Способ получения биоэтанола из виноградной выжимки



C12P2203/00 - Бродильные или ферментативные способы синтеза химических соединений или композиций или разделение рацемической смеси на оптические изомеры (ферментативные способы получения пищевых продуктов A21,A23; соединения вообще см. классы для соответствующих соединений, например C01, C07; пивоварение C12C; производство уксуса C12J; способы получения ферментов C12N 9/00; ДНК или РНК, связанные с генной инженерией, векторы, например плазмиды или их выделение, получение или очистка C12N 15/00)

Владельцы патента RU 2790726:

Кемалов Руслан Алимович (RU)
Кемалов Алим Фейзрахманович (RU)
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) (RU)

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к получению биотоплива. Способ получения биоэтанола из виноградной выжимки заключается в том, что вначале проводят ее измельчение, затем предварительную обработку сырья, для чего на 1 кг выжимки берут 3 л раствора NaOH и перемешивают при атмосферном давлении и температуре 60-100°С в течение 3 ч до достижения рН=8, после чего промывают проточной водой до достижения нейтрального рН; далее биомассу подвергают автоклавированию, затем охлаждают до комнатной температуры, проводят ферментативный гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозы определенными ферментными препаратами, далее добавляют в смесь штамм базидиального гриба Trametes hirsuta MT 24.24 в количестве 10 мас.% от биомассы и стимуляторы биосинтеза этанола, перемешивают смесь со скоростью 8-10 об/мин в течение 4 дней при 28-40°C, затем реакцию останавливают, а полученный продукт охлаждают, отфильтровывают и перемещают в дистиллятор. Изобретение позволяет повысить выход продукта и минимизировать затраты на стадиях дистилляции и ректификации биоэтанола. 2 ил., 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к области биотехнологии в энергетике и может быть применено для получения биоэтанола из растительного сырья, а именно, из виноградной выжимки.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2421521 «Способ получения этанола из морских водорослей». Сущностью является способ получения этанола из морских водорослей, включающий формирование биомассы из высушенных морских водорослей, инициирование распада биомассы, введение в распадающуюся биомассу дрожжей, способных вызвать в ней брожение для образования бродящего раствора, отделение получившегося этанола от бродящего раствора, отличающийся тем, что формирование биомассы высушенных водорослей проводят путем их измельчения механическим способом и последующего замачивания в воде в соотношении 1:5, распад полученной биомассы осуществляют последовательно сначала с помощью химического, затем ферментативного гидролизов с последующей стерилизацией распадающейся биомассы, причем реакцию химического гидролиза проводят с помощью пергидроля (Н2О2), а реакцию ферментативного гидролиза проводят с помощью комплексов ферментов целлюлаз, гемицеллюлаз, пектиназ и десульфитаз, для брожения используют дрожжи Schizosaccharomyces pompe, или Candida utilis, или Saccharomyces cerevisiae.

Недостатком известного технического решения является ограниченная сырьевая база, для успешной и рентабельной работы производственные мощности целесообразно располагать только вблизи водоемов.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2284355 «Способ получения этанола». Сущностью является способ получения этанола из растительного сырья, предусматривающий гидролиз последнего серной кислотой, нейтрализацию гидролизата аммиачной водой, аэробно-спиртовое брожение, ректификацию спиртовой бражки, утилизацию отходов, отличающийся тем, что сульфат аммония, образующийся при нейтрализации гидролизата, со сточными водами производства направляют на очистную станцию "Симбиотенк" для полной утилизации и получения активного ила и технически чистой воды, активный ил добавляют к серной кислоте при проведении гидролиза и вносят в барду для производства дрожжей, при этом сточные воды производства включают конденсаты эфирно-альдегидной фракции и сивушной фракции.

