Patent DE-202022102746-U1 (DE)
Title: Eine Vorrichtung zur Herstellung von Ethanol aus lignozellulosehaltiger Biomasse
IPC: C12P7/06
Filed: 2022-05-18
Abstract: Vorrichtung (100) zur Gewinnung von Ethanol aus lignocellulosehaltiger Biomasse, wobei die Vorrichtung (100) Folgendes umfasst:
 einen geschlossenen Behälter (102) zum Sammeln und Lagern der lignozellulosehaltigen Biomasse wie Reishülsen in Form von Pulver, wobei das Pulver durch Mischen mit einem Mischer erhalten wird, wobei das gesammelte Pulver bei einer Temperatur unter Raumtemperatur gelagert wird;
 eine Vorbehandlungskammer (104) in Verbindung mit einem geschlossenen Behälter (102) zum Durchführen einer Vielzahl von Vorbehandlungsverfahren mit dem gesammelten Reishülsenpulver, wobei eine Vielzahl von Reagenzien/Chemikalien dem gesammelten Reishülsenpulver zum Durchführen von Delignifizierung und De-Toxifizierung zugesetzt werden;
 einen Filtertiegel (106) in Verbindung mit der Vorbehandlungskammer (104) zum Sammeln und Filtern der vorbehandelten Reishülsen nach dem Waschen mit destilliertem Wasser unter Absaugen und Trocknen bei 30-40°C;
 einen Enzymextraktionskolben (108) in Verbindung mit der Vorbehandlungskammer (104) für die Extraktion von rohem Cellulaseenzym aus Trichoderma reesei, wobei die Extraktion durch Zugabe (pro Liter) von 40-50 g Weizenkleie, 10-20 g Hefeextrakt, 5-15 g Glucose, 1. 5-3 g NH 4 Cl, 0.5 g Thiaminhydrochlorid, 2.0 g K 2 HPO 4 , 0.5 g MgSO 4 .7H 2 O, 0.1 g CaCl2 und 0.5 g KCl, wobei Trichoderma reesei inkubiert und zentrifugiert wird, um einen Überstand zu erzeugen, der eine Enzymquelle ist; 
 ein Reagenzglas (110) in Verbindung mit dem Kolben (108), wobei 0.5 bis 2 ml 0.05 M Natriumcitrat mit einem pH-Wert von 4.8 mit 0.5 ml des Enzyms gemischt werden, um eine zweite Lösung herzustellen, wobei ein Streifen Filterpapier in dem Reagenzglas angeordnet und 60 Minuten lang in einem Wasserbad bei 50°C gehalten wird, wobei nach 60 Minuten das Reagenzglas herausgenommen wird und die Menge der durch die Cellulase freigesetzten Zucker unter Verwendung der Dinitrosalicylsäure (DNSA)-Methode bestimmt wird;
 ein Gefäß (112) in Verbindung mit dem Enzymextraktionskolben (108) und dem Reagenzglas (110) für die enzymatische Hydrolyse von 200-400 g nativer und delignifizierter Reishülse (d.h. 2 % Salpetersäure (HNO 3 ), 10 % HNO 3 , 2 % Natriumhydroxid (NaOH) und 10 % NaOH), wobei die Reishülsen vor der Zugabe der vorbereiteten Enzyme 1-5 Stunden lang in einem Citratpuffer eingeweicht werden, wobei Natriumazid in einer Konzentration von 0.005 % zugegeben wird, um das mikrobielle Wachstum während des Verlaufs der Enzymhydrolyse einzuschränken; und
 einen Erlenmeyerkolben (114) in Verbindung mit dem Gefäß (112) zur Ethanolherstellung durch Mischen von 20 g/l vorbehandelter Reishülsen aus der Hydrolyse mit 200 ml Citratpuffer (pH 5.0 ± 0. 2, 50 mM), gefolgt von einer 15-minütigen Sterilisation bei 15 psi (121°C), wobei die Reishülsen in Citratpuffer eingeweicht und mit Cellulase in einem Substrat-Enzym-Verhältnis von 1:5 (20 g vorbehandeltes Substrat: 100 ml rohe Cellulase) ergänzt werden, wobei immobilisierte Hefezellen in verschiedenen Konzentrationen beimpft, fermentiert und zur Analyse der Ethanolkonzentration zentrifugiert werden.