(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2012/46 EP B1 (13) (51) T3 Int.Cl. C12P 7/06 ( ) C12P 19/00 ( ) C12M 1/36 ( ) (54) Tytuł wynalazku: Sposób wytwarzania etanolu z dwóch różnych materiałów wyjściowych (30) Pierwszeństwo: SE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2010/42 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2013/03 (73) Uprawniony z patentu: Sekab E-Technology AB, Örnsköldsvik, SE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 KARIN ÖHGREN GREDEGÅRD, Lund, SE GUIDO ZACCHI, Malmö, SE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Lidia Chlebicka BRANDPAT KANCELARIA RZECZNIKÓW PATENTOWYCH CHLEBICKA CZYŻ GAŁĄZKIEWICZ ZIÓŁKOWSKI SP.P. ul. Hoża 29/31 lok Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 1288-PAT-EP-PL 1 EP Sposób wytwarzania etanolu z dwóch różnych materiałów wyjściowych Opis Dziedzina wynalazku [0001] Niniejsze ujawnienie dotyczy wytwarzania etanolu z zastosowaniem co najmniej dwóch materiałów wyjściowych jednego, który zawiera materiał lignocelulozowy i drugiego o dużej zawartości ulegających fermentacji cukrów - skrobi lub innego materiału, który łatwo można przekształcić w ulegające fermentacji cukry. Zgodnie z tym, wytwarzanie etanolu może opierać się na biomasie jako całości, jak np. różnych całych roślin uprawnych. W odniesieniu np. do kukurydzy jako rośliny, cukry ulegające fermentacji otrzymać można z kolby kukurydzy jak również z wymłóconej słomy kukurydzianej. Innymi przykładami są różne typy odpowiednio ziaren i słomy, a w odniesieniu do trzciny cukrowej, odpowiednio ekstrahowany sok (zawierający ulegające fermentacji cukry) oraz wytłoki trzciny cukrowej. Jako surowiec stosować można także całe rośliny uprawne inne niż te wyszczególnione. Oczywiście, surowiec może także składać się z mieszaniny wymienionych powyżej roślin i każdej innej odpowiedniej rośliny uprawnej lub części rośliny uprawnej. Stan w dziedzinie [0002] Wymienionej powyżej dziedziny dotyczy badanie literaturowe zatytułowane Feasibility Study for Co-locating and integrating Ethanol Production Plants from Corn Starch and Lignocellulosic Feedstocks, opublikowane przez Amerykański Departament Rolnictwa oraz Amerykański Departament Energii (wydanie poprawione, styczeń 2005). Badanie dotyczy problemu identyfikacji scenariuszy, zgodnie z którymi można by było dzielić się wyposażeniem

3 1288-PAT-EP-PL 2 EP zasadniczym, kosztami eksploatacyjnymi i koproduktami w celu znalezienia ogólnych oszczędności w porównaniu z funkcjonującą samodzielnie celulozownią wykorzystującą jako surowiec wymłóconą słomę kukurydzianą. Omówiono siedem hipotetycznych scenariuszy, z których dwa (scenariusze 6 i 7) wymagają dwóch linii do przetwarzania odpowiednio kolb kukurydzy i wymłóconej słomy kukurydzianej, do ulegających fermentacji cukrów oraz późniejszego połączenia dwóch strumieni sacharydowych. Na stronie 19 raportu wyciągnięto wniosek, że: W przypadku scenariuszy 4-7 dochodzi do utraty wartości koproduktu DDGS. W przypadku scenariuszy 5a i b występuje zmniejszona produkcja etanolu. Porównanie scenariusza 4 z 7 wskazuje, że połączenie fermentacji nie przynosi korzyści, prawdopodobnie ze względu na to, że parametry zbiorników zmieniają się liniowo. Jedynymi połączonymi scenariuszami o lepszej ekonomice niż funkcjonujące samodzielnie zakłady przetwarzające wymłóconą słomę to scenariusze 2, 3 i 5b z uwagi na łączne wykorzystanie sprzętu, oczyszczanie etanolu i połączenie fermentacji C6 ze sprzedawanym oddzielnie strumieniem C5, do przekłada się na korzyści skali możliwe do uzyskania z zastosowaniem sprzętu do destylacji oraz wartość dodaną pary C5 w ostatnim przypadku. Opis wynalazku [0003] Jak wynika z wymienionej powyżej publikacji, specjaliście w dziedzinie zaleca się by nie łączyć dwóch strumieni sacharydowych w etapie fermentacji. [0004] Przedmiotem niektórych aspektów niniejszego ujawnienia jest zwiększona wydajność produkcji etanolu, w szczególności w procesach wykorzystujących jeden materiał wyjściowy, który zawiera

4 1288-PAT-EP-PL 3 EP lignocelulozę oraz drugi o dużej zawartości ulegających fermentacji cukrów skrobi, lub innego materiału, który łatwo można przekształcić w ulegające fermentacji cukry. [0005] Innym przedmiotem niektórych aspektów niniejszego ujawnienia jest energowydajna produkcja etanolu, która z kolei przyczynia się do zmniejszenia do minimum całkowitego kosztu produkcji etanolu. [0006] A zatem, w ramach pierwszej konfiguracji pierwszego aspektu niniejszego ujawnienia, jego przedmiotem jest sposób zwiększania uzysku etanolu w procesie wytwarzania zawierającego etanol produktu z biomasy lignocelulozowej oraz produktu cukrowego zawierającego ulegające fermentacji cukry pochodzącego z materiału o dużej zawartości cukru, obejmujący: poddanie obróbce, obejmującej hydrolizę, wymienionej biomasy lignocelulozowej w jednym lub większej liczbie etapów z wytworzeniem pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, w tym ulegających fermentacji cukrów oraz substancji zdolnych do poddawania stresowi środka powodującego fermentację; i fermentację, z zastosowaniem środka powodującego fermentację, mieszaniny zawierającej co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i wymienionych, ulegających fermentacji cukrów pochodzących z wymienionego materiału o dużej zawartości cukru, z wytworzeniem zawierającego etanol produktu, przy czym ilość wymienionego produktu cukrowego miesza się z ilością co najmniej jednego spośród takich jak: (i) materiał pochodzący z lignocelulozy w trakcie obróbki; (ii) otrzymane w wyniku obróbki produkty obróbki pochodzące z lignocelulozy; i