Недостатком известного технического решения является деградация сахаров в реакции гидролиза и образование нежелательных побочных продуктов, это не только снижает выход сахаров, но и некоторые из побочных продуктов также сильно ингибируют образование этанола в ходе спиртового брожения, концентрация этанола в бражке очень низка.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение по патенту РФ №2581799 «Способ получения биоэтанола из лигноцеллюлозного сырья». Сущностью является способ получения биоэтанола из лигноцеллюлозного сырья, включающий предварительную обработку сырья при давлении, ферментативный гидролиз, спиртовое брожение, выделение биоэтанола из бражки, отличающийся тем, что предварительную обработку сырья с влажностью 12-60% осуществляют при атмосферном давлении разбавленной кислотой с концентрацией 4-10% при температуре 94-96°С с последующей обработкой раствором гидроксида натрия с концентрацией 3-6% при температуре 94-96°С, стадии ферментативного гидролиза и спиртового брожения совмещены, при этом ферментативный гидролиз осуществляют при рН, равном 4,0-6,5, при температуре 30-65°С, а в качестве сырья используют быстровозобновляемое лигноцеллюлозное сырье: солома, плодовые оболочки злаковых и масличных культур, мискантус, жом и жмых сельскохозяйственных культур.

К недостаткам описанного способа следует отнести сложность подготовки лигноцеллюлозного сырья для производства биоэтанола, а именно необходимость применения энергоемкого парового взрыва для создания высокого давления и использования в процессе дорогостоящего оборудования - ректификационной колонны специальной конструкции.

Техническим результатом заявленного технического решения является расширение арсенала способов указанного назначения путем разработки более рентабельного способа получения биоэтанола из быстровозобновляемого целлюлозосодержащего сырья - виноградной выжимки, с повышенным выходом продукта и минимизацией затрат на стадиях ферментации и ректификации биоэтанола.

Сущностью заявленного технического решения является способ получения биоэтанола из виноградной выжимки, заключающийся в том, что вначале проводят измельчение поступающего исходного сырья - виноградной выжимки до размеров 0,1-0,5 см, после этого проводят предварительную обработку сырья, для чего на 1 кг виноградной выжимки с естественной влажностью 10% берут 3 л раствора гидроксида натрия с концентрацией 2-8% и перемешивают при атмосферном давлении и температуре 60-100°С в течение 3 часов до достижения рН = 8, после чего промывают проточной водой до достижения нейтрального значения рН; далее полученную биомассу подвергают автоклавированию при 130-140°C в течение 20-30 минут, затем охлаждают до комнатной температуры; далее проводят ферментативный гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозы, содержащейся в биомассе, для чего в биомассу добавляют комбинированную композицию на основе ферментных препаратов, а именно - целлобиозы в расчете 10 - 25 г фермента на 1 кг биомассы и целлюлазы в расчете 20 - 50 г фермента на 1 кг биомассы, перемешивают смесь в течение 2 часов при комнатной температуре; далее добавляют в смесь дрожжевой экстракт «Trametes Hirsuta MT 24.24», в количестве 10 масс.% от биомассы и стимуляторы биосинтеза этанола - сульфат магния и хлорид кальция, в соотношении 5 г на 1 кг биомассы каждого стимулятора, перемешивают смесь со скоростью 8-10 об/мин в течение 4 дней при 28-40°C, при этом происходит осахаривание биомассы и реакция спиртового брожения с выделением биоэтанола; затем реакцию останавливают, для чего помещают полученную сброженную смесь в кипящую водяную баню на 5 минут; далее полученный продукт пропускают через теплообменник для охлаждения, отфильтровывают и перемещают в дистиллятор, где проводят выделение биоэтанола.

Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг.1 - Фиг.2.

На Фиг.1 представлена схема получения биоэтанола из виноградной выжимки, где:

1 - измельчитель пищевых отходов промышленного типа;

2 - аппарат с перемешивающим устройством;

3 - автоклав;

4 - реактор с перемешивающим устройством;

5 - холодильник;

6 - дистиллятор.

На Фиг.2 представлена Таблица 1, в которой приведены значения выделения биоэтанола с предварительной обработкой виноградной выжимки.

Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.

Далее заявителем приведена характеристика исходных материалов.

1. Дрожжевой экстракт «Trametes Hirsuta MT 24.24» - это штамм базидиального гриба Trametes hirsuta обладает способностью продуцировать этиловый спирт. Штамм базидиального гриба Trametes hirsuta депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ F-1288 и может быть использован в медицине и пищевой промышленности. Данный штамм базидиального гриба Trametes hirsuta позволяет получать спирт высокого качества, не содержащего такие примеси, как ацетон и изопропанол.

