BRPI0922934B1 - processo para a produção de bio-óleo a partir de uma biomassa lignocelulósica - Google Patents

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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
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Description

“PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE BIO-ÓLEO A PARTIR DE UMA BIOMASSA LIGNOCELULÓSICA” [0001] A presente invenção refere-se a um processo para a produção de bioóleo a partir de biomassa, incluindo pelo menos um polissacarídeo.
[0002] De um modo mais específico, a presente invenção refere-se a um processo para a produção de bio-óleo a partir de biomassa, que inclui pelo menos um polissacarídeo, que compreende submeter a referida biomassa à hidrólise ácida, submetendo-se a mistura obtida a partir da referida hidrólise ácida à hidrólise enzimática, submetendo-se os açúcares obtidos a partir das referidas hidrólises ácida e enzimática à fermentação, na presença de pelo menos uma levedura oleaginosa, e submetendo-se a suspensão aquosa compreendendo células da referida levedura oleaginosa, obtida a partir da referida fermentação, a um tratamento térmico.
[0003] O bio-óleo assim obtido pode ser usado, de um modo vantajoso, na produção de biocombustíveis, que podem ser usados como tais, ou em uma mistura com outros combustíveis, para veículos motores. Ou, o referido bio-óleo pode ser usado como tal (bio- combustível), ou em uma mistura com combustíveis fósseis (óleo combustível, lignita, etc.), para a geração de energia elétrica.
[0004] De um modo geral, uma biomassa é qualquer substância tendo uma matriz orgânica, vegetal ou animal, que pode ser destinada a propósitos energéticos, por exemplo, como a matéria prima para a produção de biocombustíveis e/ ou de biocombustíveis, ou de componentes, que podem ser adicionados a combustíveis ou combustíveis. A biomassa pode, portanto, formar uma fonte de energia renovável como uma alternativa a matérias primas tradicionais de uma origem fóssil, normalmente usadas na produção de combustíveis. Para este propósito, a biomassa lignocelulósica é particularmente útil.
[0005] A produção de açúcares a partir de biomassa, em particular a partir de biomassa lignocelulósica, é conhecida na arte.
[0006] A biomassa lignocelulósica é uma estrutura complexa, que compreende três componentes principais: celulose, hemicelulose e lignina. As suas quantidades relativas
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2/23 variam de acordo com o tipo de biomassa lignocelulósica usada. No caso de plantas, por exemplo, as referidas quantidades variam de acordo com a espécie e com a idade da planta.
[0007] A celulose é o maior constituinte da biomassa lignocelulósica e está presente, de um modo geral, em quantidades na faixa de a partir de 30%, em peso, a 60%, em peso, com relação ao peso total da biomassa lignocelulósica. A celulose consiste de moléculas de glicose (de cerca de 500 a 10000 unidades), ligadas entre si através de uma ligação β-1,4-glicosídeo. O estabelecimento de ligações de hidrogênio entre as cadeias causa a formação de domínios cristalinos, que proporcionam resistência e elasticidade às fibras vegetais. Na natureza, ela apenas pode ser encontrada em seu estado puro, em plantas anuais, tais que o algodão e o linho, enquanto que em plantas lignáceas ela está sempre acompanhada por hemicelulose e lignina.
[0008] A hemicelulose, que está, de um modo geral, presente em uma quantidade na faixa de 10%, em peso, a 40%, em peso, com relação ao peso total da biomassa lignocelulósica, aparece como um polímero misto, relativamente curto ( de 10 a 200 moléculas), e ramificado, composto tanto de açúcares com seis átomos de carbono (glicose, manose, galactose) e de açúcares com cinco átomos de carbono ( xilose, arabinose). Algumas propriedades importantes de fibras vegetais são devidas à presença de hemicelulose, cuja propriedade principal é aquela de favorecer a inibição das referidas fibras vegetais, quando a água está presente, causando a sua intumescência. A hemicelulose possui também propriedades adesivas e, portanto, tende a endurecer ou a desenvolver uma consistência córnea, quando ela é desidratada, com a consequência de que as referidas fibras vegetais se tornam rígidas, e são embebidas mais lentamente.
[0009] A lignina está presente, de um modo geral, em uma quantidade em uma faixa de 10%, em peso, a 30%, em peso, com relação ao peso total da biomassa lignocelulósica. A sua função principal consiste na ligação e na cimentação das várias fibras vegetais, uma à outra, de um modo a conferir à planta compactação e a resistência e também provê proteção contra insetos, agentes patógenos, lesões e
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3/23 luz ultravioleta. Ela é principalmente usada como um combustível, mas é também amplamente usada, de um modo corrente, na indústria, como um agente dispersante, um agente de enrijecimento, uma agente emulsificante, para laminados plásticos, papelões e para produtos de borracha. Ela pode ser também quimicamente tratada, de um modo a produzir compostos aromáticos, tais que a vanilina, seringaldeído, p- hidróxi benzaldeído, que podem ser usados na química farmacêutica, ou na indústria cosmética e de alimentos.
[0010] De um modo a otimizar a transformação da biomassa lignocelulósica em produtos para o uso energético, submetendo-se a referida biomassa a um tratamento preliminar para separar a lignina e hidrolisar a celulose e a hemicelulose a açúcares simples, tais que, por exemplo, glicose e xilose, é conhecida. Os referidos açúcares podem ser usados como fontes de carbono em processos de fermentação, na presença de microorganismos para a produção de alcoóis e/ ou lipídeos.
[0011] O pedido de patente US 2008/ 0102176, por exemplo, descreve um método para a extração de gorduras vegetais, que compreende: pulverizar a matéria prima contendo a celulose, de um modo a obter partículas com um diâmetro de 1-2 mm; imergir as partículas em ácido sulfúrico, em uma concentração igual a 1-2%, de um modo a acidificar as referidas partículas para aumentar a hidrólise da celulose e para regular o pH a um valor de 4,5 ± 0,5; remoer as partículas acidificadas pelo ácido sulfúrico e adicionar, em sequência, celulase e uma levedura oleaginosa às partículas acidificadas, e submetê-las à fermentação durante 8-9 dias, em uma temperatura de 25- 30eC e em uma umidade de 85-90%; adicionar um hidrocarboneto alifático como um solvente aos produtos de fermentação, de um modo a extrair as gorduras, obtendo-se uma mistura de extração; e remover as partículas acidificadas remanescentes na mistura de extração e separar as gorduras a partir do solvente, por meio de destilação, obtendo-se um óleo bruto. A celulase é, de um modo preferido, Trichoderma viride e a levedura oleaginosa é Rhodotorula glutinis. As gorduras obtidas podem ser convertidas em biodiesel após a esterif icação.