5 1288-PAT-EP-PL 4 EP (iii) pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki w trakcie fermentacji, tak, że w mieszaninie występują wymienione, ulegające fermentacji cukry pochodzące z wymienionego materiału o dużej zawartości cukru i wymieniona co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, a wymienione ilości kontroluje się tak, by środek powodujący fermentację poddawany był stresowi przez pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki w zakresie zwiększającym uzysk etanolu. [0007] W kontekście niniejszego ujawnienia, określenie biomasa lignocelulozowa odnosi się do materiału organicznego zawierającego celulozę, hemicelulozę i ligninę. Celuloza i hemiceluloza to polimery węglowodanowe ściśle związane z ligninąw biomasie lignocelulozowej. Przykładami biomasy lignocelulozowej są drewno i odpady drewniane, makulatura, odpady rolnicze, takie jak wymłócona słoma kukurydziana, wytłoki trzciny cukrowej i słoma oraz rośliny uprawne przeznaczone na cele energetyczne takie jak bambus. [0008] Dalej, określenie materiał o dużej zawartości cukru odnosi się do biomasy o dużej zawartości ulegających fermentacji cukrów. Przykładami materiału o dużej zawartości cukru są trzcina cukrowa, burak cukrowy i sorgo cukrowe. A zatem, produkt cukrowy zawierający ulegające fermentacji cukry pochodzący z materiału o dużej zawartości cukru może oznaczać ekstrakt z trzciny cukrowej, buraka cukrowego lub sorgo cukrowego. Czasem taki ekstrakt nazywany jest w dziedzinie sokiem. Produkt cukrowy może oznaczać również melasę, którą można uzyskać przetwarzając dalej wymieniony powyżej ekstrakt. Przetwarzanie może obejmować zatężanie, które może być korzystne, gdy produkt cukrowy ma być

6 1288-PAT-EP-PL 5 EP przechowywany przed jego zastosowaniem w procesie. Przechowywanie może być potrzebne z tego względu, że materiał o dużej zawartości cukru może nie być normalnie zbierany przez cały rok. Ponadto produkt cukrowy może obejmować skrystalizowany cukier. [0009] Określenie ulegające fermentacji cukry odnosi się do cząsteczek cukru, które mogą być fermentowane przez środek powodujący fermentację, taki jak drożdże lub bakterie. A zatem, to, które cukry należy uznać za cukry ulegające fermentacji może zależeć od stosowanego środka powodującego fermentację. Drożdżami tymi mogą być np. Saccharomyces cerevisiae lub ich otrzymane metodą inżynierii genetycznej warianty, a bakteriami - np. otrzymany metodą inżynierii genetycznej wariant E. coli. Ulegające fermentacji cukry obejmują np. monosacharydy, takie jak pentozy i heksozy oraz disacharydy. Ulegające fermentacji cukry produktów obróbki pochodzących z celulozy normalnie obejmują pentozy i heksozy. Ulegające fermentacji cukry pochodzące z materiału o dużej zawartości cukru normalnie obejmują mono- i disacharydy typu heksozy (np. sacharozę). Określenie obróbka może obejmować różne etapy rozkładu biomasy lignocelulozowej. Hydrolizę jednakże zawsze prowadzi się w celu uzyskania ulegających fermentacji cukrów pochodzących z lignocelulozy. Określenie hydroliza odnosi się do procesu, w którym większość polisacharydów rozkładana jest do cukrów ulegających fermentacji, takich jak monosacharydy. Oprócz ulegających fermentacji cukrów pochodzących z lignocelulozy, uzyskane z obróbki pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki obejmują substancje zdolne do poddawania stresowi środka powodującego fermentację (nazywane są tu one również inhibitorami).

7 1288-PAT-EP-PL 6 EP Przykładowo, poddanie obróbce może obejmować obróbkę wstępną, która może obejmować np. poddanie działaniu wysokiej temperatury i nadciśnienia. W takiej obróbce wstępnej powstają i/lub uwalniane są pewne inhibitory. Dalej, obróbka może obejmować nasycanie biomasy lignocelulozowej, normalnie w ramach pierwszego etapu obróbki, tj., przed wszelką obróbką wstępną bądź hydrolizą. Nasycanie może obejmować zastosowanie płynu do nasycania, którym może być ciecz lub gaz. Płyn do nasycania może obejmować wodę, kwas i/lub inne środki chemiczne. Przykładowo, płynem do nasycania może być SO 2 (roztwór wodny) lub SO 2 (gaz). Płyn do nasycania może być na przykład aplikowany przez spryskiwanie. [0010] A zatem, w kontekście niniejszego ujawnienia, określenie produkty obróbki pochodzące z lignocelulozy odnosi się do produktów otrzymanych w wyniku hydrolizy i ewentualnie jednego lub więcej innych sposobów obróbki biomasy lignocelulozowej, przy czym celem jednego lub więcej innych sposobów obróbki jest również rozkład, lub ułatwienie rozkładu biomasy lignocelulozowej. Przykładem takiego innego sposobu obróbki jest obróbka wstępna mająca na celu zniszczenie struktury biomasy lignocelulozowej tak, by sprawić aby zawarta w niej celuloza była dostępna do późniejszej hydrolizy. [0011] Określenie fermentacja odnosi się do przekształcenia biologicznego ulegających fermentacji cukrów do etanolu. W fermentacji stosuje się środek powodujący fermentację. Określenie środek powodujący fermentację według niniejszego ujawnienia odnosi się do drobnoustroju zdolnego do przekształcenia monosacharydów i/lub disacharydów do etanolu. Drobnoustrój może być typu dzikiego lub otrzymany metodą inżynierii genetycznej. Dalej, drobnoustrój może być mutantem

8 1288-PAT-EP-PL 7 EP wyselekcjonowanym pod kątem pewnej jednej, lub kilku, właściwości korzystnych dla produkcji etanolu. Środek powodujący fermentację może zatem oznaczać drożdże, takie jak Saccharomyces cerevisiae, lub bakterie. Środek powodujący fermentację może również oznaczać mieszaninę środków powodujących fermentację. Środek (środki) powodujący fermentację może być zdolny do fermentowania pentoz. [0012] Mieszanina poddana fermentacji zawiera co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów hydrolizy i wymienionych ulegających fermentacji cukrów pochodzących z wymienionego materiału o dużej zawartości cukru. W konsekwencji, mieszanina zawiera ulegające fermentacji cukry pochodzące z dwóch różnych materiałów wyjściowych. Jeśli sposób obejmuje jednoczesne scukrzanie i fermentację, mieszanina będzie również zawierać polisacharydy celulozowe rozkładane przez enzymy do cukrów ulegających fermentacji. [0013] Proporcję różnych składników mieszaniny określa podczas mieszania materiału pochodzącego z celulozy i produktu cukrowego. Takie mieszanie może mieć miejsce na dowolnym etapie obróbki, po obróbce lub podczas fermentacji. W konsekwencji, produkt cukrowy może być mieszany z materiałem pochodzącym z celulozy przed lub po rozkładzie celulozy i hemiceluloz materiału pochodzącego z celulozy do cukrów ulegających fermentacji. Kontrolując ilości podczas mieszania, kontroluje się również stężenie pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki w mieszaninie. Większa ilość materiału pochodzącego z lignocelulozy w mieszanie będzie typowo skutkować większym udziałem w mieszaninie pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki.

