Método para producir etanol usando almidón sin procesar.

Un método para producir etanol a partir de maíz molido cuyo método comprende:

proporcionar una composición acuosa que comprende maíz molido de tamaño tal que más de 50% del maíz molidopase a través de un filtro de 0,5 mm, y amilasa ácida fúngica y una glucoamilasa bajo condiciones de sacarificaciónpara producir azúcares fermentables a pH de menos de 6, a temperatura de 25ºC a 40ºC, y con un contendido desólidos de 20 a 50 por cien en peso; y

fermentar los azúcares en presencia de una levadura bajo condiciones para producir etanol en la que dichascondiciones incluyen un pH de menos de 6, en la que dicho método produce al menos 18 por cien de volumen deetanol.

Método para producir etanol usando almidón sin procesar.

Campo de la invención La presente invención se refiere a métodos para producir niveles altos de alcohol durante la fermentación de 5 material de plantas. La presente invención también se refiere a métodos para producir destilados de grano seco ricos en proteína a partir de fermentación de material de plantas.

Antecedentes de la invención Existen numerosos métodos convencionales para transformar material de plantas en etanol. Sin embargo, estos métodos tienen numerosas deficiencias. Permanece una necesidad de métodos adicionales más eficaces para transformar material de plantas en etanol y para producir productos de fermentación mejorados.

Compendio de la invención La presente invención se refiere a métodos para producir niveles altos de alcohol durante la fermentación de material de plantas. La presente invención también se refiere a métodos para producir destilados de grano seco ricos en proteína a partir de fermentación de material de plantas.

Según un primer aspecto de la invención se proporciona un método para producir etanol a partir de maíz molido cuyo método comprende:

proporcionar una composición acuosa que comprende maíz molido de un tamaño de modo que más de 50% del maíz molido pasa a través de un filtro de 0, 5 mm, una amilasa ácida fúngica y una glucoamilasa bajo condiciones de sacarificación para producir azúcares fermentables que incluyen un pH de menos de 6, una temperatura de 25ºC a 40ºC, y un contenido de sólidos de 20 a 50 por cien en peso; y

fermentar los azúcares en presencia de una levadura bajo condiciones que producen etanol en la que dichas condiciones incluyen un pH de menos de 6, en el que dicho método produce al menos 18 por cien en volumen de etanol.

En una realización, la presente invención se refiere a un proceso para producir etanol a partir de material de plantas.

Este método incluye moler el material de plantas para producir material de plantas molido que incluye almidón; sacarificar el almidón, sin cocinado; fermentar el almidón incubado, y recuperar el etanol de la fermentación. El presente método puede incluir variación de la temperatura durante la fermentación. El presente método puede incluir emplear un material de plantas con un tamaño de partícula de modo que más del 50% pase a través de un tamiz de 0, 5 mm de malla. El presente método puede producir una composición que incluya al menos 18% en volumen de etanol.

En una realización, la presente composición se refiere a un proceso para producir destilados de grano seco ricos en proteína a partir de fermentación de material de plantas. Este método incluye moler el material de plantas para producir material de plantas molido que incluye almidón; producir azúcares a partir del almidón sin cocinar; fermentar los azúcares sin cocinar para producir una composición que incluye etanol; y recuperar el destilado de grano seco de la fermentación. El destilado de grano seco puede incluir al menos aproximadamente 30% de proteína. Los destilados de grano seco pueden incluir niveles incrementados de proteína zeína.

En una realización, la presente invención se refiere a un proceso para producir etanol a partir de maíz. Este proceso incluye producir almidón a partir de maíz y etanol a partir del almidón; que producen emisiones de ventilación más secas que incluyen un nivel significativamente más bajo de compuestos orgánicos volátiles que las tecnologías convencionales.

La patente WO 03/066826 describe un medio para la producción de etanol sin el requerimiento de gelatinización y/o licuefacción del sustrato.

La patente WO 03/018766 describe polinucleótidos que codifican una o más enzimas de procesado de expresión en plantas que tienen una composición alterada para facilitar el procesado de planta y grano.