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4/23 [0012] Dai et al. Descrevem a produção de biodiesel a partir de leveduras oleaginosas no artigo: “Generation form oleaginous yeast Rhodotorula glutinis with xylose assimilating capacity”, publicado no “African Journal of Biotechnology” (2007), vol. 6 (18), páginas 2130- 2134. Neste artigo, a biomassa lignocelulósica é moída e submetida à hidrólise ácida, na presença de ácido sulfúrico. Os açúcares obtidos deste modo são usados como fontes de carbono em um processo de fermentação, na presença de uma cepa previamente selecionada de Rhodotorula glutinis, capaz de usar também pentoses, em particular xilose, com o propósito de obter óleos, que são subsequentemente extraídos através de extração Soxhlet e submetidos à transesterificação, de um modo a obter o biodiesel.
[0013] Vários tipos de tratamento térmicos são também conhecidos na arte (tais que, por exemplo, os processos de liquefação, tratamentos hidrotérmicos) que proporcionam biomassas sólidas (tais que, por exemplo, as biomassas lignocelulósicas, biomassas derivadas a partir de refugo orgânico, refugo agrícola e/ ou refugo derivado a partir da indústria agrícola, e as biomassas derivadas a partir do refugo doméstico) para serem convertidas em produtos líquidos, de um modo a transformar um material volumoso, que é difícil de ser manipulado e que possui uma baixa densidade energética, em um bio-óleo tendo uma alta densidade energética (isto é, um alto valor calorífico) que pode ser usado como um tal biocombustível e/ ou bio- combustível, ou como uma fonte de produtos químicos ou como uma fonte de biocombusítiveis e/ ou bio-combustíveis.
[0014] Maiores detalhes no que se refere a tratamentos térmicos (tratamentos hidrotérmicos ou tratamentos de liquefação) de biomassas podem ser encontrados, por exemplo, em “Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effect”, “ Mechanisms of Thermochemical Biomass Conversion Processes. Part 3: Reactions of Liquefaction” (2008), 30: 7, páginas 649- 659; ou em “Energy & Environmental Science” (2008), “Thermochemical biofuel production in hydrothermal media: A review of sub- and supercritical water technologies”, 1, páginas 32-65.
[0015] A patente US 4.334.026 descreve um processo de liquefação híbrido biotérmico para aperfeiçoar a liquefação de compostos contendo carbono para a
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5/23 produção de combustíveis líquidos contendo álcool, que compreende: alimentação de compostos orgânicos a um reator de fermentação; fermentação dos referidos compostos orgânicos, sob condições adequadas para produzir álcool em uma cultura líquida biológica; separação do combustível líquido contendo álcool e o resíduo de fermentação, remoção da água e introdução do referido resíduo de fermentação ao interior de um conversor termoquímico; converter termoquimicamente pelo menos a maior parte do componente orgânico do referido resíduo de fermentação, que opera sob condições de alta temperatura, obtendo produtos termoquimicamente convertidos e resíduos termoquímicos, uma parte de pelo menos um dos referidos produtos termoquimicamente convertidos ou de seus derivados, ou dos referidos resíduos termoquímicos sendo enviados ao referido reator de fermentação. Plantas de terra ou de água (por exemplo, algas), refugo florestal e/ ou agrícola, refugo industrial, e os similares, podem ser usados como compostos orgânicos.
[0016] A Patente US 4. 935.567 descreve um processo para a liquefação de uma biomassa contendo celulose, de um modo a que seja obtido um produto liquefeito, que compreende: (a) alimentar a biomassa, água e um líquido orgânico contendo oxigênio (por exemplo, um éster, uma cetona, um álcool), a um vaso de reação, obtendo-se uma mistura, que consiste essencialmente da referida biomassa, do referido líquido e de água, o líquido orgânico total contendo oxigênio e água na referida mistura sendo igual a de 5- 20 partes, em peso, por partes, em peso, de biomassa (peso seco) e a quantidade de líquido orgânico contendo oxigênio na referida mistura sendo igual a de 5% - 80% com relação ao total do referido líquido e água; (b) aquecendo a referida mistura a de 200sC - 400sC, em uma pressão de 3100 atmosferas, obtendo-se um produto liquefeito sob a forma de uma fase líquida oleosa co-existindo com uma fase aquosa; (c) separar a referida fase líquida oleosa a partir da referida fase aquosa como um produto liquefeito; e (d) aquecer a referida fase líquida oleosa separada para destilar os compostos tendo um baixo ponto de ebulição e recuperar o produto liquefeito tendo um valor calorífico aumentado como um resíduo de destilação. De um modo a acelerar a liquefação, o referido processo
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6/23 de liquefação pode ser executado na presença de um catalisador alcalino (por exemplo, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, carbonato de sódio, carbonato de potássio, e os similares). O produto liquefeito assim obtido pode ser usado como um combustível ou como uma matéria prima para vários compostos químicos.
[0017] Os processos acima, no entanto, apresentam várias desvantagens.
[0018] De um modo a hidrolisar tanto os componentes de polissacarídeo da biomassa (por exemplo, hemicelulose e celulose), por exemplo, em particular na presença de ácido sulfúrico diluído (por exemplo, em concentrações na faixa de 0,5% a 11%), é necessário operar em altas temperaturas (por exemplo, superiores a 160QC). Nestas temperaturas, existe a formação de subprodutos derivados a partir da desidratação dos açúcares e da despolimerização parcial da lignina. Estes subprodutos, de um modo particular o furfural, hidroximetilfurfural, compostos fenólicos, podem agir como inibidores do crescimento dos microorganismos normalmente usados nos processos de fermentação de açúcar subsequentes. Além disso, na presença de ácido sulfúrico diluído, o rendimento de açúcar, em particular de glicose, é normalmente baixo (por exemplo, inferior a 50%).
[0019] Além disso, antes de que os açúcares sejam submetidos à fermentação, pode ser necessário neutralizar o ácido sulfúrico, de um modo a que sejam obtidos valores de pH aceitáveis para a fermentação subsequente. A neutralização é efetuada, de um modo geral, através da adição de óxidos e/ ou de hidróxidos, tais que, por exemplo, o ácido de cálcio, hidróxido de cálcio, hidróxido de bário, com a consequente formação de sais (por exemplo, sulfato de cálcio, diidrato de sulfato de cálcio (“gesso”), sulfato de bário), que são precipitados e que precisam, deste modo, ser separados dos açúcares, antes que os últimos sejam submetidos à fermentação. De um modo adicional, estes sais precisam ser subsequentemente descartados por meio de um tratamento adequado, com um aumento subsequente nos custos de produção. Além disso, é oneroso e extremamente difícil recuperar e reutilizar o referido ácido inorgânico.