9 1288-PAT-EP-PL 8 EP [0014] Niektóre pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki poddają środek powodujący fermentację stresowi. Jeśli ich stężenia podczas fermentacji są zbyt wysokie, środek powodujący fermentację jest hamowany a uzysk etanolu - mniejszy. Jednakże w niższych stężeniach, stymulują one środek powodujący fermentację do wytworzenia większej ilości etanolu. W konsekwencji, kontrolując ilości podczas mieszania określić można zakres w jakim środek powodujący fermentację poddaje się stresowi. [0015] W czystym hydrolizacie lignocelulozowym, tj. produkcie hydrolizy wyłącznie biomasy lignocelulozowej, stężenia omawianych pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki są normalnie zbyt wysokie do uzyskania optymalnego wyniku. Oznacza to, że często otrzymuje się efekt hamowania. Natomiast w produkcie cukrowym lub hydrolizacie biomasy o dużej zawartości skrobi (patrz poniżej), stężenia omawianych pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki są zbyt niskie do znacznej stymulacji środka powodującego fermentację. Zatem mieszanie materiału pochodzącego z dwóch materiałów wyjściowych w kontrolowanych ilościach zwiększy uzysk etanolu. Określenie uzysk etanolu odnosi się do całkowitej ilości etanolu otrzymanej po fermentacji z danych ilości odpowiednio, materiału pochodzącego z lignocelulozy i produktu cukrowego. [0016] Zgodnie z tym, stężenia omawianych pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki odpowiadają ilości dostarczonej biomasy lignocelulozowej, lecz również zależą od typu zastosowanych obróbki wstępnej i procesu scukrzania. A zatem, dla każdego danego procesu określić można optymalną ilość dostarczonej biomasy lignocelulozowej. Stosując powszechną wiedzę ogólną i wskazania niniejszego ujawnienia, specjalista w

10 1288-PAT-EP-PL 9 EP dziedzinie może dokonać takiej optymalizacji bez niepotrzebnego obciążenia. Przykładowo specjalista może zmieniać udział biomasy lignocelulozowej podczas mieszania i ilość uzyskanego etanolu. [0017] W celu określenia czy powyższy sposób prowadzi do zwiększonego uzysku etanolu, parametrem do oszacowania może być ilość etanolu wytwarzanego z danej ilości materiału pochodzącego z lignocelulozy i produktu cukrowego. [0018] W powyższym sposobie, biomasę lignocelulozową w danej ilości poddaje się obróbce wstępnej, hydrolizuje i fermentuje i na dowolnym etapie dodaje się produkt cukrowy w danej ilości pod warunkiem, że jest on w trakcie fermentacji. Wydajność takiego sposobu obejmującego wspólną fermentację można porównać ze sposobem odniesienia obejmującym oddzielną fermentację. W takim sposobie odniesienia, biomasa lignocelulozowa takiego samego typu poddawana jest obróbce wstępnej, hydrolizowana i fermentowana w taki sam sposób, lecz bez dodania produktu cukrowego. Zamiast tego w sposobie odniesienia produkt cukrowy tego samego typu w tej samej ilości fermentuje się oddzielnie. Ilości zastosowane w sposobie odniesienia są takie same jak w sposobie z którym ma być on porównany pod kątem uzysku etanolu. Ponadto, w porównaniu, w każdym przypadku stosuje się taki sam typ środka powodującego fermentację. A zatem, w miarę możliwości, warunki dla sposobu, którego wydajność ma być porównywana oraz sposobu odniesienia są takie same. Jeśli ilości są skutecznie kontrolowane, to uzysk etanolu ze sposobu obejmującego wspólną fermentację będzie większy niż ze sposobu odniesienia obejmującego dwie oddzielne fermentacje. [0019] A zatem, w rozwiązaniach sposobu według pierwszej konfiguracji pierwszego aspektu, ilości można kontrolować tak, by

11 1288-PAT-EP-PL 10 EP uzysk etanolu był większy niż w przypadku gdyby takie same ilości pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i produktu cukrowego fermentowano oddzielnie z zastosowaniem środka powodującego fermentację a wymienione, pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki otrzymano przy zastosowaniu takiej samej obróbki biomasy lignocelulozowej takiego samego typu. W takich rozwiązaniach, uzysk etanolu może być co najmniej 1% większy, jak np. co najmniej 2% większy, co najmniej 5% większy, jak co najmniej 8% większy (patrz np. tablica 2). [0020] Lignocelulozowe produkty obróbki często zawierają inhibitory, takie jak furfural, kwas octowy i hydroksymetylofurfural (5-(hydroksymetylo)furfural, HMF). Twórcy wynalazku zauważyli, że te składniki lignocelulozowych produktów obróbki odpowiedzialne są za co najmniej część działania stresującego na środek powodujący fermentację. Ponadto, twórcy wynalazku zidentyfikowali pewne przedziały stężeń wymienionych powyżej inhibitorów, które odpowiadają korzystnym proporcjom materiału pochodzącego z lignocelulozy w mieszaninie poddanej fermentacji. [0021] Ponadto twórcy wynalazku sądzą, że obecność HMF i furfuralu ma pozytywny wpływ na fermentację, lecz że w raczej niskich stężeniach, około 1 g/l zaczynają mieć one hamujący wpływ na drożdże. Dalej, twórcy wynalazku sądzą, że wkład kwasu octowego może być najwartościowszy ze wszystkich tych trzech związków i kwas octowy w stężeniach, które normalnie powstają w hydrolizatach lignocelulozy może nie obniżać produkcji etanolu. Jednakże stężenie kwasu octowego powinno się korzystnie utrzymywać na poziomie poniżej 8 g/l, ponieważ wykazano, że takie stężanie, lub wyższe, hamuje fermentacje. Przykładowo, w

12 1288-PAT-EP-PL 11 EP tablicy 2 przedstawiono, że szczególnie zwiększonemu uzyskowi odpowiada stężenie kwasu octowego rzędu 0,72 g/l, stężenie furfuralu rzędu 0,66 g/l i stężenie HMF rzędu 0,15 g/l. [0022] A zatem, druga konfiguracja pierwszego aspektu to sposób zwiększania uzysku etanolu w procesie wytwarzania zawierającego etanolu produktu z biomasy lignocelulozowej oraz produktu cukrowego zawierającego ulegające fermentacji cukry pochodzące z materiału o dużej zawartości cukru, obejmujący: poddanie obróbce, obejmującej hydrolizę, wymienionej biomasy lignocelulozowej w jednym lub większej liczbie etapów z wytworzeniem pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, w tym ulegających fermentacji cukrów; i fermentację, z zastosowaniem środka powodującego fermentację, mieszaniny zawierającej co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i wymienionych, ulegających fermentacji cukrów pochodzących z wymienionego materiału o dużej zawartości cukru, z wytworzeniem zawierającego etanol produktu, przy czym ilość wymienionego produktu cukrowego miesza się z ilością co najmniej jednego spośród takich jak: (i) materiał pochodzący z lignocelulozy w trakcie obróbki ; (ii) otrzymane w wyniku obróbki produkty obróbki pochodzące z lignocelulozy; i (iii) pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki w trakcie fermentacji, tak, że w mieszaninie występują wymienione, ulegające fermentacji cukry pochodzące z wymienionego materiału o dużej zawartości cukru i wymieniona co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, a wymienione ilości kontroluje się tak, by mieszanina zawierała