En un artículo de Chi & Liu, Biotechnology Letters 15 (8) , páginas 877-882 (1993) se describe un método con condiciones adecuadas para producción de etanol a alta concentración a partir de maíz molido sin procesar mediante una cepa de levadura tetraploide.

La patente WO 91/03543 describe un proceso para fabricar un producto alimentario de grano de cereal que también es adecuado para la coproducción de etanol.

Breve descripción de las figuras Las figuras 1A-E ilustran esquemáticamente una comparación del rendimiento del proceso de la presente invención comparado con el proceso convencional.

Las figuras 2A-2C ilustran esquemáticamente el efecto de las dosis de glucoamilasa y amilasa ácida fúngica en el presente proceso.

Las figuras 3A-3D ilustran esquemáticamente el efecto del tamaño de molienda y la dosis de enzimas sobre la eficacia de la fermentación en el presente proceso.

Las figuras 4A-4C ilustran esquemáticamente el efecto del tamaño de la partícula molida, tipo de glucoamilasa y dosis de amilasa ácida fúngica sobre la eficacia de la fermentación en el presente proceso.

Las figuras 5A-5J ilustran esquemáticamente el efecto de los sólidos secos iniciales y la temperatura sobre el comportamiento de la fermentación en el presente proceso.

Las figuras 6A y 6B ilustran esquemáticamente niveles altos de producción de etanol a partir del proceso de la presente invención usando modos de operación en lotes o continuos de sacarificación y fermentación simultánea (SFS) .

La figura 7 ilustra esquemáticamente que el presente proceso mantiene niveles bajos de glicerol durante las operaciones SFS en lotes.

La figura 8 ilustra esquemáticamente que el presente proceso mantiene niveles bajos de aceite de fusel durante las operaciones SFS en lotes.

Las figuras 9A y 9B ilustran esquemáticamente que el presente proceso mantiene niveles bajos de glucosa durante los modos de operación de fermentación en lotes o continuos de SFS.

Las figuras 10A y 10B ilustran esquemáticamente que el presente proceso mantiene niveles bajos de maltosa durante los modos de operación de fermentación en lotes o continuos de SFS.

Las figuras 11A y 11B ilustran esquemáticamente que el presente proceso mantiene niveles bajos de maltotriosa (DP3) durante los modos de operación de fermentación en lotes o continuos de SFS.

Las figuras 12A y 12B ilustran esquemáticamente que el presente proceso mantiene niveles bajos de dextrinas (DP4+) durante los modos de operación de fermentación en lotes o continuos de SFS.

La figura 13 ilustra esquemáticamente que el presente proceso tiene un impacto favorable sobre la calidad DDGS en base a la tendencia a cuajar.

Las figuras 14A y 14B ilustran esquemáticamente el equilibrio de masa del presente proceso en relación con la separación posterior durante la etapa de centrifugación en la producción de etanol.

Las figuras 15A-D ilustran esquemáticamente que el presente proceso ofrece fermentación ventajosa de materias primas no tradicionales.

Las figuras 16A-C ilustran esquemáticamente que el proceso de la presente invención es capaz de funcionar establemente en modo de operación continuo sin pérdida significativa debido al ácido que produce contaminantes bacterianos.

La figura 17 ilustra esquemáticamente que el presente proceso es capaz de lograr niveles de almidón residual bajos en un modo de operación continuo.

Descripción detallada de la invención Definiciones Como se usa en la presente memoria, la frase “sin cocinado” se refiere a un proceso para transformar almidón a etanol sin tratamiento térmico para la gelatinificación y dextrinización de almidón usando alfa-amilasa. Generalmente, para el proceso de la presente invención, “sin cocinado” se refiere a mantener una temperatura por debajo de la temperatura de gelatinización del almidón, de modo que la sacarificación tiene lugar a partir de almidón insoluble nativo sin procesar dando glucosa soluble mientras que se evitan las condiciones convencionales de gelatinización de almidón. Las temperaturas de gelatinización de almidón están típicamente en el intervalo de 57ºC a 93ºC de pendiendo de la fuente de almidón y el tipo de polímero. En el método de la presente invención, la dextrinización de almidón que usa técnicas convencionales de licuefacción no es necesaria para la fermentación eficaz del hidrato de carbono en el grano.