2. Виноградная выжимка - все, что остается в прессе после отжатия сока из свежего винограда или вина из перебродившей мезги - гребни, кожица, семена и остатки жидкости (сусло, вино). По химическому составу виноградные выжимки имеют богатый полисахаридный комплекс, содержат значительное количество фенольных веществ и лигнина. Ниже для примера приведен химический состав кожицы винограда некоторых технических сортов:

Компоненты, мг/100 г сухого препарата Содержание в сортах винограда
белых красных
Полисахариды (по сумме мономерных составляющих), в том числе L-целлюлоза 42 - 44
24 - 25
41 - 45
24 - 25
Фенольные и лигноподобные вещества 36 - 38 37 - 39
Азотистые вещества (по азоту) 1,4 - 1,6 1,5 - 1,8
Зольный остаток 2,5 - 2,7 2,6 - 2,8

3. Целлобиоза Новозим 188 - 4-(β-глюкозидо)-глюкоза, дисахарид, состоящий из двух остатков глюкозы, соединенных β-глюкозидной связью; основная структурная единица целлюлозы. Белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и в 45-48° спирте.

3. Целлюлаза ЦеллоЛюкс-А - комплексный ферментный препарат нового поколения, сбалансированный по ксиланазной.

Заявленный способ получения биоэтанола из виноградной выжимки состоит из трех основных стадий:

1. Измельчение поступающего исходного сырья (виноградной выжимки).

2. Предварительная физико-химическая обработка сырья.

3. Ферментативный гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозы, полученного субстрата и сбраживание этанолсинтезирующими микроорганизмами моносахаридов ферментативного гидролизата.

4. Выделение биоэтанола.

Далее приведено более подробное описание заявленного способа получения биоэтанола из виноградной выжимки (Фиг.1):

1. Проводят измельчение поступающего исходного сырья - виноградной выжимки, например, в известном измельчителе пищевых отходов промышленного типа 1, до размеров 0,1-0,5 см.

2. Проводят предварительную обработку сырья, для чего в аппарат с перемешивающим устройством и нагревательным элементом 1 помещают сырье - виноградную выжимку с естественной влажностью 10%, например, весом 1 кг, добавляют 3 литра раствора гидроксида натрия с концентрацией 2-8% и перемешивают при атмосферном давлении и температуре, например, 60-100°С в течение 3 часов до достижения рН = 8, после чего промывают проточной водой до достижения нейтрального значения рН.

3. Далее полученную на 1 стадии биомассу помещают в автоклав 2 и подвергают автоклавированию при 130-140°C в течение 20-30 минут с целью расщепления лигнина, из которого состоит виноградная выжимка, на более простые компоненты, как целлюлоза, гемицеллюлоза и так далее. Затем биомассу охлаждают до комнатной температуры.

Далее биомассу помещают в реактор 3 для проведения ферментативного гидролиза целлюлозы и гемицеллюлозы, содержащейся в биомассе. Для этого в биомассу добавляют комбинированную композицию на основе ферментных препаратов: целлобиозу, например, известный Новозим 188, в расчете 10-25 г фермента на 1 кг биомассы и целлюлазу, например, известный ЦеллоЛюкс-А, в расчете 20-50 г фермента на 1 кг биомассы, после этого перемешивают смесь в течение 2 часов при комнатной температуре.

Далее для сбраживания моносахаридов добавляют в смесь дрожжевой экстракт «Trametes Hirsuta MT 24.24», в количестве 10 масс.% от биомассы и стимуляторы биосинтеза этанола - сульфат магния и хлорид кальция, в соотношении 5 г на 1 кг биомассы каждого стимулятора, перемешивают смесь со скоростью 8-10 об/мин в течение 4 дней при 28-40°C, при этом происходит осахаривание билмассы и реакция спиртового брожения с выделением биоэтанола.

Затем реакцию останавливают, для чего помещают полученную сброженную смесь в емкость, которую помещают в кипящую воду на 5 минут (водяная баня).

4. Далее полученный продукт пропускают через теплообменник 4 для охлаждения, отфильтровывают, например, через фильтровальную сетку, далее помещают в дистиллятор 5, где проводят выделение биоэтанола.