13 1288-PAT-EP-PL 12 EP a) furfural w stężeniu od 0,1 do 1,1 g/l, kwas octowy w stężeniu 0,2 g/l lub wyższym i HMF w stężeniu 1,0 g/l lub niższym lub b) furfural w stężeniu 1,1 g/l lub niższym, kwas octowy w stężeniu 2 g/l lub wyższym i HMF w stężeniu 1,0 g/l lub niższym. [0023] Przykładowo ilości można kontrolować tak, by stężenia mieściły się w wymienionych powyżej zakresach w początkowej fazie fermentacji, w szczególności jeśli mieszanie miało miejsce przed fermentacją. Alternatywnie, jeśli produkt cukrowy dodaje się podczas fermentacji, ilości można kontrolować tak, by po dodaniu całej ilości produktu cukrowego stężenia mieściły się w wymienionych powyżej zakresach. [0024] W rozwiązaniach, w których zastosowanie ma punkt a) stężenie furfuralu wynosi od 0,2 do 0,9 g/l, stężenie kwasu octowego wynosi od 0,35 do 8,0 g/l lub jest wyższe i/lub stężenie HMF wynosi od 0,015 do 0,75 g/l. [0025] W rozwiązaniach, w których zastosowanie ma punkt b), stężenie furfuralu wynosi 0,9 g/l lub jest niższe, stężenie HMF wynosi od 0,015 do 0,75 g/l, a stężenie kwasu octowego nie przekracza 8 g/l. [0026] A zatem, mieszanina jest korzystnie w postaci roztworu lub zawiesiny. [0027] Ilości podane w sposobie można również kontrolować tak, by pewna część poddawanych fermentacji cukrów ulegających fermentacji pochodziła z biomasy lignocelulozowej. [0028] A zatem, trzecia konfiguracja pierwszego aspektu to sposób zwiększania uzysku etanolu w procesie wytwarzania zawierającego etanol produktu z biomasy lignocelulozowej oraz

14 1288-PAT-EP-PL 13 EP produktu cukrowego zawierającego ulegające fermentacji cukry pochodzące z materiału o dużej zawartości cukru, obejmujący: poddanie obróbce, obejmującej hydrolizę, wymienionej biomasy lignocelulozowej w jednym lub większej liczbie etapów z wytworzeniem pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, w tym ulegających fermentacji cukrów; i fermentację, z zastosowaniem środka powodującego fermentację, mieszaniny zawierającej co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i wymienionych, ulegających fermentacji cukrów pochodzących z wymienionego materiału o dużej zawartości cukru, z wytworzeniem zawierającego etanol produktu, przy czym ilość wymienionego produktu cukrowego miesza się z ilością co najmniej jednego spośród takich jak: (i) materiał pochodzący z lignocelulozy w trakcie obróbki; (ii) otrzymane w wyniku obróbki produkty obróbki pochodzące z lignocelulozy; i (iii) pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki w trakcie fermentacji, tak, że w mieszaninie występują wymienione, ulegające fermentacji cukry pochodzące z wymienionego materiału o dużej zawartości cukru i wymieniona co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, a wymienione ilości kontroluje się tak, by 20-80% wagowych cukrów ulegających fermentacji w mieszaninie pochodziło z lignocelulozy. [0029] W trzcinie cukrowej, około 50% cukrów ulegających fermentacji dostępnych jest w postaci biomasy lignocelulozowej, a około 50% w postaci cukru. Dalej, twórcy wynalazku sądzą, że korzystne może być gdyby większość cukrów ulegających fermentacji

15 1288-PAT-EP-PL 14 EP pochodziła z materiału o dużej zawartości cukru, np. ekstraktu, w przypadku trzciny cukrowej. Patrz również tablica 2. [0030] A zatem, w pewnych rozwiązaniach, wymienione ilości kontroluje się tak, by 30-70% wagowych cukrów ulegających fermentacji w mieszaninie pochodziło z lignocelulozy. [0031] W dalszych rozwiązaniach, wymienione ilości kontroluje się tak, by 30-60% lub 40-60% wagowych cukrów ulegających fermentacji w mieszaninie pochodziło z lignocelulozy. [0032] Pierwszą, drugą i/lub trzecią konfigurację pierwszego aspektu można połączyć. W konsekwencji, sposób według pierwszego aspektu może posiadać cechy pierwszej i drugiej konfiguracji, pierwszej i trzeciej konfiguracji, drugiej i trzeciej konfiguracji lub pierwszej, drugiej i trzeciej konfiguracji. [0033] W rozwiązaniach według pierwszego aspektu, hydroliza w procesie obróbki może obejmować hydrolizę enzymatyczną. Dalej, w takich rozwiązaniach hydrolizę i fermentację można przeprowadzić jednocześnie, np. we wspólnym zbiorniku. Jednoczesna hydroliza i fermentacja (lub jednoczesne scukrzanie i fermentacja) nazywana jest tu czasem SSF. W SSF, ulegające fermentacji cukry wytwarzane przez enzymy są w sposób ciągły fermentowane przez środek powodujący fermentację, a zatem stężenie cukru utrzymywane jest na niskim poziomie. Jest to korzystne ponieważ wiele enzymów scukrzających hamowanych jest przez wytwarzany cukier, tj., ich własny produkt. Inną korzyścią jest to, że środek powodujący fermentację może w pewnym stopniu detoksyfikować roztwór/zawiesinę, co zwiększa hydrolizę enzymatyczną. [0034] Ponadto w rozwiązaniach według pierwszego aspektu, biomasa lignocelulozowa może obejmować wytłoki trzciny cukrowej i ewentualnie odpady trzciny cukrowej a materiałem o dużej

16 1288-PAT-EP-PL 15 EP zawartości cukru może być ekstrakt zawierający cukier trzcinowy. W konsekwencji, w sposobie jako materiał wyjściowy stosować można różne części jednej rośliny (np. trzciny cukrowej), co może prowadzić do dużego uzysku etanolu z akra. [0035] Zgodnie z tym, sposób może następnie obejmować ekstrahowanie trzciny cukrowej z wytworzeniem wymienionych wytłoków trzciny cukrowej i wymienionego ekstraktu. Dostarczoną trzcinę cukrową można przygotować przed takim ekstrahowaniem. Przykładowo może ją posiekać w celu ułatwienia skutecznego ekstrahowania. [0036] Na ogół, korzystne jest dodanie produktu cukrowego na późniejszym etapie procesu. Przykładowo cukry produktu cukrowego dodane przed obróbką wstępną lub hydrolizą mogą zostać rozłożone podczas tych etapów. [0037] A zatem, w rozwiązaniach sposobu według pierwszego aspektu, ilość wymienionego produktu cukrowego miesza się z ilością takich jak: (ii) otrzymane w wyniku obróbki produkty obróbki pochodzące z lignocelulozy; i/lub (iii) pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki w trakcie fermentacji. [0038] W przypadku gdy stosuje się jednoczesną hydrolizę i fermentację, SSF, korzystne może być dodawanie produktu cukrowego w sposób ciągły podczas SSF ponieważ enzymy hydrolityczne mogą być wrażliwe na wysokie stężenie cukru. Ponadto, takie ciągłe dodawanie korzystnie rozpoczyna się po początkowej fazie SSF. [0039] Dalej, niezależnie od tego czy stosuje się SSF czy nie, korzystne może być dodawanie produktu cukrowego w sposób ciągły