[0020] A presença de álcool nos combustíveis líquidos, produzidos através de liquefação, podem também causar dificuldade na separação dos referidos
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7/23 combustíveis líquidos a partir da biomassa de partida aquosa, devido à alta polaridade dos referidos combustíveis líquidos. Além disso, o uso de um líquido orgânico (por exemplo, éster, cetona, álcool) no processo de liquefaçào pode criar dificuldade na fase de separação da fase líquida oleosa a partir da fase aquosa, devido à presença do referido líquido orgânico, em adição a um aumento nos custos de produção.
[0021] O Requerente verificou agora que a produção de bio-óleo a partir da biomassa (isto é, a conversão da biomassa em produtos líquidos, que podem ser usados, por exemplo, como bio- combustíveis e/ ou biocombustíveis), de um modo particular a biomassa incluindo pelo menos um polissacarídeo, pode ser executado, de um modo vantajoso, através de um processo, que compreende submeter a referida biomassa à hidrólise ácida, na presença de uma solução aquosa de pelo menos um ácido orgânico, em uma temperatura mais baixa do que ou igual a 160QC, submetendo-se a mistura obtida a partir da referida hidrólise ácida à hidrólise enzimática, submetendo-se os açúcares obtidos a partir da referida hidrólise ácida e da hidrólise enzimática à fermentação, na presença de pelo menos uma levedura oleaginosa, e submetendo-se a suspensão aquosa, que compreende células da referida levedura oleaginosa, obtidas a partir da referida fermentação, ao tratamento térmico.
[0022] Numerosas vantagens são obtidas por meio deste processo. Por exemplo, o referido processo permite a obtenção de um alto rendimento de açúcares de pentose e de hexose, derivados a partir da hidrólise ácida da referida biomassa, que podem ser subsequentemente usados como fontes de carbono nos processos de fermentação de leveduras oleaginosas para a produção de bio-óleo. O bio-óleo assim obtido pode ser, de um modo vantajoso, usado na produção de biocombustíveis, que podem ser usados como tais, ou misturados com outros combustíveis, para veículos motores. Ou, o referido bio-óleo pode ser usado como tal (bio-combustível), ou em uma mistura com bio-combustíveis fósseis (óleo combustível, lignita, etc.) para a geração de energia elétrica ou de calor.
[0023] Além disso, a possibilidade de operar em temperaturas que não sejam
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8/23 elevadas, isto é, mais baixas do que ou iguais a 160sC, permite reduzir a formação de subprodutos, tais que, por exemplo, o furfural, hidroximetil furfural, compostos fenólicos, que podem agir como um inibidor do crescimento de microorganismos, normalmente usados em processos de fermentação subsequentes de açúcares.
[0024] Uma outra vantagem importante reside no fato de que o referido processo permite com que o ácido orgânico seja recuperado, o qual pode ser então reciclado ao processo acima, de um modo particular, para a hidrólise ácida da biomassa. A referida recuperação também permite evitar o estágio de neutralização e, portanto a produção de sais e o seu descarte subsequente.
[0025] Uma outra vantagem significativa reside no fato de que a fase aquosa, que é obtida após o tratamento térmico da suspensão aquosa, que compreende células da referida levedura oleaginosa, da referida fase que compreende açúcares, glicosídeo e frações de proteína solúveis em água, derivadas a partir do tratamento térmico hidrólise térmica) das proteínas e dos polisssacarídeos contidos na membrana celular das leveduras oleaginosas usadas, pode ser reciclada ao processo acima, de um modo particular, ela podendo ser reciclada à fermentação. Deste modo, é possível reduzir a quantidade de nitrogênio, que precisa ser normalmente adicionada ao meio de cultura, no qual a fermentação ocorre, e prover os açúcares adicionais para a fermentação.
[0026] Um objeto da presente invenção refere-se, portanto, a um processo para a produção de bio-óleo a partir das biomassas, incluindo pelo menos um polissacarídeo, que compreende:
- submeter a referida biomassa à hidrólise ácida, na presença de uma solução aquosa de pelo menos um ácido orgânico selecionado a partir de ácidos alquil ou aril sulfônicos tendo de C7 a C2o átomos de carbono, de um modo preferido de C9 a C15 átomos de carbono, ou de ácidos carboxílicos halogenados, em uma temperatura em uma faixa de a partir de 80aC a 160sC, de um modo preferido a partir de 100sC a 150sC, obtendo-se uma primeira mistura, que compreende uma primeira fase sólida e uma primeira fase aquosa;
- submeter a referida primeira mistura à referida hidrólise enzimática,
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9/23 obtendo-se uma segunda mistura, que compreende uma segunda fase sólida e uma segunda fase aquosa;
- submeter a referida segunda fase aquosa à fermentação, na presença de pelo menos uma levedura oleaginosa, obtendo-se uma suspensão aquosa, que compreende células da referida levedura oleaginosa;
- submeter a referida suspensão aquosa ao tratamento térmico, obtendose uma fase oleosas, que compreende um bio-óleo e uma terceira fase aquosa. [0027] Para os propósitos da presente descrição e das reivindicações que se seguem, a definição das faixas numéricas incluem sempre os extremos, a não ser que especificado de um outro modo.
[0028] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o referido polissacarídeo pode ser selecionado a partir de celulose, hemicelulose, ou de misturas das mesmas. A celulose, ou misturas de hemicelulose e de celulose, são, de um modo particular, preferidas.
[0029] De acordo ainda com uma outra modalidade preferida da presente invenção, a referida biomassa é uma biomassa lignocelulósica. Como já mencionado acima, a biomassa lignocelulósica inclui três componentes: hemicelulose, celulose, e lignina.
[0030] A referida biomassa lignocelulósica é selecionada, de um modo preferido, a partir:
- dos produtos de colheitas expressamente cultivados para o uso energético (por exemplo, miscanto, painço, cana-de-açúcar comum), compreendendo os subprodutos, resíduos e refugos das referidas colheitas ou de seu processamento;
- dos produtos de cultivos agrícolas, plantio florestal e silvicultura, compreendendo madeira, plantas, resíduos e os subprodutos do processamento agrícola, do plantio florestal e da silvicultura;
- dos subprodutos de gêneros agro-alimentícios, destinados à alimentação humana ou animal;
- dos resíduos não-quimicamente tratados da indústria do papel;
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10/23
- do refugo obtido a partir da coleta diferenciada de refugo urbano sólido (por exemplo, refugo urbano de uma origem vegetal, papel, etc.).
