[发明专利]用于高固体发酵的方法和系统

说明书

优先权声明

本申请根据美国法典第35卷第119(e)节要求2013年10月15日 提交的美国临时申请第61/891,296序列号的权益，其全部内容通过引 用并入本文。

发明领域

本发明一般地涉及乙醇生产方法和系统。更特别地，本发明一般 地涉及使用包含大量固体的进料的发酵方法。

发明背景

由于石油成本上升和环境关注变得更加明显，用作汽油添加剂或 直接液体燃料的乙醇的生产继续增长。通常使用将植物基进料中的淀 粉转化成乙醇的常规发酵方法生产乙醇。然而，在这些常规发酵方法 中的酵母菌仅能够转化这些进料中的有限浓度的淀粉并因此可能在发 酵副产物中留下可发酵的淀粉和其它有价值的糖。因此，这可能导致 来自一蒲式耳的谷物的乙醇产率下降并且最终导致发酵副产物中的离 开生物处理装置的高浓度的有价值的淀粉。

因此，存在对使存在于发酵进料中的全部淀粉的潜力最大化的方 法和系统的需要。

发明简述

在一个或多个实施方案中，本发明涉及用于生产来源于生物质的 产物的方法。所述方法包括使全釜馏物经受发酵，以由此生产包含次 级全釜馏物和乙醇的发酵产物，其中所述全釜馏物具有至少5重量％ 的淀粉含量，基于干物质计。

在一个或多个实施方案中，本发明涉及用于生产来源于生物质的 产物的方法。所述方法包括：(a)使生物质进料经受初级发酵，以由此 生产包含全釜馏物和乙醇的初级发酵产物，其中所述生物质进料具有 至少22重量％的淀粉含量；和(b)使所述全釜馏物经受次级发酵，以 由此生产包含次级全釜馏物和乙醇的次级发酵产物。

在一个或多个实施方案中，本发明涉及用于生产来源于生物质的 产物的方法。所述方法包括以下、基本上由以下组成或由以下组成： (a)使生物质进料经受初级发酵，以由此生产包含全釜馏物和乙醇的初 级发酵产物，其中所述生物质进料具有至少20重量％的淀粉含量和所 述全釜馏物具有至少5重量％的淀粉含量，基于干物质计；(b)预处理 所述全釜馏物，以由此生产经预处理的全釜馏物；和(c)使所述经预处 理的全釜馏物经受次级发酵，以由此生产包含次级全釜馏物和乙醇的 次级发酵产物。

附图简述

本文中参考以下附图描述本发明的实施方案，其中：

图1是描绘示例性初级发酵方法的流程图；和

图2是描绘使用来自图1中的初级发酵的副产物的示例性次级发 酵方法的流程图。

发明详述

本发明实施方案的以下详细描述参考附图。所述实施方案意在足 够详尽地描述本发明的方面以使得本领域技术人员能够实践本发明。 可以利用其它实施方案并且可以对其进行改变而不脱离权利要求的范 围。因此不以限制的意义采取以下详细描述。本发明的范围仅由所附 的权利要求，连同这样的权利要求所给予的等价物的全部范围来定义。

本发明一般地涉及用于使来自包含高含量固体的生物质进料的乙 醇生产最大化的方法和系统。更特别地，本发明一般地涉及包括初级 发酵步骤和次级发酵步骤的方法和系统，其能够使来自包含大量的固 体的生物质进料的乙醇生产最大化。在一些实施方案中，对于玉米的 大量的固体可以例如为约25％至约45％或更高，和/或其中的任意范 围或值(例如约25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、 37、38、39、40、41、42、43、44、45％)。

此外，本发明还提供用于从全釜馏物生产额外的乙醇的方法和系 统，还可以处理所述全釜馏物，以形成“酒糟”或“废酒糟”和其它发酵 副产物。如下文更详细地描述，由于使用具有高固含量的生物质进料， 本文中所描述的方法和系统可以使得更多可发酵固体通过初级发酵到 次级发酵，然后可以将其用于使乙醇生产最大化。

在本文中所描述的各种实施方案中，本发明涉及从包含高固含量 的生物质进料生产醇的方法。如下文更详细地描述，所述方法一般地 包括：(a)使具有高固含量的生物质进料经受初级发酵，以由此生产包 含全釜馏物和至少一种醇的初级发酵产物；和(b)使所述全釜馏物经受 次级发酵，以由此生产包含次级全釜馏物和至少一种醇的次级发酵产 物。