17 1288-PAT-EP-PL 16 EP przez co najmniej część fermentacji ponieważ pentozy, takie jak ksyloza, fermentowane są w większym stopniu w obecności heksoz i disacharydów, lecz w niskim stężeniu. Większość środków powodujących fermentację przekształca heksozy i disacharydy do etanolu szybciej niż pentozy. Jednakże, jeśli w okresie fermentacji względne stężenie pentoz pozostawi się na wysokim poziomie, wówczas pentozy będą miały wówczas przewagę konkurencyjną a przez to zostaną przekształcone do etanolu w większym stopniu niż gdyby tak nie było, a ogólny uzysk etanolu będzie większy. [0040] Przykładowo, produkt cukrowy można dodawać tak, aby stężenie glukozy podczas fermentacji lub SSF utrzymywało się na poziomie od 1 do 5 g/l, jak np. od 2 do 3 g/l. W procesach okresowych, stężenie glukozy można utrzymywać w takich zakresach przez co najmniej 50% czasu retencji, jak np. przez co najmniej 75% czasu retencji. [0041] A zatem, w rozwiązaniach sposobu według pierwszego aspektu, fermentacja zachodzi w zbiorniku do fermentacji i ewentualnie hydrolizy, ilość wymienionego produktu cukrowego miesza się z ilością takich jak wymienione, pochodzących z celulozy produktów obróbki w wymienionym zbiorniku i co najmniej 75% wagowych ilości pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki dodaje się do zbiornika przed jakimkolwiek dodaniem produktu cukrowego. Można to przeprowadzić tak, by stężenie glukozy mieściło się w wymienionych powyżej zakresach. [0042] W rozwiązaniu, co najmniej 90% wagowych ilości pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki dodaje się to zbiornika przed jakimkolwiek dodaniem produktu cukrowego.

18 1288-PAT-EP-PL 17 EP [0043] Taką samą koncepcję jak opisano powyżej można również zastosować w przypadku, w którym pierwszym materiałem wyjściowym jest biomasa lignocelulozowa a drugim materiałem wyjściowym jest biomasa o dużej zawartości skrobi. [0044] A zatem, pierwsza konfiguracja drugiego aspektu to sposób zwiększania uzysku etanolu w procesie wytwarzania zawierającego etanol produktu z biomasy lignocelulozowej i biomasy o dużej zawartości skrobi, obejmujący: poddanie pierwszej obróbce, obejmującej hydrolizę, biomasy lignocelulozowej w jednym lub większej liczbie etapów z wytworzeniem pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, w tym ulegających fermentacji cukrów i substancji zdolnych do poddawania stresowi środka powodującego fermentację; poddanie drugiej obróbce, obejmującej hydrolizę, biomasy o dużej zawartości skrobi, w jednym lub większej liczbie etapów, z wytworzeniem pochodzących ze skrobi cukrów ulegających fermentacji; i fermentację, z zastosowaniem środka powodującego fermentację, mieszaniny zawierającej co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i co najmniej część wymienionych, pochodzących ze skrobi cukrów ulegających fermentacji, z wytworzeniem zawierającego etanol produktu, przy czym ilość materiału pochodzącego z lignocelulozy i ilość materiału pochodzącego z biomasy o dużej zawartości skrobi miesza się na etapie fermentacji lub wcześniej tak, aby w mieszaninie wystąpiła co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i co najmniej część wymienionych, pochodzących ze skrobi cukrów ulegających fermentacji,

19 1288-PAT-EP-PL 18 EP a wymienione ilości kontroluje się tak, by środek powodujący fermentację poddawany był stresowi przez pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki w zakresie zwiększającym uzysk etanolu. [0045] W konsekwencji, jeden lub więcej etapów pierwszej i drugiej obróbki może być wspólnych. Oznacza to, że wszystkie etapy pierwszej i drugiej obróbki aż do mieszania są oddzielne a etapy następujące po mieszaniu są wspólne. W konsekwencji, materiał pochodzący z biomasy o dużej zawartości skrobi i materiał pochodzący z lignocelulozy mogą być hydrolizowane oddzielnie lub wspólnie. A zatem, w pewnych rozwiązaniach, pierwszą i drugą obróbkę przeprowadza się oddzielnie a strumień zawierający materiał pochodzący z biomasy o dużej zawartości skrobi i strumień zawierający materiał pochodzący z lignocelulozy łączy się podczas fermentacji lub tuż przed nią. [0046] Uzasadnienie tyczące się pierwszego aspektu i różnych rozwiązań oraz przykładów według pierwszego aspektu ma zastosowanie, z uwzględnieniem istniejących różnic, do drugiego aspektu. [0047] Określenie biomasa o dużej zawartości skrobi odnosi się do biomasy, w której większość sacharydów występuje w postaci skrobi. Przykłady biomasy o dużej zawartości skrobi stanowią kolby i ziarna kukurydzy. Tak jak w przypadku wymienionego powyżej produktu cukrowego, hydrolizat materiału o dużej zawartości skrobi normalnie nie zawiera produktów indukujących stres w takiej ilości by środek powodujący fermentację stymulowany był do zwiększonej produkcji etanolu. A zatem, przy właściwej kontroli ilości, zwiększoną produkcję etanolu otrzymuje się gdy

20 1288-PAT-EP-PL 19 EP materiał pochodzący ze skrobi fermentuje się razem z materiałem pochodzącym od lignocelulozy. [0048] W celu określenia czy sposób prowadzi do zwiększonego uzysku etanolu, parametrem do oceny może być ilość etanolu wytwarzanego z danych ilości materiału pochodzącego z lignocelulozy i produktu cukrowego. Jest to zgodne z tym co opisano w związku z pierwszym aspektem. [0049] A zatem, ilości według drugiego aspektu można kontrolować tak, by uzysk etanolu był większy niż byłby w przypadku gdyby te same ilości wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, otrzymano przez poddanie takiej samej pierwszej obróbce takiej samej biomasy lignocelulozowej, a wymienione, pochodzące ze skrobi ulegające fermentacji cukry, otrzymane przez taką samą drugą obróbkę materiału o dużej zawartości skrobi takiego samego typu fermentowane były oddzielnie z zastosowaniem środka powodującego fermentację. W taki rozwiązaniach, uzysk etanolu może być co najmniej 1% większy, jak np. co najmniej 2% większy, jak np. co najmniej 5% lub większy, taki jak co najmniej 8% większy (patrz np. tablica 2). [0050] Zgodnie z tym co opisano w związku z pierwszym aspektem, w ramach drugiej konfiguracji drugiego aspektu, jego przedmiotem jest sposób zwiększania uzysku etanolu w procesie wytwarzania zawierającego etanol produktu z biomasy lignocelulozowej oraz biomasy o dużej zawartości skrobi, obejmujący: poddanie pierwszej obróbce, obejmującej hydrolizę, biomasy lignocelulozowej w jednym lub większej liczbie etapów z wytworzeniem pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, w tym ulegających fermentacji cukrów;