Затем измеряют концентрацию полученного биоэтанола.

Выход биоэтанола с 1 т сырья составляет 20-27 дал (дал - декалитров).

Далее заявителем приведены примеры осуществления заявленного технического решения.

Для экспериментальной проверки заявленного способа получения биоэтанола были проведены 4 варианта испытаний с различным содержанием компонентов и их концентраций в заявленных интервалах при различных условиях протекания реакции.

Пример 1. Получение биоэтанола из выжимки виноградной при добавлении Новозим 188, в расчете 10 г фермента на 1 кг биомассы и ЦеллоЛюкс-А, в расчете 20 г фермента на 1 кг биомассы.

Виноградную выжимку с естественной влажностью 10% и весом, например, 1 кг подвергают измельчению в известном измельчителе пищевых отходов промышленного типа, до размера, например, 0,1 см. После этого сырье обрабатывают в аппарате с перемешивающим устройством с нагревательным элементом при атмосферном давлении и при температуре 60°С с добавлением, например, 3 л 2% раствора гидроксида натрия в течение 3 часов, по истечению времени получают биомассу с рН = 8, после промывают проточной водой до достижения нейтрального значения рН.

Предварительно обработанную биомассу с нейтральным значением рН подвергают автоклавированию при 130°C в течение 20 минут. Затем биомассу охлаждают до комнатной температуры.

Далее биомассу помещают в реактор с перемешивающим устройством для проведения ферментативного гидролиза целлюлозы и гемицеллюлозы, содержащейся в биомассе с добавлением комбинированной композиции на основе ферментных препаратов, для чего берут целлобиозу, например, известный Новозим 188, в расчете 10 г фермента на 1 кг биомассы и целлюлазу, например, известный ЦеллоЛюкс-А, в расчете 20 г фермента на 1 кг биомассы, после этого перемешивают смесь в течение 2 часов при комнатной температуре.

Далее для осахаривания и дальнейшего сбраживания моносахаридов добавляют в биомассу дрожжевой экстракт «Trametes Hirsuta MT 24.24», в количестве 10% масс. от биомассы и стимуляторы биосинтеза этанола - сульфат магния и хлорид кальция, в соотношении 5 г на 1 кг биомассы каждого стимулятора, перемешивают смесь со скоростью 8 об/мин в течение 4 дней при 28°C, при этом происходит реакция спиртового брожения.

Затем реакцию останавливают, для чего помещают полученную сброженную смесь в емкость, которую помещают в кипящую воду на 5 минут (водяная баня).

Далее полученный продукт пропускают через теплообменник для охлаждения, отфильтровывают, например, через фильтровальную сетку, далее помещают в дистиллятор, где проводят выделение биоэтанола. а затем измеряют концентрацию полученного биоэтанола.

Выход биоэтанола из 1 т виноградной выжимки составляет 20 дал.

Пример 2. Получение биоэтанола из выжимки виноградной при добавлении Новозим 188, в расчете 15 г фермента на 1 кг биомассы и ЦеллоЛюкс-А, в расчете 30 г фермента на 1 кг биомассы.

Виноградную выжимку с естественной влажностью 10% и весом, например, 1 кг подвергают измельчению в известном измельчителе пищевых отходов промышленного типа, до размера, например, 0,5 см. После этого сырье обрабатывают в аппарате с перемешивающим устройством с нагревательным элементом при атмосферном давлении и при температуре 80°С с добавлением, например, 3 л 4% раствора гидроксида натрия в течение 3 часов, по истечению времени получают биомассу с рН = 8, после промывают проточной водой до достижения нейтрального значения рН.

Предварительно обработанную биомассу с нейтральным значением рН подвергают автоклавированию при 135°C в течение 25 минут. Затем биомассу охлаждают до комнатной температуры. Далее биомассу помещают в реактор с перемешивающим устройством для проведения ферментативного гидролиза целлюлозы и гемицеллюлозы, содержащейся в биомассе с добавлением комбинированной композиции на основе ферментных препаратов, для чего берут целлобиозу, например, известный Новозим 188, в расчете 15 г фермента на 1 кг биомассы и целлюлазу, например, известный ЦеллоЛюкс-А, в расчете 30 г фермента на 1 кг биомассы, после этого перемешивают смесь в течение 2 часов при комнатной температуре.