Como se usa en la presente memoria, la frase “material de plantas” se refiere a todo o parte de cualquier planta (por ejemplo grano de cereal) , típicamente un material que incluye almidón. Material de plantas adecuado incluye granos tales como panocha (maíz, por ejemplo, maíz entero molido) , sorgo (milo) ,... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir etanol a partir de maíz molido cuyo método comprende:

proporcionar una composición acuosa que comprende maíz molido de tamaño tal que más de 50% del maíz molido pase a través de un filtro de 0, 5 mm, y amilasa ácida fúngica y una glucoamilasa bajo condiciones de sacarificación para producir azúcares fermentables a pH de menos de 6, a temperatura de 25ºC a 40ºC, y con un contendido de sólidos de 20 a 50 por cien en peso; y

fermentar los azúcares en presencia de una levadura bajo condiciones para producir etanol en la que dichas condiciones incluyen un pH de menos de 6, en la que dicho método produce al menos 18 por cien de volumen de etanol.

2. El método de la reivindicación 1, en el que la composición acuosa de maíz molido, amilasa ácida fúngica y glucoamilasa se mantiene a un pH de 4, 0 a 5, 0.

3. El método de la reivindicación 1, en el que la cantidad de dicha amilasa ácida fúngica en relación con sólidos secos en dicha composición está entre 1, 0 y 10 unidades de amilasa ácida fúngica por gramo de dichos sólidos secos.

4. El método de la reivindicación 3, en el que la cantidad de dicha amilasa ácida fúngica en relación con sólidos secos en dicha composición está entre 0, 5 y 6 unidades de amilasa ácida fúngica por gramo de dichos sólidos secos.

5. El método de la reivindicación 1, en el que la producción de glucosa y la fermentación de glucosa a etanol se lleva a cabo en un proceso simultáneo.

6. El método de la reivindicación 5, en el que la composición acuosa de maíz molido, amilasa ácida fúngica y glucoamilasa se mantiene a un pH de 4, 0 a 5, 0.

7. El método de la reivindicación 5, en el que la cantidad de dicha amilasa ácida fúngica en relación con sólidos secos en dicha composición está entre 1, 0 y 10 unidades de amilasa ácida fúngica por gramo de dichos sólidos secos.

8. El método de la reivindicación 7, en el que la cantidad de dicha amilasa ácida fúngica en relación con sólidos secos en dicha composición está entre 0, 5 y 6 unidades de amilasa ácida fúngica por gramo de dichos sólidos secos.

9. El método de la reivindicación 5, en el que la concentración de glucosa durante la fermentación se mantiene al menos a aproximadamente 1 por cien en peso.

10. El método de la reivindicación 5, en el que durante la producción de etanol, el pH se mantiene a 3-4, 5 durante la primera mitad del ciclo de llenado y a 4, 5-6, 0 durante la segunda mitad del ciclo de llenado.

11. El método de la reivindicación 1, en el que dichas condiciones de sacarificación incluyen:

una temperatura de 30ºC a 35ºC, un contenido de sólidos de 25 a 45 por cien en peso, una cantidad de dicha amilasa ácida fúngica en relación con sólidos secos en dicha composición que está entre 0, 1 y 10 de unidades de amilasa ácida fúngica por gramo de dichos sólidos secos, y una cantidad de dicha glucoamilasa en relación con sólidos secos de dicha composición que está entre 0, 5 y 6 unidades de glucoamilasa por gramos de dichos sólidos secos; y

dichas condiciones que producen etanol comprende una temperatura inicial de aproximadamente 35ºC cuya temperatura desciende durante la fermentación a una temperatura de aproximadamente 30ºC; y

en la que la producción de glucosa y la fermentación de glucosa a etanol se lleva a cabo en un proceso simultaneo.

12. El método de la reivindicación 11, en el que dicho método es un método continuo.

13. El método de la reivindicación 11, en el que dicho método se lleva a cabo durante un periodo de tiempo de hasta entre 48 a 96 horas.

14. El método de la reivindicación 1, en el que los azúcares fermentan en ausencia de proteasa añadida.

%glicerol