21 1288-PAT-EP-PL 20 EP poddanie drugiej obróbce, obejmującej hydrolizę, biomasy o dużej zawartości skrobi, w jednym lub większej liczbie etapów, z wytworzeniem pochodzących ze skrobi cukrów ulegających fermentacji; fermentację, z zastosowaniem środka powodującego fermentację, mieszaniny zawierającej co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i co najmniej część wymienionych, ulegających fermentacji cukrów pochodzących ze skrobi, z wytworzeniem zawierającego etanol produktu, przy czym ilość materiału pochodzącego z lignocelulozy i ilość materiału pochodzącego z biomasy o dużej zawartości skrobi miesza się na etapie fermentacji lub wcześniej tak, aby co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i co najmniej część wymienionych, ulegających fermentacji cukrów pochodzących ze skrobi występowała w mieszaninie, a wymienione ilości kontroluje się tak, by mieszanina zawierała a) furfural w stężeniu od 0,1 do 1,1 g/l, kwas octowy w stężeniu 0,2 g/l lub wyższym i HMF w stężeniu 1,0 g/l lub niższym lub b) furfural w stężeniu 1,1 g/l lub niższym, kwas octowy w stężeniu 2 g/l lub wyższym i HMF w stężeniu 1,0 g/l lub niższym. [0051] Przykładowo ilości można kontrolować tak, by stężenia mieściły się w wymienionych powyżej zakresach w początkowej fazie fermentacji, w szczególności jeśli mieszanie miało miejsce przed fermentacją. Alternatywnie, jeśli produkt pochodzący ze skrobi dodaje się podczas fermentacji, ilości można kontrolować tak, by po dodaniu całej ilości produktu pochodzącego ze skrobi stężenia mieściły się w wymienionych powyżej zakresach. [0052] W rozwiązaniach, w których zastosowanie ma punkt a), stężenie furfuralu wynosi od 0,2 do 0,9 g/l, stężenie kwasu

22 1288-PAT-EP-PL 21 EP octowego wynosi od 0,35 do 8 g/l lub jest wyższe i/lub stężenie HMF wynosi od 0,015 do 0,75 g/l. [0053] W rozwiązaniach, w których zastosowanie ma punkt b), stężenie furfuralu wynosi 0,9 g/l lub jest niższe, stężenie HMF wynosi od 0,015 do 0,75 g/l i/lub stężenie kwasu octowego nie przekracza 8 g/l. [0054] A zatem, mieszanina jest korzystnie w postaci roztworu lub zawiesiny. [0055] I następnie, w ramach trzeciej konfiguracji drugiego aspektu, jego przedmiotem jest sposób zwiększania uzysku etanolu w procesie wytwarzania zawierającego etanol produktu z biomasy lignocelulozowej oraz biomasy o dużej zawartości skrobi, obejmujący: poddanie pierwszej obróbce, obejmującej hydrolizę, biomasy lignocelulozowej w jednym lub większej liczbie etapów z wytworzeniem pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki, w tym ulegających fermentacji cukrów; poddanie drugiej obróbce, obejmującej hydrolizę, biomasy o dużej zawartości skrobi, w jednym lub większej liczbie etapów, z wytworzeniem ulegających fermentacji cukrów pochodzących ze skrobi; fermentację, z zastosowaniem środka powodującego fermentację, mieszaniny zawierającej co najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i co najmniej część wymienionych, ulegających fermentacji cukrów pochodzących ze skrobi, z wytworzeniem zawierającego etanol produktu, przy czym ilość materiału pochodzącego z lignocelulozy i ilość materiału pochodzącego z biomasy o dużej zawartości skrobi miesza się na etapie fermentacji lub wcześniej tak, aby co mieszaninie

23 1288-PAT-EP-PL 22 EP występowała w najmniej część wymienionych, pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki i co najmniej część wymienionych, ulegających fermentacji cukrów pochodzących ze skrobi, a wymienione ilości kontroluje się tak, by 20-80% wagowych cukrów ulegających fermentacji w mieszaninie pochodziło z lignocelulozy. [0056] W tablicy 2 przedstawiono różne proporcje w mieszaninach substancji o dużej zawartości skrobi i substancji celulozowej. [0057] A zatem, w pewnych rozwiązaniach, wymienione ilości kontroluje się tak, by 30-70% wagowych cukrów ulegających fermentacji w mieszaninie pochodziło z lignocelulozy. [0058] W dalszych rozwiązaniach, wymienione ilości kontroluje się tak, by 30-60% lub 40-60% wagowych cukrów ulegających fermentacji w mieszaninie pochodziło z lignocelulozy. [0059] Pierwszą, drugą i/lub trzecią konfigurację drugiego aspektu można połączyć. W konsekwencji, sposób według drugiego aspektu może posiadać cechy pierwszej i drugiej konfiguracji, pierwszej i trzeciej konfiguracji, drugiej i trzeciej konfiguracji lub pierwszej, drugiej i trzeciej konfiguracji. [0060] W rozwiązaniach według drugiego aspektu, hydroliza w procesie pierwszej obróbki i ewentualnie drugiej obróbki obejmuje hydrolizę enzymatyczną. [0061] Następnie, w rozwiązaniach według drugiego aspektu, hydrolizę i fermentację pierwszej i drugiej obróbki przeprowadza się jednocześnie (tj. SSF), np. we wspólnym zbiorniku. A zatem, w takich rozwiązaniach, przed hydrolizą miesza się materiał pochodzący z lignocelulozy i materiał pochodzący z biomasy o dużej zawartości skrobi. Korzyści z takich rozwiązań opisano powyżej. Stężenie cukru w takiej SSF można kontrolować dostarczając daną ilość enzymów hydrolizujących skrobię, np.