[0001] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a referida biomassa pode ser tratando através de que seja submetida a uma moagem preliminar ou a processos de classificação de tamanho, antes de que seja submetida à hidrólise ácida. A referida biomassa é tratada, de um modo preferido, até que as partículas tendo um diâmetro em uma faixa de a partir de 0,1 mm a 10 mm, de um modo mais preferido em uma faixa de 0,5 mm a 4 mm, sejam obtidas. As partículas tendo um diâmetro inferior a 1 mm são, de um modo particular, preferidas.
[0002] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a referida biomassa está presente na mistura da reação em uma quantidade em uma faixa de a partir de 5%, em peso, a 40%, em peso, de um modo preferido a partir de 20%, em peso, a 35%, em peso, com relação ao peso total da mistura da reação.
[0003] Para os propósitos da presente descrição e das reivindicações que se seguem, o termo “ mistura da reação” significa a mistura, que compreende a biomassa e a solução aquosa do referido pelo menos um ácido orgânico.
[0004] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o referido pelo menos um ácido orgânico é solúvel em água e extraível com um solvente orgânico insolúvel em água.
[0005] Para os propósitos da presente invenção e das reivindicações que se seguem, o termo “ácido orgânico solúvel em água” significa um ácido orgânico tendo uma solubilidade em água destilada, a 25QC, de pelo menos 0,5 g/100 ml de água destilada, de um modo mais preferido de pelo menos 2g /100 ml de água destilada.
[0006] Para os propósitos da presente invenção e das reivindicações que se seguem, o termo “ácido orgânico extraível com um solvente orgânico insolúvel em água” refere-se a um ácido orgânico, que pode ser extraído com um solvente orgânico insolúvel em água com um rendimento de, pelo menos 80%, de um modo preferido de pelo menos 90%, o referido rendimento sendo calculado com relação à quantidade total de ácido orgânico presente na solução aquosa.
[0007] Para os propósitos da presente invenção e das reivindicações que se
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11/23 seguem, o termo “ solvente orgânico insolúvel em água” refere-se a um solvente orgânico, que possui uma solubilidade em água destilada, a 25QC, inferior a 4%, em volume, de um modo preferido inferior a 2%, em volume.
[0008] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, os referidos ácidos alquil ou aril sulfônicos podem ser selecionados a partir de: ácido dodecil sulfônico, ácido para- tolueno sulfônico, ácido 1-naftaleno sulfônico, ácido 2naftaleno sulfônico, ácido 1,5- naftaleno-dissulfônico, ou misturas dos mesmos. O ácido para-tolueno sulfônico, ácido 2-naftaleno- sulfônico, ácido 1,5-naftaleno dissulfônico, ou misturas dos mesmos, são, de um modo particular, preferidos.
[0009] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, os referidos ácidos carboxílicos halogenados podem ser selecionados a partir daqueles tendo um número de átomos de carbono não superior a 20, de um modo preferido de 2 a 15, tais que, pode exemplo, o ácido trifluoroacético, ácido dicloroacético, ácido tricloroacético, ácido perfluoro-octanóico, ou misturas dos mesmos. O ácido dicloroacético, o ácido tricloroacético, o ácido perfluoro- octanóico, ou misturas dos mesmos, são, de um modo particular, preferidos.
[0010] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o referido pelo menos um ácido orgânico está presente na solução aquosa em uma concentração de 0,1 %, em peso, a 5%, em peso, de um modo preferido a partir de 0,5%, em peso, a 2,5 %, em peso, com relação ao peso total da solução aquosa.
[0011] O referido ácido orgânico age como um catalisador para a hidrólise ácida da referida biomassa. De um modo particular, quando a biomassa de partida é uma biomassa lignocelulósica, o referido ácido orgânico age, de um modo específico, como um catalisador para a hidrólise ácida da hemicelulose. Deve ser observado que o objeto do processo da presente invenção, quando a biomassa de partida é uma biomassa lignocelulósica, não apenas possibilita com que a hidrólise ácida da hemicelulsoe seja obtida, mas também permite com que o descarte da celulose seja aperfeiçoado, e que a referida celulose permaneça substancialmente nãohidrolisada, para a hidrólise enzimática subsequente, graças a uma desestruturação aperfeiçoada da biomassa de partida.
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12/23 [0012] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a referida hidrólise ácida pode ser executada durante um período de tempo em uma faixa de 20 minutos a 6 horas, e de um modo preferido de 30 minutos a 3 horas.
[0013] A referida hidrólise ácida pode ser executada em reatores conhecidos na arte, tais que, por exemplo, autoclaves, ou extrusoras adequadas.
[0014] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a referida primeira fase sólida compreende lignina e celulose e a referida primeira fase aquosa compreende pelo menos um açúcar tendo de C5 a C6 átomos de carbono e o referido pelo menos um ácido orgânico. O referido açúcar é, de um modo preferido, a xilose. A referida xilose deriva, de um modo preferido, a partir da hidrólise ácida da hemicelulose.
[0015] A referida hidrólise ácida permite com que pelo menos um açúcar, tendo de C5 a C6 átomos de carbono, possa ser obtido, em particular a xilose derivada a partir da hidrólise ácida da hemicelulose, com um alto rendimento. De um modo mais específico, a referida hidrólise ácida permite com que um rendimento de xilose maior do que ou igual a 80% seja obtido, o referido rendimento sendo calculado com relação à quantidade total de xilose presente na biomassa de partida.
[0016] A referida hidrólise ácida também permite com que altos rendimentos de celulose de de lignina sejam obtidos.
[0017] De um modo a recuperar o referido pelo menos um ácido orgânico, a referida mistura pode ser submetida à extração com um solvente orgânico insolúvel em água.
[0018] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o referido processo também compreende submeter a referida primeira mistura à extração com pelo menos um solvente orgânico insolúvel em água. O referido solvente orgânico insolúvel em água pode, de um modo preferido, ser selecionado a partir de: hidrocarbonetos halogenados, tais que, por exemplo, cloreto de metileno, monoclorobenzeno, diclorobenzeno, ou misturas dos mesmos; hidrocarbonetos aromáticos, tais que, por exemplo, tolueno, xileno, ou misturas dos mesmos; alcoóis alifáticos C4-C61 tais que n-butanol, n- pentanol, ou misturas dos mesmos. Misturas,
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13/23 que compreendem pelo menos um álcool alifático C4-C6 ( por exemplo, butanol) e pelo menos um hidrocarboneto aromático (por exemplo, tolueno), são particularmente preferidas.
[0019] O referido solvente orgânico insolúvel em água é subsequentemente evaporado, obtendo-se uma fase sólida adicional, que compreende 0 referido pelo menos um solvente orgânico.