Далее для осахаривания и дальнейшего сбраживания моносахаридов добавляют в биомассу дрожжевой экстракт «Trametes Hirsuta MT 24.24», в количестве 10% масс. от биомассы и стимуляторы биосинтеза этанола - сульфат магния и хлорид кальция, в соотношении 5 г на 1 кг биомассы каждого стимулятора, перемешивают смесь со скоростью 10 об/мин в течение 4 дней при 32°C, при этом происходит реакция спиртового брожения.

Затем реакцию останавливают, для чего помещают полученную сброженную смесь в емкость, которую помещают в кипящую воду на 5 минут (водяная баня).

Далее полученный продукт пропускают через теплообменник для охлаждения, отфильтровывают, например, через фильтровальную сетку, далее помещают в дистиллятор, где проводят выделение биоэтанола. а затем измеряют концентрацию полученного биоэтанола.

Выход биоэтанола из 1 т виноградной выжимки составляет 24 дал.

Пример 3. Получение биоэтанола из выжимки виноградной при добавлении Новозим 188, в расчете 20 г фермента на 1 кг биомассы и ЦеллоЛюкс-А, в расчете 40 г фермента на 1 кг биомассы.

Виноградную выжимку с естественной влажностью 10% и весом, например, 1 кг подвергают измельчению в известном измельчителе пищевых отходов промышленного типа, до размера, например, 0,2 см. После этого сырье обрабатывают в аппарате с перемешивающим устройством с нагревательным элементом при атмосферном давлении и при температуре 100°С с добавлением, например, 3 л 6% раствора гидроксида натрия в течение 3 часов, по истечению времени получают биомассу с рН = 8, после промывают проточной водой до достижения нейтрального значения рН.

Предварительно обработанную биомассу с нейтральным значением рН подвергают автоклавированию при 140°C в течение 30 минут. Затем биомассу охлаждают до комнатной температуры. Далее биомассу помещают в реактор с перемешивающим устройством для проведения ферментативного гидролиза целлюлозы и гемицеллюлозы, содержащейся в биомассе с добавлением комбинированной композиции на основе ферментных препаратов, для чего берут целлобиозу, например, известный Новозим 188, в расчете 20 г фермента на 1 кг биомассы и целлюлазу, например, известный ЦеллоЛюкс-А, в расчете 40 г фермента на 1 кг биомассы, после этого перемешивают смесь в течение 2 часов при комнатной температуре.

Далее для осахаривания и дальнейшего сбраживания моносахаридов добавляют в биомассу дрожжевой экстракт «Trametes Hirsuta MT 24.24», в количестве 10% масс. от биомассы и стимуляторы биосинтеза этанола - сульфат магния и хлорид кальция, в соотношении 5 г на 1 кг биомассы каждого стимулятора, перемешивают смесь со скоростью 9 об/мин в течение 4 дней при 36°C, при этом происходит реакция спиртового брожения.

Затем реакцию останавливают, для чего помещают полученную сброженную смесь в емкость, которую помещают в кипящую воду на 5 минут (водяная баня).

Далее полученный продукт пропускают через теплообменник для охлаждения, отфильтровывают, например, через фильтровальную сетку, далее помещают в дистиллятор, где проводят выделение биоэтанола. а затем измеряют концентрацию полученного биоэтанола.

Выход биоэтанола из 1 т виноградной выжимки составляет 27 дал.

Пример 4. Получение биоэтанола из выжимки виноградной при добавлении Новозим 188, в расчете 25 г фермента на 1 кг биомассы и ЦеллоЛюкс-А, в расчете 50 г фермента на 1 кг биомассы.

Виноградную выжимку с естественной влажностью 10% и весом, например, 1 кг подвергают измельчению в известном измельчителе пищевых отходов промышленного типа, до размера, например, 0,3 см. После этого сырье обрабатывают в аппарате с перемешивающим устройством с нагревательным элементом при атмосферном давлении и при температуре 90°С с добавлением, например, 3 л 8% раствора гидроксида натрия в течение 3 часов, по истечению времени получают биомассу с рН = 8, после промывают проточной водой до достижения нейтрального значения рН.