24 1288-PAT-EP-PL 23 EP amylazę. W konsekwencji, dodawanie enzymu (enzymów) hydrolizującego (hydrolizujących) skrobię można regulować tak, by stężenie glukozy w SSF mieściło się w zakresach wymienionych powyżej w związku z pierwszym aspektem. [0062] Również, w rozwiązaniach według drugiego aspektu, biomasa lignocelulozowa może oznaczać słomę a materiałem o dużej zawartości skrobi może być ziarno. W konsekwencji, dwa materiały wyjściowe według sposobu może dostarczyć ta sama roślina, co prowadzi do dużego uzysku etanolu z akra. [0063] Pierwsza i/lub druga obróbka może obejmować obróbkę wstępną przed hydrolizą. Taka obróbka wstępna może być szczególnie korzystna w przypadku pierwszej obróbki, ponieważ struktura biomasy lignocelulozowej sprawia, że jest ona trudniejsza do zhydrolizowania. A zatem, w rozwiązaniach według drugiego aspektu, pierwsza obróbka może obejmować obróbkę wstępną przed hydrolizą a mieszanie może mieć miejsce po obróbce wstępnej. [0064] W rozwiązaniach według pierwszego i drugiego aspektu, pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki mogą obejmować furfural, kwas octowy i/lub HMF. [0065] W rozwiązaniach według pierwszego lub drugiego aspektu, sposób może obejmować bieżący pomiar parametru związanego z fermentacją z uzyskaniem wartości, którą to wartość stosuje się przy kontroli ilości. Przykładem takiego parametru jest stężenie jednego lub większej liczby pochodzących z celulozy produktów obróbki. Pomiar może na przykład mieć miejsce podczas fermentacji. Przykładowo, podczas fermentacji można zmierzyć stężenie kwasu octowego, uzyskując wartość kwasu octowego. Jeśli taka wartość kwasu octowego jest niższa niż wstępnie określona wartość

25 1288-PAT-EP-PL 24 EP odniesienia, wówczas udział materiału pochodzącego z lignocelulozy można zwiększyć podczas mieszania i/lub jeśli wartość kwasu octowego jest wyższa niż inna wstępnie określona wartość odniesienia, wówczas udział materiału pochodzącego z lignocelulozy podczas mieszania można zmniejszyć. W podobny sposób zmierzyć można bardziej złożoną wartość i skorelować z ilościami dodawanymi podczas mieszania. Przykładowo takie złożone wartości można zmierzyć metodą spektroskopii NIR. W odpowiedni sposób można zaprojektować układ piątego aspektu. [0066] Z tego co opisano powyżej wynika, że materiał pochodzący z lignocelulozy można stosować do zwiększenia podatności na fermentację produktu cukrowego lub materiału pochodzącego z biomasy o dużej zawartości skrobi. Dodanie pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki do roztworu lub zawiesiny zawierającej pochodzące z produktu cukrowego lub pochodzące ze skrobi ulegające fermentacji cukry zwiększa podatność na fermentację roztworu lub zawiesiny. [0067] A zatem, w ramach trzeciego aspektu niniejszego ujawnienia, jego przedmiotem jest zastosowanie materiału pochodzącego z lignocelulozy zawierającego substancje zdolne do poddania stresowi środka powodującego fermentację w celu poprawienia podatności na fermentację ulegającego fermentacji produktu pochodzącego z biomasy o dużej zawartości skrobi lub produktu cukrowego zawierającego ulegające fermentacji cukry pochodzące z materiału o dużej zawartości cukru. [0068] W kontekście trzeciego aspektu, materiał pochodzący z lignocelulozy oznacza ewentualnie poddaną obróbce wstępnej i ewentualnie zhydrolizowaną biomasę lignocelulozową zawierającą pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki lub zdolną do

26 1288-PAT-EP-PL 25 EP uwolnienia pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki podczas obróbki wstępnej i/lub hydrolizy. [0069] Przykładowo materiał pochodzący z lignocelulozy według trzeciego aspektu może oznaczać pochodzący od lignocelulozy hydrolizat zawierający furfural, kwas octowy i/lub HMF. [0070] Dalej, ulegającym fermentacji produktem według trzeciego aspektu może być roztwór lub zawiesina. Przykładowo ulegającym fermentacji produktem może być sok z ekstrahowania trzciny cukrowej lub ewentualnie rozcieńczona melasa. [0071] Określenie podatność na fermentację odnosi się do zakresu, w jakim coś może zostać sfermentowane do etanolu. Podatność na fermentację można zmierzyć zgodnie z którymkolwiek z opisanych poniżej sposobów. Korzystnie, stosuje się metodę Öhgrena i in. Specjalista w dziedzinie rozumie jak zaadaptować opisany tu sposób pomiaru podatności na fermentację do kontekstu niniejszego ujawnienia. Przykładowo sposób można przystosować jak następuje: [0072] produkt (taki jak roztwór lub zawiesina), którego podatność na fermentację ma zostać zmierzona, filtruje się a wartość ph reguluje do 5,5 z zastosowaniem 20% roztworu Ca(OH) 2. Następnie, dodając glukozę lub rozcieńczając, reguluje się stężenie cukrów ulegających fermentacji do 50 g/l. Wszystkie doświadczenia nad fermentacją przeprowadza się w dwóch powtórzeniach. W doświadczeniach nad podatnością na fermentację stosuje się drożdże w stężeniu początkowym wynoszącym 5 g suchej masy/l. Drożdżami mogą być Saccharomyces cerevisiae (takie jak zwykłe drożdże piekarnicze firmy Jästbolaget, Rotebro, Szwecja) lub każde inne drożdże, które można stosować według niniejszego ujawnienia i które specjalista uzna za odpowiednie. Przy

27 1288-PAT-EP-PL 26 EP fermentowaniu mieszaniny składającej się z 18,5 ml przesączu i 1 ml materiału inokulacyjnego (zawierającego 100 g suchych drożdży/l) stosuje się kolby szklane o objętości 25 ml, o objętości roboczej 20 ml. Dodaje się objętość 0,5 ml składników odżywczych z uzyskaniem stężenia końcowego 0,5 g/l (NH 4 ) 2 HPO 4, 0,025 g/l MgSO 4 7 H 2 O, 0,1 mol/l NaH 2 PO 4 i 1 g/l ekstraktu drożdżowego. Kolby szczelnie zamyka się korkami gumowymi, do których wprowadzono igły do zastrzyków podskórnych celem usuwania wytworzonego CO 2 i pobierania próbek. Kolby inkubuje się w temperaturze 30 C przez 24 godziny a próbki można pobierać po 0, 2, 4, 6, 8 i 24 godzinach i analizować pod kątem etanolu i ewentualnie glukozy. Podatność na fermentację określa się mierząc stężenie etanolu w próbce po 24 godzinach. [0073] Dodanie materiału pochodzącego z lignocelulozy, co powoduje zwiększenie w produkcie przeznaczonym do fermentacji zawartości pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki stymulujących środek powodujący fermentację prowadzi do zwiększonej podatności produktu na fermentację. [0074] W korzystnym rozwiązaniu według trzeciego aspektu, ulegającym fermentacji produktem jest ekstrakt trzciny cukrowej lub melasa cukru trzcinowego a materiałem lignocelulozowym jest hydrolizat wytłoków trzciny cukrowej. [0075] Produktem pośrednim w produkcji zawierającego etanol produktu jest kompozycja poddana fermentacji. Taka kompozycja zawiera pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki stymulujące środek powodujący fermentację. [0076] A zatem, w ramach pierwszej konfiguracji czwartego aspektu niniejszego ujawnienia, jego przedmiotem jest kompozycja zawierająca