[0020] Como acima especificado, 0 objeto do processo da presente invenção, permite com que pelo menos um ácido orgânico seja recuperado com um alto rendimento, de um modo particular, com um rendimento de pelo menos 80%, de um modo preferido de pelo menos 90%, 0 referido rendimento sendo calculado com relação à quantidade total do referido ácido orgânico presente na referida solução aquosa. O referido pelo menos um ácido orgânico pode, portanto, ser subsequentemente reciclado de acordo com 0 objeto do processo da presente invenção, e de um modo particular ele pode ser reciclado para a hidrólise ácida. Deve ser notado que, quando a recuperação do referido pelo menos um ácido orgânico é igual a 100%, a referida primeira fase aquosa deverá estar livre do referido pelo menos um ácido orgânico. Além disso, 0 solvente orgânico evaporado, após a condensação, pode ser também reciclado ao processo da presente invenção, de um modo particular ele podendo ser reciclado para a referida extração.
[0021] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, 0 referido processo também compreende a reciclagem do referido pelo menos um ácido orgânico para a referida hidrólise ácida.
[0022] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, 0 referido processo também compreende a reciclagem do referido pelo menos um solvente orgânico insolúvel em água para a referida extração.
[0023] Para 0 propósito do objeto do processo da presente invenção, a referida hidrólise enzimática pode ser executada de acordo com as técnicas conhecidas na arte, tal como descrito, por exemplo, nas Patentes US 5. 628. 830, US 5. 916. 780 e US 6. 090. 595, usando as enzimas comerciais, tais que, por exemplo, Celluclast 1,5 L (Novozymes), Econase CE (Rohm Enzymes), Spezyme (Genecor), Novozym 188
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14/23 (Novozymes), usadas individualmente ou misturadas uma com a outra.
[0024] De um modo a ajustar o pH a valores na faixa de 4 a 6, de um modo preferido de 4,5 a 5,5, o ácido acético glacial pode ser adicionado à primeira mistura, antes da hidrólise enzimática, em uma quantidade tal, de um modo a obter o pH desejado.
[0025] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a referida segunda fase sólida compreende pelo menos um açúcar tendo átomos de carbono C5 a C6, de um modo preferido xilose, glicose, celobiose, ou misturas das mesmas. De um modo particular, a referida segunda fase aquosa compreende xilose derivada a partir da hidrólise ácida de hemicelulose, glicose e celobiose derivadas a partir da hidrólise enzimática de celulose.
[0026] De um modo particular, esta hidrólise enzimática permite com que seja obtido um alto rendimento de glicose, de um modo específico um rendimento de glicose mais alto do que ou igual a 90%, o referido rendimento sendo calculado com relação à quantidade total de glicose presente na biomassa de partida.
[0027] A quantidade de açúcares contida na biomassa de partida, como também a quantidade de açúcares obtida após a hidrólise (hidrólise ácida e/ ou hidrólise enzimática), pode ser determinada por meio de técnicas conhecidas na arte, tais que, por exemplo, a Cromatografia Líquida de Alto Desempenho ( HPLC).
[0028] A referida segunda fase sólida e a referida segunda fase aquosa podem ser separadas através de técnicas bem conhecidas na arte, tais que, por exemplo, filtração, centrifugação. As referidas fases são, de um modo preferido, separadas através de filtração.
[0029] A referida segunda fase sólida, que compreende lignina, pode ser beneficiada como um combustível, por exemplo, como um combustível para a produção da energia necessária para a sustentação dos processos de tratamento da biomassa.
[0030] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a referida fermentação pode ser executada em uma temperatura na faixa de 20QC a 40QC, de um modo preferido de 25QC a 35QC.
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15/23 [0031] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a referida fermentação pode ser executada durante um período de tempo em uma faixa de 3 dias a 10 dias, de um modo preferido de 4 a dias a 8 dias.
[0032] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a referida fermentação pode ser executada em um pH em uma faixa de 4,5 a 6,5, de um modo preferido de 5 a 6. De um modo a que o pH seja mantido dentro das faixas desejadas, uma solução aquosa de pelo menos uma base inorgânica, tal que, por exemplo, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio, ou misturas dos mesmos, pode ser adicionada ao meio de cultura usado para a fermentação, em uma quantidade, que seja tal, para que seja obtido o pH desejado.
[0033] De acordo com uma outra modalidade preferida da presente invenção, a referida levedura oleaginosa pode ser selecionada a partir de: Rhodotorula glutinis, Rhodotorula gracilis, Rhodotorula graminis, Lypomices starkeyi, Lypomices lipofer, Trigonopsis variabilis, Candida Kefyr, Candida curvata, Candida lipolytica, Torulopsis sp., Pichia stipitis.
[0034] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a referida fermentação é uma fermentação alimentada em batelada.
[0035] Antes de ser usada na referida fermentação, a referida levedura oleaginosa é desenvolvida, de um modo preferido, em um meio de cultura contendo xilose, celobiose, glicose, ou misturas dos mesmos, em uma concentração preferivelmente em uma faixa de 1 %, em peso, a 2%, em peso, com relação ao peso total do referido meio de cultura.
[0036] A referida fermentação pode, de um modo vantajoso, ser executada em fermentadores conhecidos na arte, na presença de meios de cultura usados normalmente com o propósito de compreender vários nutrientes, tais que, por exemplo, nitrogênio, fosfato de potássio, magnésio, sais, vitaminas.
[0037] De modo a concentrar as células de levedura na suspensão aquosa obtida a partir da fermentação, a referida suspensão aquosa, antes de ser submetida ao tratamento térmico, pode ser submetida a um tratamento de espessamento.
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16/23 [0038] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, no final da fermentação, a referida suspensão aquosa pode ser enviada a um tratamento de espessamento. Nesta fase, a concentração das células de levedura é conduzida a valores em uma faixa de a partir de 5%, em peso, a 50%, em peso, de um modo preferido de a partir de 15%, em peso, a 30%, em peso, com relação ao peso total ( peso seco) da suspensão aquosa. O referido espessamento pode ser executado usando técnicas bem conhecidas na arte, tais que, por exemplo, sedimentação, decantação, floculação, filtração e as similares.
[0039] O referido tratamento térmico (tratamento hidrotérmico) provê o aquecimento da suspensão aquosa concentrada, derivada a partir do tratamento de espessamento em um vaso, sob pressão. O referido tratamento térmico pode ser executado operando em diferentes modos, tais que, por exemplo, “batelada”, “semibatelada”, ou em um modo contínuo.
[0040] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o referido tratamento térmico pode ser executado em uma temperatura em uma faixa de a partir de 80eC a 350sC, de um modo preferido a partir de 150sC a 330aC.
