UA120509C2 - Спосіб одержання ліпідів з біомаси - Google Patents
Спосіб одержання ліпідів з біомаси Download PDFInfo
- Publication number
- UA120509C2 UA120509C2 UAA201610359A UAA201610359A UA120509C2 UA 120509 C2 UA120509 C2 UA 120509C2 UA A201610359 A UAA201610359 A UA A201610359A UA A201610359 A UAA201610359 A UA A201610359A UA 120509 C2 UA120509 C2 UA 120509C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- specified
- range
- fermentation
- biomass
- carried out
- Prior art date
Links
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 title claims abstract description 135
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 63
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 title claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 5
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 213
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 213
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 59
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims abstract description 30
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims abstract description 30
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 26
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims abstract 6
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 54
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 32
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 31
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 28
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 25
- 239000002029 lignocellulosic biomass Substances 0.000 claims description 22
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 21
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 17
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 16
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims description 13
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 13
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 claims description 13
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 12
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 12
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 12
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 claims description 9
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 8
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 7
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 6
- 241000132536 Cirsium Species 0.000 claims description 5
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 5
- 241001474374 Blennius Species 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 claims description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 2
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 claims description 2
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 claims description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 2
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 claims 1
- 125000003473 lipid group Chemical group 0.000 abstract description 18
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 45
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 33
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 27
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 24
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 16
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxymethylfurfural Chemical compound OCC1=CC=C(C=O)O1 NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 12
- RJGBSYZFOCAGQY-UHFFFAOYSA-N hydroxymethylfurfural Natural products COC1=CC=C(C=O)O1 RJGBSYZFOCAGQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 11
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 11
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 11
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 11
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 10
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 10
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- -1 for example Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 7
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 7
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 6
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 5
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 5
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SZFSLWMLMWUDEG-UHFFFAOYSA-N S(=O)(=O)(O)C(=O)C1=CC(OC)=C(OP(=O)=O)C=C1 Chemical compound S(=O)(=O)(O)C(=O)C1=CC(OC)=C(OP(=O)=O)C=C1 SZFSLWMLMWUDEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 3
- RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzaldehyde Chemical compound OC1=CC=C(C=O)C=C1 RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 2
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 2
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 description 2
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 description 2
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 2
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 2
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 2
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- NUMQCACRALPSHD-UHFFFAOYSA-N tert-butyl ethyl ether Chemical compound CCOC(C)(C)C NUMQCACRALPSHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 2
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- GSWZGTLWVRFGIJ-UHFFFAOYSA-N (4-formyl-2-methoxyphenyl) dihydrogen phosphate Chemical compound COC1=CC(C=O)=CC=C1OP(O)(O)=O GSWZGTLWVRFGIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100022144 Achaete-scute homolog 2 Human genes 0.000 description 1
- 101710165189 Achaete-scute homolog 2 Proteins 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 1