28 1288-PAT-EP-PL 27 EP pochodzący od lignocelulozy hydrolizat zawierający ulegające fermentacji cukry i produkt cukrowy zawierający ulegające fermentacji cukry, przy czym wymieniony cukier wytwarzany jest i ekstrahowany z trzciny cukrowej, buraka cukrowego lub sorgo cukrowego, lub wytworzonej z nich melasy, przy czym wymieniona ilość wymienionych, pochodzących z lignocelulozy jest taka, że 20-80% wagowych cukrów ulegających fermentacji w kompozycji pochodzi z lignocelulozy, i przy czym pochodzący z lignocelulozy hydrolizat następnie zawiera furfural, kwas octowy i/lub HMF. [0077] Jak opisano powyżej, podatność na fermentację można zmierzyć którymkolwiek z opisanych poniżej sposobów. Podatność na fermentację kompozycji i produktu cukrowego można korzystnie badać równolegle zgodnie z przystosowanym protokołem przedstawionym powyżej. Względną podatność na fermentację można określić, porównując stężenie etanolu w próbce z kompozycji po 24 godzinach ze stężeniem etanolu w próbce z produktu cukrowego po 24 godzinach. [0078] Na ogół, w celu wykazania zwiększonego uzysku etanolu porównać można podatność na fermentację mieszanej zawiesiny (zawierającej zarówno materiał pochodzący z lignocelulozy jak i materiał pochodzący z materiału o dużej zawartości cukru lub materiału o dużej zawartości skrobi) z podatnością na fermentację czystej zawiesiny (zawierającej materiał pochodzący z materiału o dużej zawartości cukru lub materiału o dużej zawartości skrobi). [0079] Pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki mogą obejmować inhibitory - furfural, kwas octowy i/lub HMF, a udział

29 1288-PAT-EP-PL 28 EP składników kompozycji można określić poprzez stężenia inhibitorów. Jest to dalej omówione powyżej w związku z pierwszym aspektem. [0080] A zatem, w ramach drugiej konfiguracji czwartego aspektu, jego przedmiotem jest kompozycja zawierająca pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki obejmujące ulegające fermentacji cukry pochodzące z lignocelulozy oraz produkt cukrowy obejmujący ulegające fermentacji cukry pochodzące z materiału o dużej zawartości skrobi lub materiału o dużej zawartości cukru, przy czym ilość pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki jest taka, że kompozycja zawiera a) furfural w stężeniu od 0,1 do 1,1 g/l, kwas octowy w stężeniu 0,2 g/l lub wyższym i HMF w stężeniu 1,0 g/l lub niższym lub b) furfural w stężeniu 1,1 g/l lub niższym, kwas octowy w stężeniu 2 g/l lub wyższym i HMF w stężeniu 1,0 g/l lub niższym. [0081] W kompozycji według drugiej konfiguracji czwartego aspektu, zasadniczo cały furfural, kwas octowy i HMF będzie normalnie dostarczany z pochodzących z lignocelulozy produktów obróbki ponieważ stężenia takich substancji są bardzo niskie w produkcie cukrowym według czwartego aspektu. [0082] W pewnych rozwiązaniach, w których zastosowanie ma punkt a), stężenie furfuralu może wynosić od 0,2 do 0,9 g/l, stężenie kwasu octowego może wynosić od 0,35 g/l do 8 g/l i/lub stężenie HMF może wynosić od 0,015 do 0,75 g/l. [0083] W pewnych rozwiązaniach, w których zastosowanie ma punkt b), stężenie furfuralu może wynosić 0,9 g/l lub być niższe,

30 1288-PAT-EP-PL 29 EP stężenie HMF może wynosić od 0,015 do 0,75 g/l i/lub stężenie kwasu octowego może nie przekraczać 8 g/l. [0084] Również ilość cukru dostarczanego przez każdy składnik w kompozycji może określać stosunki pomiędzy nimi. [0085] A zatem, w ramach trzeciej konfiguracja czwartego aspektu, jego przedmiotem jest kompozycja zawierająca pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki obejmujące ulegające fermentacji cukry pochodzące z lignocelulozy oraz produkt cukrowy obejmujący ulegające fermentacji cukry pochodzące z materiału o dużej zawartości skrobi lub materiału o dużej zawartości cukru, przy czym ilość pochodzącego z lignocelulozy produktu obróbki jest taka, by 20-80% wagowych cukrów ulegających fermentacji kompozycji pochodziło z lignocelulozy. [0086] Pozostałe ulegające fermentacji cukry mogą pochodzić z materiału o dużej zawartości skrobi lub materiału o dużej zawartości cukru, lecz również od innego składnika niepochodzącego z lignocelulozy. [0087] W rozwiązaniach, 30-70% wagowych, jak np %, np % wagowych, cukrów ulegających fermentacji kompozycji pochodzi z lignocelulozy. [0088] Pierwszą, drugą i/lub trzecią konfigurację czwartego aspektu można połączyć. Kompozycja czwartego aspektu może zatem posiadać wszystkie cechy pierwszej i drugiej konfiguracji, pierwszej i trzeciej konfiguracji, drugiej i trzeciej konfiguracji lub pierwszej i drugiej i trzeciej konfiguracji. [0089] W rozwiązaniach, pochodzące z lignocelulozy produkty obróbki mogą oznaczać pochodzący z lignocelulozy hydrolizat, taki jak hydrolizat wytłoków trzciny cukrowej.

31 1288-PAT-EP-PL 30 EP [0090] W ramach piątego aspektu niniejszego ujawnienia, jego przedmiotem jest układ do wytwarzania zawierającego etanol produktu z trzciny cukrowej. Przykładowo układ można stosować przy realizacji sposobu według pierwszego aspektu lub zastosowania według trzeciego aspektu. [0091] Układ do wytwarzania zawierającego etanol produktu z trzciny cukrowej obejmuje jednostkę ekstrahującą do ekstrahowania ewentualnie rozdrobnionej trzciny cukrowej z wytworzeniem wytłoków trzciny cukrowej i ekstraktu zawierającego cukier trzcinowy; jednostkę przeprowadzającą obróbkę wstępną wytłoków trzciny cukrowej z wytworzeniem poddanych obróbce wstępnej wytłoków trzciny cukrowej; pierwszy układ transportujący do transportu wytłoków trzciny cukrowej, przy czym pierwszy układ transportujący jest połączony z jednostką ekstrahującą i jednostką przeprowadzającą obróbkę wstępną; układ hydrolizujący i fermentujący do oddzielnej lub jednoczesnej hydrolizy i fermentacji, w którym wytwarza się produkt zawierający etanol; drugi układ transportujący do transportu poddanych obróbce wstępnej wytłoków trzciny cukrowej, przy czym drugi układ transportujący jest połączony z jednostką przeprowadzającą obróbkę wstępną oraz układem hydrolizującym i fermentującym; wlot dla cukru trzcinowego, przez który wprowadzany jest ekstrakt lub pochodzący z niego produkt cukrowy, który to wlot umieszczony jest na wymienionej jednostce przeprowadzającej obróbkę wstępną, wymienionym pierwszym układzie transportującym, wymienionym układzie hydrolizującym i fermentującym lub wymienionym drugim