[0041] A pressão é mantida, de um modo preferido, em valores, que são tais a manter pelo menos parte da água na referida suspensão aquosa em um estado líquido.
[0042] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o referido tratamento térmico pode ser executado em uma pressão em uma faixa de a partir de 0,1 MPa a 25 MPa, de um modo preferido de a partir de 0,5 MPa a 18 MPa. [0043] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o referido tratamento térmico pode ser executado durante um período de tempo igual a ou superior a 1 minuto, de um modo preferido em uma faixa de 0,5 horas a 2 horas.
[0044] Como a energia térmica necessária para o tratamento térmico pode derivar, seja totalmente ou parcialmente a partir da recuperação térmica ou a partir da combustão de vetores de energia tradicionais, por exemplo, gás metano, LPG, óleo mineral, carvão, etc., a possibilidade de que a energia térmica seja derivada a partir de energia solar não é excluída.
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17/23 [0045] Durante o referido tratamento térmico, a ruptura das membranas celulares das células da levedura oleaginosa presente na referida suspensão aquosa também ocorre, obtendo-se uma mistura, que inclui uma fase oleosa, que compreende um bio-óleo e uma fase aquosa, que compreende açúcares, frações de glicosídeo e proteínas solúveis em água, derivadas a partir do tratamento térmico (hidrólise térmica) das proteínas e polissacarídeos contidos na membrana celular das leveduras oleaginosas usadas. Deve ser notado, que parte das referidas proteínas e dos referidos polissacarídeos, durante o referido tratamento térmico, podem ser convertidos a um bio-óleo.
[0046] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, no final do referido tratamento térmico, a mistura obtida (fase oleosa + fase aquosa) pode se resfriada a uma temperatura em uma faixa de a partir de 40sC a 90aC, de um modo preferido a partir de 45QC a 80QC, antes de ser alimentada a uma seção de separação/ recuperação, de um modo a separar as duas fases.
[0047] A referida separação é executada, de um modo geral, através de meios ou de técnicas bem conhecidos na arte. Ela pode ser executada, de um modo vantajoso, por exemplo, através de separação estática, ou através de extração com pelo menos um solvente orgânico insolúvel em água, que pode ser selecionado, por exemplo, a partir de cloreto de metileno, ou de frações de hidrocarboneto de refinaria, obtendo-se uma fase oleosa, que compreende um bio-óleo e uma terceira fase aquosa. De um modo alternativo, a referida separação pode ser executada por meio de destilação fracionada.
[0048] A referida terceira fase aquosa é, de um modo opcional, adicionalmente resfriada a uma temperatura em uma faixa a partir da temperatura ambiente (25eC) a 50QC, e reciclada à fermentação. Se as impurezas estiverem ainda presentes (por exemplo, traços de bio-óleo, traços de inibidores, etc.), a referida fase aquosa pode ser submetida a um tratamento de destoxificação, que pode ser executado, por exemplo, através de filtração, centrifugação, ou extração com um solvente orgânico insolúvel em água (por exemplo, uma mistura de tolueno e de n- butanol).
[0049] Durante o referido tratamento térmico, a fase gasosa é também formada,
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18/23 sendo igual a cerca de 10%- 25%, em peso, com relação ao peso (peso seco) das células de levedura presentes na referida suspensão aquosa, a referida fase gasosa compreendendo de cerca de 80% - 95%, em moles, de dióxido de carbono, e de 10% em moles a 20%, em moles, de hidrocarbonetos tendo de 1 a 3 átomos de carbono. A referida fase gasosa, após a separação, que pode ser executada, por exemplo, através da despressurização do vaso pressurizado, no qual o referido tratamento térmico é executado, antes de que seja enviada a mistura obtida (fase oleosa + fase aquosa) após o referido tratamento térmico, para a separação, é, de um modo geral, beneficiada a seu componente de hidrocarboneto como um gás combustível. De um modo alternativo, a separação da fase gasosa pode ser executada durante a separação da fase oleosa a partir da fase aquosa.
[0050] O objeto do processo da presente invenção permite com que os bio-óleos sejam recuperados com um rendimento em uma faixa de a partir de 50% a 95%, de um modo preferido a partir de 55% a 85%, o referido rendimento sendo calculado com relação ao peso total (peso seco) das células de levedura oleaginosa presentes na suspensão aquosa obtida após a fermentação.
[0051] O bio-óleo, obtido por meio do processo acima, pode ser enviado às fases de processamento subsequentes, de um modo a transformá-lo, por exemplo, em um biocombustível através de um tratamento conhecido na arte, tal que, por exemplo, hidrogenação ou craqueamento.
[0052] A presente invenção será agora descrita através de uma forma ilustrativa com relação à Figura 1, abaixo provida.
[0053] De acordo com uma modalidade típica do processo objeto da presente invenção, a biomassa (linha 1) (por exemplo, a biomassa lignocelulósica previamente moída) é submetida à hidrólise ácida, na presença de um ácido orgânico (por exemplo, o ácido 2-naftaleno sulfônico), obtendo-se uma primeira mistura (linha 2) (compreendendo uma primeira fase aquosa, que inclui xilose derivada a partir da hidrólise de hemicelulose e do referido ácido orgânico, e de uma primeira fase sólida, que compreende lignina e celulose.
[0054] Como representado na Figura 1, a referida primeira mistura (linha 2) é
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19/23 submetida à extração com um solvente orgânico insolúvel em água (por exemplo, uma mistura de tolueno e n-butanol), de um modo a que o referido ácido orgânico seja recuperado (linha 3) e reciclado, após a evaporação do solvente orgânico, para a referida hidrólise ácida (linha 4). O referido solvente orgânico evaporado (linha 5), é condensado, recuperado e reciclado para a referida extração (linha 6).
[0055] Após a extração com o solvente orgânico, a referida primeira mistura ( linha 7) é submetida à hidrólise enzimática, na presença de uma enzima (por exemplo, uma solução aquosa de Celluclast 1,5 L e Novozym 188), obtendo-se uma segunda mistura compreendendo uma segunda fase aquosa, que inclui xilose derivada a partir da hidrólise ácida de hemicelulose, glicose e celobiose derivadas a partir da hidrólise enzimática de celulose, e uma segunda fase sólida, que inclui lignina.
[0056] Antes de ser submetido à hidrólise enzimática, o ácido acético glacial pode ser adicionado à referida primeira mistura (linha 7), de um modo a regular o pH a valores na faixa de 4 a 6 (não representados na Figura 1).
[0057] A referida segunda fase aquosa (linha 8) e a referida segunda fase sólida (linha 9) são separadas através de filtração (não representada na Figura 1).