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 description 1
- 108010084185 Cellulases Proteins 0.000 description 1
- 102000005575 Cellulases Human genes 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical class CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 241000219146 Gossypium Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N Linoleic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- 240000003433 Miscanthus floridulus Species 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 244000273256 Phragmites communis Species 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000953561 Toia Species 0.000 description 1
- 241000750042 Vini Species 0.000 description 1
- FGDQGIKMWOAFIK-UHFFFAOYSA-N acetonitrile;phosphoric acid Chemical compound CC#N.OP(O)(O)=O FGDQGIKMWOAFIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 238000005571 anion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- OGBUMNBNEWYMNJ-UHFFFAOYSA-N batilol Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCCOCC(O)CO OGBUMNBNEWYMNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012075 bio-oil Substances 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004592 isopropanol Drugs 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000002650 laminated plastic Substances 0.000 description 1
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N linoleic acid Natural products CCCCC\C=C/C\C=C\CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N 0.000 description 1
- 230000002366 lipolytic effect Effects 0.000 description 1
- 235000001055 magnesium Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000005217 methyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KVBGVZZKJNLNJU-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=CC2=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C21 KVBGVZZKJNLNJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 1
- YPJUNDFVDDCYIH-UHFFFAOYSA-N perfluorobutyric acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F YPJUNDFVDDCYIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- PJGSXYOJTGTZAV-UHFFFAOYSA-N pinacolone Chemical compound CC(=O)C(C)(C)C PJGSXYOJTGTZAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N vanillin Chemical compound COC1=CC(C=O)=CC=C1O MWOOGOJBHIARFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012141 vanillin Nutrition 0.000 description 1
- FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N vanillin Natural products COC1=CC(O)=CC(C=O)=C1 FGQOOHJZONJGDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 235000019871 vegetable fat Nutrition 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 description 1
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- 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
- C12P7/6436—Fatty acid esters
- C12P7/6445—Glycerides
- C12P7/6463—Glycerides obtained from glyceride producing microorganisms, e.g. single cell oil
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
- C11B1/02—Pretreatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
- C11B1/02—Pretreatment
- C11B1/025—Pretreatment by enzymes or microorganisms, living or dead
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
- C11B1/10—Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Винахід належить до способу одержання ліпідів з біомаси, яка включає принаймні один полісахарид. Біомасу піддають гідролізу з одержанням суміші, що включає першу тверду фазу і першу водну фазу, яку видаляють з суміші. У першому ферментаційному пристрої готують інокулят, що включає принаймні один олеогенний мікроорганізм, та проводять ферментацію для одержання першого ферментаційного бульйону. Першу водну фазу та перший ферментаційний бульйон подають до другого ферментаційного пристрою і проводять ферментацію з одержанням другого ферментаційного бульйону. Принаймні частину другого ферментаційного бульйону піддають мікрофільтрації з одержанням першого ретентату і першого пермеату. Перший ретентат подають до другого ферментаційного пристрою, а перший пермеат піддають очищенню з одержанням другого пермеату і другого ретентату, який подають до другого ферментаційного пристрою. Наприкінці ферментації у другому ферментаційному пристрої другий ферментаційний бульйон піддають сепарації з одержанням водного розчину ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди, і другої водної фази. При цьому вказані мікрофільтрацію і очищення проводять безперервно протягом зазначеної ферментації, що проводиться у другому ферментаційному пристрої.
Description
пермеат піддають очищенню з одержанням другого пермеату і другого ретентату, який подають до другого ферментаційного пристрою. Наприкінці ферментації у другому ферментаційному пристрої другий ферментаційний бульйон піддають сепарації з одержанням водного розчину ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди, і другої водної фази. При цьому вказані мікрофільтрацію і очищення проводять безперервно протягом зазначеної ферментації, що проводиться у другому ферментаційному пристрої.
БІЗМАСА | сшхтшть хі З ФЕРМЕНТАЦІЙНИЙ ; УДеИСтТРІЙ ' ниття пІдРоліВ ! І ФЕРМЕНТА ЦІЙНИЙ у ( БУЛЬЙОН ї х прп
ПЕРША ТВЕРДА! | ПЕРША ВОДНА 2 ФЕРМЕНТАЩИ- чи | ФАЗА. НИЙ ПРИСТРІЙ ; " сет
ЗФЕРМЕНТАЦІЙНИЙ рент нннтнят
БУЛЬЙОН -4 МІКРОФІЛЬТРАЦІЯ | ві
І 2 1 вВоднА СУСПЕНЗІЯ ЛІПІДНОЇ поноуинни очистка 0|---
І ЛА СУСПЕВЯ ЛІГ ; тя і 0 ОЧИСТКА
КЛІТИННОЇ БІОМАСИ СЕНАРАНЯ т клітинний лІЗИС . -- тт ДВУГА мі СТІЧНА ВОДА
ВОДНА
І ! ФАЗА шо
БКЕСТРАКЦІЯ в вини нин ші
ВИПАРОВУВАННЯ і
РОЗЧИННИКА
ЛІПІДИ
Фіг. 1
Даний винахід стосується способу одержання ліпідів з біомаси, що включає принаймні один полісахарид.
