[发明专利]生物产物生产的集成系统和方法

权利要求书

1.一种用于生产生物产物的方法，所述方法包括在水解进料的存在下连续地发酵微生物，其中所述微生物被固定在生物反应器中的支持物上，其中所述进料是含碳水化合物的材料，其中所述水解进料通过所述进料的水解产生，其中所述水解产生用作所述发酵的碳源的碳水化合物分子，其中所述水解进料在所述发酵持续期间被连续地供给到所述生物反应器，并且其中所述微生物连续地使所述水解进料转化为生物产物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述进料在所述生物反应器的上游被连续地水解并且产生的水解进料在所述发酵持续期间被连续地供给到所述生物反应器中的微生物生长培养基。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述水解进料被连续地供给到平行和/或串联布置的多个生物反应器，其中所述发酵在所述多个生物反应器中连续地发生，并且其中所述多个生物反应器包括相同或不同的微生物。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述进料是纤维素材料。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述进料包括纤维素和半纤维素。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述进料是木质纤维素材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述木质纤维素材料是选自软木、硬木或其组合的木料。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述木质纤维素材料包括木片、锯屑、锯木厂废料或其组合。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述木质纤维素材料来自遭受病害或感染的进料来源。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述木质纤维素材料在水解之前被解构，其中所述解构包括选自预汽蒸、机械碾磨和机械爆炸的一种或多种工艺。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述木质纤维素材料在收获之前被解构，其中由于包括干旱、感染、火灾或除草剂的一种或多种天然的或有意的原因发生所述解构。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述木质纤维素材料被预处理以去除提取物，其中所述预处理包括压缩、水提取、溶剂提取、碱提取、酶处理、真菌处理、氧处理或空气干燥，其中所述预处理发生在所述解构之前或者连同所述解构一起发生。

13.根据权利要求6所述的方法，其中所述水解通过用一种或多种酸处理来施行。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述酸包括硝酸、甲酸、醋酸、磷酸、盐酸或硫酸。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述水解用硝酸施行。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述硝酸水解包括第一阶段和第二阶段，并且其中所述第二阶段水解在高于所述第一阶段的温度下施行。

17.根据权利要求16所述的方法，其中选择所述第一阶段的条件以达到所述进料中至少约70％的半纤维素水解，并且其中选择所述第二阶段的条件以达到所述进料中至少约40％的纤维素水解。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一阶段和第二阶段的水解产物在引入到所述生物反应器中之前被合并。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一阶段和第二阶段的水解产物作为单独的水解进料流被引入到单独的生物反应器中，其中所述第一阶段水解产物被引入到第一生物反应器中且所述第二阶段水解产物被引入到第二生物反应器中，其中所述第一生物反应器和第二生物反应器包括相同或不同的微生物。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一生物反应器包括第一微生物且所述第二生物反应器包括第二微生物，其中所述第一微生物和第二微生物是不同的，并且其中所述第一微生物被优化以在所述第一阶段水解产物上生长和/或产生期望的产物且所述第二微生物被优化以在所述第二阶段水解产物上生长和/或产生期望的产物。

21.根据权利要求16所述的方法，其中闪蒸蒸汽在所述第一阶段水解中生成，并且其中所述闪蒸蒸汽被用于在水解之前解构所述进料。