[0058] A referida segunda fase aquosa (linha 8) é submetida à fermentação, na presença de uma levedura oleaginosa ( por exemplo, Lypomyces starkey NRRL 1389).
[0059] No final da fermentação, é obtida uma suspensão aquosa, que compreende células da referida levedura oleaginosa (linha 10), que é submetida a um tratamento de espessamento, de um modo a concentrar as células da referida levedura oleaginosa na referida suspensão aquosa, de um modo a que sejam obtidos valores de concentração, de um modo preferido em uma faixa de a partir de 5 %, em peso, a 30%, em peso, com relação ao peso total (peso seco) da referida suspensão aquosa.
[0060] No final do tratamento de espessamento, a suspensão aquosa concentrada (linha 11) é submetida a um tratamento térmico operando em uma temperatura, pressão e períodos de tempo de residência, que permitem com que
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20/23 seja obtida uma mistura, que compreende uma fase oleosa, que inclui bio-óleo e uma terceira fase aquosa, que compreende açúcares, frações de glicosídeo e proteínas solúveis em água, derivadas a partir do tratamento térmico (hidrólise térmica) das proteínas e dos polissacarídeos contidos na membrana celular das leveduras oleaginosas usadas, e possíveis impurezas (por exemplo, traços de bioóleo).
[0061] Durante o tratamento térmico, uma fase gasosa é também produzida, que compreende CO2 e hidrocarbonetos gasosos tendo de 1 a 3 átomos de carbono, que podem ser separados, por exemplo, através da despressurização do vaso pressurizado, no qual o referido tratamento térmico é executado, antes do envio da mistura obtida (fase oleosa + fase aquosa), após o referido tratamento térmico, para a seção de separação de fase. A fase gasosa assim obtida (linha 13) pode ser enviada a um tratamento posterior, de um modo a beneficiar o seu componente de hidrocarboneto como um gás combustível.
[0062] A mistura (fase oleosa + fase aquosa) obtida após o tratamento térmico, é resfriada pela sua passagem através de trocadores de calor (não representados na Figura 1) e enviada (linha 12) a uma seção de separação de fase, de um modo a separar e extrair as duas fases, obtendo-se o bio-óleo e uma fase aquosa.
[0063] O bio-óleo (linha 14) pode ser enviado às fases de processamento subsequentes de um modo a transformá-lo, por exemplo, em biocombustível por meio de um tratamento, por exemplo, hidrogenação ou craqueamento (não ilustrado na Figura 1).
[0064] Como representado na Figura 1, a fase aquosa (linha 15) é enviada a um tratamento de destoxificação e é subseqüentemente reciclada, após um possível resfriamento adicional, ao interior de um trocador de calor ( não representado na Figura 1), para a fermentação (linha 16).
[0065] Alguns exemplos ilustrativos e nào-limitativos são providos abaixo para uma melhor compreensão da presente invenção e de sua concretização.
EXEMPLO 1
HIDRÓLISE ÁCIDA DA BIOMASSA
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21/23 [0066] 300 g de madeira conífera previamente moídos ( diâmetro de partícula <
mm) foram adicionados a uma solução de 20 g do ácido 2-naftaleno sulfônico em 1 I de água.
[0067] A composição da biomassa de partida foi a que se segue: 50%, em peso, de celulose, 25%, em peso, de hemicelulose, 25%, em peso, de lignina, com relação ao peso total da biomassa de partida.
[0068] A mistura da reação assim obtida foi mantida, sob agitação, em uma autoclave, a 140sC, durante 1 hora, obtendo-se uma primeira mistura compreendendo 225 g (peso seco) de uma primeira fase sólida (compreendendo celulose e lignina) e 1095 g de uma primeira fase aquosa (compreendendo xilose derivada a partir da hidrólise de hemicelulose e ácido 2- naftaleno sulfônico).
[0069] Após o resfriamento a 25SC, a referida primeira mistura foi submetida à extração com 1 I de uma mistura de tolueno e n-butanol.
[0070] A mistura de tolueno e n-butanol foi subseqüentemente separada e evaporada, em pressão reduzida, obtendo-se uma fase sólida adicional compreendendo 19,6 g (peso seco) do ácido 2-naftaleno sulfônico (rendimento de recuperação de 96%, calculado com relação à quantidade total de ácido presente na solução aquosa).
[0071] Após a separação do ácido, o ácido acético glacial foi adicionado à referida primeira mistura, até que um pH da referida primeira fase aquosa igual a 5 fosse obtido.
[0072] Uma solução aquosa da enzima Celluclast 1,5 L (Novozymes) correspondendo a 1485 FPU ( Unidades de Papel de Filtro) e da enzima Novozym 188 (de Novozymes) correspondendo a 18000 BGU (unidades de Beta Glucanase) foi subsequentemente usada. A suspensão assim obtida foi mantida sob agitação, durante 72 horas, a 45QC.
[0073] No final da hidrólise enzimática, 90 g (peso seco) de uma segunda fase sólida compreendendo lignina (75 g - peso seco) e celulose não-hidrolisada (15 g peso seco) e 1200 g de uma segunda fase aquosa compreendendo glicose (152 g peso seco) e xilose (72 g - peso seco), foram separadas através de filtração.
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22/23
FERMENTAÇÃO [0074] 250 ml da referida segunda fase aquosa, obtida como acima descrito, contendo 200 g/l de açúcares, foram diluídos, de um modo adequado, com água destilada, até que uma solução tendo uma concentração final de açúcares igual a 50 g/l, foi obtida.
[0075] Os nutrientes que se seguem foram adicionados a esta solução: 0,1 % de sulfato de amônio, 0,1% de KH2PO4, 0,005% de MgSO4. 7H2O, 0,001% de NaCI, 0,001% de CaCI2, 0,1 % de extrato de levedura. O caldo de fermentação (meio de cultura) assim obtido foi inoculado em um fermentador com células de levedura (Lypomices starkey NRRL 1389) ( inóculo igual a 2,5 g/l - peso seco) para um volume de fermentação igual a 1 litro e o pH foi mantido em 5,5 através da adição de uma solução aquosa de NaOH 0,1 M.
[0076] As células de levedura foram desenvolvidas, sob agitação a 500 rpm, a 30Q< e aeração de 0,51/ minuto de ar estéril.
[0077] Um adicional de 250 ml da referida segunda fase aquosa foi adicionado ao fermentador, obtido a partir da hidrólise da biomassa, contendo 200g / I de açúcares, de um modo adequado diluídos com água destilada, de um modo a que seja obtida uma solução tendo uma concentração final de açúcares igual a 50 g/l. TRATAMENTO TÉRMICO [0078] A suspensão aquosa obtida, igual a cerca de 1,25 I, compreendendo 52 g de células de levedura, foi concentrada através de centrifugação a 7000 rpm, durante 20 minutos, obtendo-se 0,25 I compreendendo 20% (peso seco ) de células de levedura, que foram colocadas em uma autoclave de aço de 0,5 I.