Більш конкретно, даний винахід стосується способу одержання ліпідів з біомаси, що включає принаймні один полісахарид, який передбачає піддання зазначеної біомаси, що включає принаймні один полісахарид, гідролізу для одержання суміші, що включає першу тверду фазу і першу водну фазу; приготування інокулята, що включає принаймні один олеогенний мікроорганізм, в першому ферментаційному пристрої для одержання першого ферментаційного бульйону; подання зазначеної першої водної фази і зазначеного першого ферментаційного бульйону в другий ферментаційний пристрій для одержання другого ферментаційного бульйону; піддання принаймні частини другого ферментаційного бульйону мікрофільтрації для одержання першого ретентату і першого пермеату; подання зазначеного першого ретентату у зазначений другий ферментаційний пристрій; піддання зазначеного першого пермеату очищенню для одержання другого пермеату і другого ретентату; подання зазначеного другого ретентату у зазначений другий ферментаційний пристрій; наприкінці такої ферментації, підання зазначеного другого ферментаційного бульйону сепарації для одержання водної суспензії ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди, і другої водної фази, причому зазначені мікрофільтрацію і очищення виконують безперервно протягом ферментації.
Одержані таким чином ліпіди переважно застосовуються у виробництві біопалива, наприклад, біодизелю або зеленого дизелю, які можуть застосовуватися як такі або у суміші із іншими видами палива для транспортних засобів.
В цілому, біомасу визначають як будь-яку речовину органічного, рослинного або тваринного походження, яку можна використовувати для потреб енергетики, наприклад, в якості сировини для виробництва біопалива і/або біопального, або в якості компонентів, які можна додавати до палива і/або біопального. Таким чином, біомаса може бути джерелом відновлюваної енергії, альтернативно до традиційної сировини з корисних копалин, які звичайно використовують у виробництві палива і/або пального. Зокрема, з цією метою звичайно застосовують лігноцелюлозну біомасу.
Виробництво цукрів з біомаси, зокрема, із лігноцелюлозної біомаси, відомо з рівня техніки.
Лігноцелюлозна біомаса - це складна структура, яка містить три основних компоненти:
Зо целюлоза, геміцелюлоза і лігнін. Відносні кількості можуть варіюватися в залежності від типу застосовуваної біомаси. Наприклад, у рослин такі кількості можуть варіюватися в залежності від виду та віку рослини.
Целюлоза - це основна складова лігноцелюлозної біомаси, що, як правило, наявна в кількостях від 30 мас.9Уо до 60 мас.9о від загальної маси лігноцелюлозної біомаси. Целюлоза складається з молекул глюкози (приблизно від 500 до 10000 одиниць), зв'язаних разом |Д-1,4- глюкозидним зв'язком. Утворення водневих зв'язків між ланцюгами призводить до утворення кристалічних областей, що надає волокнам рослин сили та пружності. В природі це явище зустрічається в такій формі тільки у однорічних рослинах, наприклад, у бавовні і льоні, в той час як в деревних рослинах завжди зустрічається у комбінації із геміцелюлозою і лігніном.
Геміцелюлоза, яка, як правило, наявна в кількостях в діапазоні від 10 мас.9о до 40 мас.9о від загальної маси лігноцелюлозної біомаси, має форму відносно короткого (від 10 до 200 молекул) і розгалуженого, комбінованого полімера, утвореного як цукрами, що мають шість атомів вуглецю (глюкоза, манноза, галактоза), так і цукрами, що мають п'ять атомів вуглецю (ксилоза, арабіноза). Деякі важливі властивості даних рослинних волокон обумовлені наявністю геміцелюлози, принциповою є властивість сприяння насиченню зазначених рослинних волокон при наявності води, що спричиняє їх набухання. Геміцелюлоза додатково має адгезивні властивості, через що проявляє тенденцію до цементування або набуття рогоподібної консистенції, що виявляється у набутті вказаними рослинними волокнами твердості і у більш повільному насиченні вологою.
