酶促水 解已达到期望程度的葡聚糖转化率后，所述分离的液体部分被添加 返回到所述水解混合物中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中存在于液体部分中的至少 85％的木糖-低聚物在后水解过程中水解为木糖单体。

9.根据权利要求7所述的方法，其中在至少50％的纤维素已转 化为葡萄糖后，将液体部分添加到水解的固体部分。

10.根据权利要求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。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述原料以至少35％的干 物质含量经受加压预处理。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述加压预处理在10巴 或更低的压力下进行。

13.根据权利要求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。

14.根据权利要求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12％或更高的木聚糖数的强度。

15.根据权利要求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可商购的纤维素酶制剂进行。

16.根据权利要求1所述的方法，其中酶促水解进行至少96小 时。

17.根据权利要求1所述的方法，其特征还在于使用一种或多种 改良的酵母菌株将合并的C5/C6水解产物直接发酵为乙醇。