[0079] A autoclave foi submetida a uma atmosfera de nitrogênio e a temperatura interna foi conduzida rapidamente a 315QC; a mistura total foi mantida, sob agitação, na referida temperatura, durante 1 hora. A pressão máxima registrada na autoclave foi de 11 MPa.
[0080] A autoclave foi subsequentemente rapidamente conduzida a uma temperatura igual a 70-C, e despressurizada, de um modo a que a fase gasosa formada seja removida. A referida fase gasosa, igual a cerca de 6, 2 g, foi analisada
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23/23 através de cromatografia gasosa em linha e foi verificado que ela compreendia 90%, em moles, de dióxido de carbono.
[0081] A mistura residual (fase oleosa + fase aquosa) foi alimentada a um funil separador e foi extraída com cloreto de metileno, sendo obtida uma fase oleosa e uma terceira fase aquosa.
[0082] A referida fase oleosa foi secada em sulfato de sódio e subsequentemente evaporada, em pressão reduzida, de um modo a que o cloreto de metileno fosse removido, sendo obtidos cerca de 35 g de óleo (rendimento em células de levedura secadas igual a 67,3 %).
[0083] A referida fase aquosa, tendo um COD total igual a 43.200 mg/l, foi reciclada à fermentação.

Claims (11)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Processo para a produção de bio-óleo a partir de uma biomassa lignocelulósica, incluindo um polissacarídeo selecionado a partir de celulose, hemicelulose ou mistura dos mesmos, caracterizado pelo fato de compreender:
    - submeter a referida biomassa à hidrólise ácida, na presença de uma solução aquosa de um ácido orgânico, selecionado a partir dos ácidos alquil ou aril sulfônicos, tendo átomos de carbono C? a C2o, referidos ácidos alquil ou aril sulfônicos sendo selecionados a partir do ácido dodecil sulfônico, ácido paratolueno sulfônico, ácido 1-naftaleno sulfônico, ácido 2-naftaleno sulfônico, ácido 1,5naftaleno dissulfônico, ou de misturas dos mesmos, ou a partir de ácidos carboxílicos halogenados, referidos ácidos carboxílicos halogenados sendo selecionados a partir daqueles tendo um número de átomos de carbono não superior a 20, tais como o ácido trifluoroacético, ácido dicloroacético, ácido tricloroacético, ácido perfluoro octanóico, ou de misturas dos mesmos, em uma temperatura em uma faixa de a partir de 80sC a 160aC, obtendo-se uma primeira mistura, que compreende uma primeira fase sólida e uma primeira fase aquosa; referida biomassa estando presente na mistura da reação em uma quantidade em uma faixa de 5%, em peso, a 40%, em peso, com relação ao peso total da mistura da reação; referido um ácido orgânico estando presente na solução aquosa em uma concentração na faixa de 0,1%, em peso, a 5%, em peso, com relação ao peso total da solução aquosa; referida hidrólise ácida sendo executada durante um período de tempo na faixa de 20 minutos a 6 horas;
    - submeter a referida primeira mistura à hidrólise enzimática, obtendo-se uma segunda mistura, que compreende uma segunda fase sólida e uma segunda fase aquosa;
    - submeter a referida segunda fase aquosa à fermentação, na presença de uma levedura oleaginosa, referida levedura oleaginosa sendo selecionada a partir de: Rhodotorula glutinis, Rhodotorula gracilis, Rhodotorula graminis, Lypomices starkeyi, Lypomices lipofer, Trigonopsis variabilis, Candida Kefyr, Candida curvata, Candida lipolytica, Torulopsis sp., Pichia stipitis, obtendo-se uma suspensão aquosa,
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  2. 2/3 que compreende células da referida levedura oleaginosa;
    - submeter a referida suspensão aquosa ao tratamento térmico, obtendose uma fase oleosa, que compreende um bio-óleo e uma terceira fase aquosa, referido tratamento térmico sendo executado em uma temperatura em uma faixa de 80QC a 350QC, em uma pressão em uma faixa de 0,1 MPa a 25 MPa, durante um período de tempo igual a, ou superior a 1 minuto.
    2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida primeira mistura é submetida à extração com um solvente orgânico insolúvel em água, que possui uma solubilidade em água destilada, a 25QC, inferior a 4% em volume, de um modo preferido inferior a 2% em volume, selecionado a partir de: hidrocarbonetos halogenados, tais como cloreto de metileno, monoclorobenzeno, diclorobenzeno, ou misturas dos mesmos; hidrocarbonetos aromáticos, tais como tolueno, xileno, ou misturas dos mesmos; álcoois alifáticos Ο4-Ο6, tais que n-butano, n-pentanol, ou misturas dos mesmos.
  3. 3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o referido processo compreende reciclar o referido um ácido orgânico na referida hidrólise ácida.
  4. 4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de que o referido processo compreende reciclar o referido um solvente orgânico insolúvel em água, que possui uma solubilidade em água destilada, a 25QC, inferior a 4% em volume, de um modo preferido inferior a 2% em volume, na referida extração.
  5. 5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, caracterizado pelo fato de que a referida fermentação é executada em uma temperatura na faixa de 20QC a 40QC.
  6. 6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizado pelo fato de que a referida fermentação é executada durante um período de tempo na faixa de 3 dias a 10 dias.
  7. 7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6, caracterizado pelo fato de que a referida fermentação é executada em um pH na
    Petição 870180125355, de 03/09/2018, pág. 33/35
    3/3 faixa de 4,5 a 6,5.
  8. 8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-7, caracterizado pelo fato de que a referida suspensão aquosa, no final da fermentação, é enviada a um tratamento de espessamento, em que a concentração das referidas células de levedura é conduzida a valores na faixa de 5%, em peso, a 50%, em peso, com relação ao peso total (peso seco) da suspensão aquosa.
  9. 9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, caracterizado pelo fato de que o referido tratamento térmico é executado durante um período de tempo na faixa de 0,5 horas a 2 horas.
  10. 10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-9, caracterizado pelo fato de que, no final do referido tratamento térmico, a mistura obtida (fase oleosa + fase aquosa) é resfriada a uma temperatura na faixa de 40eC a 90QC, antes de ser alimentada a uma seção de separação/recuperação das fases que se seguem: a referida fase oleosa compreendendo um bio-óleo e a referida terceira fase aquosa.
  11. 11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a referida terceira fase aquosa é reciclada à fermentação.
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