Предварительно обработанную биомассу с нейтральным значением рН подвергают автоклавированию при 125°C в течение 30 минут. Затем биомассу охлаждают до комнатной температуры. Далее биомассу помещают в реактор с перемешивающим устройством для проведения ферментативного гидролиза целлюлозы и гемицеллюлозы, содержащейся в биомассе с добавлением комбинированной композиции на основе ферментных препаратов, для чего берут целлобиозу, например, известный Новозим 188, в расчете 25 г фермента на 1 кг биомассы и целлюлазу, например, известный ЦеллоЛюкс-А, в расчете 50 г фермента на 1 кг биомассы, после этого перемешивают смесь в течение 2 часов при комнатной температуре.

Далее для осахаривания и дальнейшего сбраживания моносахаридов добавляют в биомассу дрожжевой экстракт «Trametes Hirsuta MT 24.24», в количестве 10% масс. от биомассы и стимуляторы биосинтеза этанола - сульфат магния и хлорид кальция, в соотношении 5 г на 1 кг биомассы каждого стимулятора, перемешивают смесь со скоростью 10 об/мин в течение 4 дней при 40°C, при этом происходит реакция спиртового брожения.

Затем реакцию останавливают, для чего помещают полученную сброженную смесь в емкость, которую помещают в кипящую воду на 5 минут (водяная баня).

Далее полученный продукт пропускают через теплообменник для охлаждения, отфильтровывают, например, через фильтровальную сетку, далее помещают в дистиллятор, где проводят выделение биоэтанола. а затем измеряют концентрацию полученного биоэтанола.

Выход биоэтанола из 1 т виноградной выжимки составляет 25 дал.

Основываясь на приведенных выше экспериментальных данных, можно сделать заключение о том, что заявленное техническое решение обеспечивает повышение выхода продукта и минимизацию затрат на стадиях дистилляции и ректификации биоэтанола, за счет совмещения ферментативного гидролиза и спиртового брожения.

Полученные показатели характеризуют повышение выхода биоэтанола из 1 т растительного сырья по сравнению с аналогом. Таким образом, преимуществами заявленного технического решения являются:

• Увеличение выхода биоэтанола из 1 т виноградной выжимки до 17 дал.

• Упрощение конструктивного решения заявленного способа получения биоэтанола, за счет того, что совмещены стадии ферментативного гидролиза, осахаривания и спиртового брожения.

Таким образом, из описанного выше можно сделать вывод, что заявителем достигнут заявленный технический результат, а именно - разработан более рентабельный способ получения биоэтанола из быстровозобновляемого целлюлозосодержащего сырья - виноградной выжимки, с повышенным выходом продукта и минимизацией затрат на стадиях дистилляции и ректификации биоэтанола.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как при определении уровня техники не выявлено техническое решение, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) совокупности признаков, перечисленных в формуле изобретения, включая характеристику назначения.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, так как может быть изготовлено с использованием известных материалов, комплектующих изделий, стандартных технических устройств и оборудования.

Способ получения биоэтанола из виноградной выжимки, заключающийся в том, что вначале проводят измельчение поступающего исходного сырья – виноградной выжимки до размеров 0,1-0,5 см, после этого проводят предварительную обработку сырья, для чего на 1 кг виноградной выжимки с естественной влажностью 10% берут 3 л раствора гидроксида натрия с концентрацией 2-8% и перемешивают при атмосферном давлении и температуре 60-100°С в течение 3 часов до достижения рН=8, после чего промывают проточной водой до достижения нейтрального значения рН;

далее полученную биомассу подвергают автоклавированию при 130-140°C в течение 20-30 минут, затем охлаждают до комнатной температуры;

далее проводят ферментативный гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозы, содержащейся в биомассе, для чего в биомассу добавляют комбинированную композицию на основе ферментных препаратов, а именно – Новозим 188 в расчете 10-25 г фермента на 1 кг биомассы и ЦеллоЛюкс-А в расчете 20-50 г фермента на 1 кг биомассы, перемешивают смесь в течение 2 часов при комнатной температуре;

