ЭФФЕКТИВНЫЙ ГИДРОЛИЗ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗЫ, СОВМЕЩЕННЫЙ С ВЫРАБОТКОЙ ФЕРМЕНТОВ

1. Способ деградации предварительно обработанной лигноцеллюлозной биомассы, включающий стадии:
c) культивирования микроорганизма, способного вырабатывать, по меньшей мере, один фермент, обладающий целлюлолитической и/или гемицеллюлолитической активностью в ростовой среде, с получением посредством этого обогащенной микроорганизмом суспензии, содержащей указанный, по меньшей мере, один фермент;
d) обработки микроорганизма и/или обогащенной микроорганизмом суспензии стадии с) с помощью
3
3
3
(i) механической обработки, включающей воздействие с затратами энергии на единицу объема 1-500 кВт/м, более предпочтительно - 1-200 кВт/м, и еще более предпочтительно 1-100 кВт/м, предпочтительно длительностью 0,1-60 мин, более предпочтительно 1-30 мин, еще более предпочтительно 1-10 мин; и/или
(ii) механической обработки, выбранной из числа обработки миксером, обработки гомогенизатором, и обработки мельницей; и/или
(iii) механической обработки, которая включает перекачивание содержащей микроорганизм ферментационной взвеси из сосуда для ферментации в сосуд для гидролиза;
с) гидролиза предварительно обработанной биомассы продуктом стадии d) в реакторе для получения растворимых сахаров.
2. Способ по п.1, в котором предварительно обработанную лигноцеллюлозную биомассу получают из лигноцелдюлозной биомассы с помощью физико-химической обработки.
3. Способ по п.1, в котором ростовая среда стадии с) содержит лигноцеллюлозную биомассу, которая предпочтительно была предварительно обработана.
4. Способ деградации лигноцеллюлозной биомассы, включающий стадии:
a) физико-химической предварительной обработки лигноцеллюлозной биомассы для получения предварительно обработанной взвеси;
b) разделения предварительно обработанной взвеси стадии а) на две части, часть А и часть В;
c) включения части А в сырую ростовую среду для получения конечной ростовой среды, и культивирование, по меньшей мере, одного микроорганизма, способного продуцировать, по меньшей мере, один фермент, имеющий целлюлолитическую и гемицеллюлолитическую активность в конечной ростовой среде, с получением посредством этого обогащенной микроорганизмом суспензии, содержащей указанный, по меньшей мере, один фермент;
d) обработки микроорганизма и/или обогащенной микроорганизмом суспензии стадии с), где указанная обработка включает механическую обработку, которая является одной или несколькими из следующих:
3
3
3
(i) механической обработки, включающей воздействие с затратами энергии на единицу объема 1-500 кВт/м, более предпочтительно - 1-200 кВт/м, и еще более предпочтительно - 1-100 кВт/м, предпочтительно длительностью 0,1-60 мин, более предпочтительно - 1-30 мин, еще более предпочтительно 1-10 мин; и/или
(ii) механической обработки, выбранной из числа обработки миксером, обработки гомогенизатором, и обработки мельницей; и/или
(iii) механической обработки, которая включает перекачивание содержащей микроорганизм ферментационной взвеси из сосуда для ферментации в сосуд для гидролиза;
с) гидролиза биомассы части В и продукта части d) в реакторе для получения растворимых сахаров.
3
3
3
5. Способ по п.4, в котором механическая обработка в стадии d) включает воздействие с затратами энергии на единицу объема 1-500 кВт/м, более предпочтительно - 1-200 кВт/м, и еще более предпочтительно - 1-100 кВт/м, предпочтительно длительностью 0,1-60 мин, более предпочтительно - 1-30 мин, еще более предпочтительно - 1-10 мин.
6. Способ по любому из пп.4 и 5, в котором механическую обработку в стадии d) выбирают из обработки миксером, обработки гомогенизатором и обработки мельницей, где механическая обработка может оказывать механическое сдвиговое напряжение или дробящую силу на микроорганизм и может разрывать или разрушать клеточные мембраны и/или структуры клеточных стенок.
7. Способ по любому из пп.4 и 5, в котором механическая обработка в стадии d) подразумевает закачивание содержащей микроорганизм ферментационной взвеси из сосуда для ферментации в сосуд для гидролиза.
8. Способ по любому из п.п 1-4, в котором если стадия d) подразумевает закачивание, скорость сдвига, которой подвергается содержащая микроорганизм взвесь, находится в диапазоне 1600-50000 1/с, более предпочтительно 1600-27000 1/с, а еще более предпочтительно 1600-10000 1/с.
9. Способ по п.8, в котором обработка завершается за период от 0,01 до 100 с.
10. Способ по любому из пп.1-4, в котором обработка включает обработку ультразвуком.
11. Способ по любому из пп.1-4, в котором стадия d) включает химическую обработку, которая является обработкой одним или несколькими химическими агентами, предпочтительно выбранными из группы, состоящей из солей, органических растворителей, поверхностно-активных веществ и ферментов.
12. Способ по любому из пп.1-4, в котором стадия d) включает механическую обработку по пп.5-9, и обработку одним или несколькими химическими агентами по п.11.
13. Способ по любому из пп.4-5, в котором часть А является минорной частью предварительно обработанной взвеси, полученной в стадии а), предпочтительно от 1 до 20% (массы сухого вещества), более предпочтительно от 1 до 5% (массы сухого вещества) и наиболее предпочтительно от 1 до 5% (массы сухого вещества).
14. Способ по любому из пп.1-4, в котором микроорганизм является грибом, который предпочтительно выбран из группы, состоящей из Trichoderma sp., Aspergillus sp., Penicillium sp. и Talaromyces sp., а более предпочтительно выбран из группы, состоящей из: Trichoderma sp. и Talaromyces sp.
15. Способ по п.14, в котором микроорганизмом является Trichoderma sp., более предпочтительно Trichoderma reesei.
16. Способ по любому из пп.1-4, в котором, по меньшей мере, один фермент с целлюлолитической и/или гемицеллюлолитической активностью имеет одну или несколько активностей, выбранных из группы, состоящей из: целлобиогидролазы типа I или типа II (СВН I или СВН II), эндонуклеазы типа I, II, III или IV (EG), бета-глюкозидазы (BGL), эстеразы, экзо-гемицеллюлазы и эндо-гемицеллюлазы.
17. Способ по п.16, согласно которому экзо-гемицеллюлазу и эндо-гемицеллюлазу предпочтительно выбирают из ксиланазы, манназидазы, маннозидазы, галактазы и галактозидазы.
18. Способ по любому из пп.1-4, в котором бета-глюкозидазу добавляют на стадии е).
19. Способ по любому из пп.1-4, в котором растворимые сахара, полученные в стадии е), содержат мономерные С5- и/или С6-сахара, предпочтительно глюкозу и/или ксилозу.
20. Способ по любому из пп.1-4, в котором растворимые сахара стадии е) далее преобразуются в этанол.