Лігнін, як правило, присутній в кількостях в діапазоні від 10 мас.9о до 30 мас.9о у розрахунку на загальну масу біомаси лігноцелюлози. Основна його функція полягає в зв'язуванні і скріпленні разом різних рослинних волокон таким чином, щоб забезпечити компактність і міцність рослин, і додатково забезпечити захист від комах, патогенів, пошкоджень і ультрафіолетового світла. Він головним чином використовується як паливо, але в даний час також широко використовується в промисловості в якості диспергуючого агента, затверджувача, емульгатора, для пластмасових шаруватих матеріалів, коробок і гумових виробів. Крім того, він може також бути хімічно оброблений із отриманням ароматичних сполук, таких як ванілін, п- гідроксибензальдегід, які може бути використано у фармацевтичній хімії, або в косметичній чи харчовій промисловості. бо Щоб поліпшити перетворення лігноцелюлозної біомаси в продуктах для енергетичних потреб, відоме піддання вказаної біомаси попередній обробці для відокремлення лігніну і для гідролізу целюлози і геміцелюлози до моносахаридів, таких як глюкоза і ксилози. Зазначені цукри можуть бути використані в якості джерела вуглецю в процесах ферментації в присутності мікроорганізмів для отримання спиртів і/або ліпідів.
Наприклад, міжнародна патентна заявка М/О 2009/108773 описує спосіб попередньої обробки біомаси лігноцелюлози, що включає: попередню обробку лігноцелюлозної біомаси в першому реакторі під тиском, що відрізняється тим, що лігноцелюлозну біомасу піддають гідролізу; випускають лігноцелюлозну біомасу з згаданого першого реактора під тиском і подають її під тиском до ущільнювального пристрою, що має першу муфту під тиском, з'єднану з випускним отвором згаданого першого реактора під тиском; здійснюють підтримання парової фази в зазначеному першому реакторі під тиском шляхом нагнітання пари в нього, причому інжектована пара забезпечує теплову енергію біомаси лігноцелюлози; здійснюють промивання лігноцелюлозної біомаси в нижній по потоку області зазначеного першого реактора під тиском або зазначеного ущільнювального пристрою під тиском, випускання рідини з розчиненими похідними геміцелюлози, одержаними з лігноцелюлозної біомаси із зазначеного першого реактора під тиском або із зазначеного ущільнювального пристрою під тиском; випускають лігноцелюлозну біомасу з ущільнювального пристрою під тиском через другу муфту високого тиску в другий реактор під тиском, що відрізняється тим, що лігноцелюлозну біомасу витримують при тиску вище, ніж у першому реакторі під тиском; в зазначеному другому реакторі під тиском, витримують лігноцелюлозну клітинну біомасу з парою або водяною парою шляхом інжекції пари або водяної пари в зазначений другий реактор під тиском; швидко скидають тиск, застосований до витриманої в воді лігноцелюлозної біомаси, для забезпечення парового вибуху в клітинах лігноцелюлозної біомаси, і проводять очищення лігноцелюлозної біомаси.
Зазначений спосіб уможливлює отримання цукрів, які можуть бути використані для отримання спиртів (наприклад, етанолу).
У міжнародній патентній заявці М/О 2012/042544 описана композиція біомаси, що містить тверду речовину, рідину, кількість С5-цукрів на основі кількості арабінанів і ксиланів і мономерів, димерів, олігомерів, полімерів арабінози і ксилози, що наявні в рідкій і твердій речовині в композиції, кількість Сб цукрів в розрахунку на кількість глюкану, що включає мономери,
Зо димери, олігомери і полімери глюкану, що наявні в рідині і в твердій речовині, і фурфуролу, який відрізняється тим, що композиція додатково має 24-годинну доступність гідролітичного ферменту у принаймні 30 95. Зазначену композицію одержуть шляхом парового вибуху. Цукри, отримані після гідролізу, можуть бути використані для виробництва етанолу.