далее добавляют в смесь штамм базидиального гриба Trametes hirsuta MT 24.24, в количестве 10 мас.% от биомассы и стимуляторы биосинтеза этанола – сульфат магния и хлорид кальция, в соотношении 5 г на 1 кг биомассы каждого стимулятора, перемешивают смесь со скоростью 8-10 об/мин в течение 4 дней при 28-40°C, при этом происходит осахаривание биомассы и реакция спиртового брожения с выделением биоэтанола;

затем реакцию останавливают, для чего помещают полученную сброженную смесь в кипящую водяную баню на 5 минут;

далее полученный продукт пропускают через теплообменник для охлаждения, отфильтровывают и перемещают в дистиллятор, где проводят выделение биоэтанола.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности получению биотоплива. Способ получения биоэтанола из тростника обыкновенного заключается в том, что вначале проводят предварительную обработку сырья, для чего на 1 кг тростника обыкновенного берут 3 л раствора NaOH и перемешивают при атмосферном давлении и температуре 60-100°С в течение 5 часов до достижения рН = 10, после чего промывают проточной водой до достижения нейтрального значения рН, далее полученную биомассу подвергают автоклавированию, затем охлаждают до комнатной температуры и проводят ферментативный гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозы определенными ферментами, перемешивают смесь в течение 2 часов при комнатной температуре, далее добавляют одноклеточные дрожжи S.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ получения продуктов сбраживания глюкозы: молочной, уксусной, янтарной, пропионовой, масляной, муравьиной, изовалериановой кислот и этанола, из целлюлозосодержащих сырья и отходов.

Изобретения относятся к выделенному штамму грибов ацидофильного Fusarium oxysporum, продуцирования высокоэнергетического метаболита, представляющего собой липид, этанол и/или водород, способам применения указанного штамма и композиции, содержащей указанный штамм. Предложен выделенный штамм Fusarium МК7, депонированный как ATCC под номером PTA-10698 и продуцирующий высокоэнергетический метаболит, представляющий собой липид, этанол и/или водород.

Изобретение относится к способу обработки первичного осадка, который образуется на водоочистных сооружениях, таких как включенных в целлюлозный завод или целлюлозно-бумажный завод. Изобретение также относится к способу применения первичного осадка для получения этанола из целлюлозы и к применению обработанного первичного осадка для получения рециклового облицовочного картона.
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения биоэтанола из целлюлозосодержащего сырья.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложено устройство и способ непрерывного гидролиза биомассы.

Изобретение относится к способу ферментации низкомолекулярного сахара. Предложен способ ферментации низкомолекулярного сахара, предусматривающий смешивание в водной среде низкомолекулярного сахара, одного или более ферментирующих микроорганизмов, лигноцеллюлозного материала, облученного ионизирующим облучением при дозе облучения, составляющей от 0,25 Мрад до 10 Мрад.

Предложен способ ферментации стеблей растений семейства Роасеае. Для осуществления способа получают стебли растений семейства Роасеае, где указанные стебли имеют среднюю длину более 100 мм и где указанные стебли имеют среднее исходное содержание влаги от 25% до 80%.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ утилизации целлюлозосодержащих отходов с параллельным получением глюкозы, согласно которому отходы подвергают обработке на активаторе-стерилизаторе до получения сухого или мокрого тонкого и сверхтонкого дисперсного измельчения путем коагуляции с последующим разрушением их и разрывом волокон в зоне истирания.

Изобретение относится к биотехнологии и гидролизной промышленности. Предложен способ получения этанола и 5-гидроксиметилфурфурола из целлюлозы.

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности получению биотоплива. Способ получения биоэтанола из тростника обыкновенного заключается в том, что вначале проводят предварительную обработку сырья, для чего на 1 кг тростника обыкновенного берут 3 л раствора NaOH и перемешивают при атмосферном давлении и температуре 60-100°С в течение 5 часов до достижения рН = 10, после чего промывают проточной водой до достижения нейтрального значения рН, далее полученную биомассу подвергают автоклавированию, затем охлаждают до комнатной температуры и проводят ферментативный гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозы определенными ферментами, перемешивают смесь в течение 2 часов при комнатной температуре, далее добавляют одноклеточные дрожжи S.
Наверх