Міжнародна заявка на видачу патенту МО 2009/063138 описує спосіб одержання ліпідів або сумішей ліпідів з органічного матеріалу, що включає полісахарид, який обраний з групи, що включає целюлозу, геміцелюлозу, крохмаль, всі вказані матеріали, їх суміші або продукти розпаду, або не крохмальний полісахарид, що відрізняється тим, що передбачає: (а) обробку органічного матеріалу речовиною, обраної з групи, до якої входять: (і) вода, (ії) кислота, і(іїї) луг, із послідовним відділенням преципітату і одержанням фільтрату, і піддання преципітату, одержаного такою обробкою, механічному або термомеханічному помелу як такому або в присутності води, кислоти або луга, і сепарацію преципітату і фільтрату і, альтернативно, піддання преципітату один або декілька разів обробці згідно будь-якого з пунктів (і), (ії) або (ії) іабо помелу, і (5) контактування ліпідоутворюючого мікроорганізму із фільтратом, одержаним таким чином, або із різними одержаними фільтратами або з преципітатом, або із будь-якою їх комбінацією, і, необов'язково, із контактуванням ліпідоутворюючого мікроорганізму із одержаним таким способом фільтратом або різними одержаними фільтратами або із преципітатом, або із будь-якою їх комбінацією і, необов'язково, із органічним матеріалом, в культуральному середовищі, так що клітини мікроорганізму починають продукувати ліпід, і (с) відновлення ліпідів. Одержані таким чином ліпіди можна застосовувати для виробництва біопалива.
Міжнародна заявка на винахід МУО 2010/149859 описує спосіб виробництва жиру, який відрізняється тим, що передбачає такі стадії: контактування у культуральному середовищі рідкої фази і залишків клітинної маси або їх суміші, або будь-яких їх фракцій, одержаних сепарацією, до або після відновлення жиру або під час відновлення жиру із одноклітинної маси, одержаної способом одержання одноклітинної олії, їз мікроорганізмом, що може продукувати жир, і/або контактування, у культуральному середовищі, одноклітинної суспензії або клітинної маси, одержаної способом одержання одноклітинної олії, або рідкої фази, одержаної вказаним способом, або суспензії клітин мікроорганізмів, що одержана іншим способом, або їх суміші або фракції або фракцій, одержаних у такий спосіб, із мікроорганізмом, здатним продукувати жир, та 60 уможливлення продукування жиру організмом, і відновлення одержаного жиру або подання маси мікроорганізмів для одержання одноклітинної олії. Одержаний таким способом жир може застосовуватись у виробництві біопалива.
Американська патентна заявка США 2008/0102176 описує спосіб екстракції рослинних жирів, що включає: подрібнення целюлозної сировини на множину частинок 1-2 мм в діаметрі; занурення часток в сірчану кислоту концентрації 1 905 -2 95 для підкислення зазначених частинок для посилення гідролізу і доведення величини рН до 4,5:20,5; видалення підкислених частинок з сірчаної кислоти, додавання целюлази і олеогенних дріжджів послідовно до підкислених частинок із ферментацію протягом 8-9 днів при температурі від 25 "0-30 "С і вологості 85 90-90 до; додавання аліфатичного вуглеводню як розчинника в продукти ферментації для вилучення жирів, з отриманням таким чином суміш екстракції; і видалення підкислених частинок, що залишилися в суміші для екстракції, відділення жирів від розчинника шляхом перегонки з отриманням сирої олії. Переважно целюлази отримують з Тгісподегта Мііде ії олеогенних дріжджів ЕПодоїогціа дішіпіз. Жири, отримані таким чином, можуть бути перетворені на біодизельне паливо після етерифікації.
Оаї та ін. описують виробництво біодизельного палива з олеогенних дріжджів в статті "Одержання біодизелю з олеогенних дріжджів КПподоїогціа дішіпіє із можливістю асиміляції ксилози ", опублікованій в "Аїгісап доитаї біотехнології" (2007), Мої. 6 (18), стор. 2130-2134. У цій статті лігноцелюлозну біомасу подрібнюють і піддають кислотному гідролізу в присутності сірчаної кислоти. Отримані таким чином цукри використовують в якості джерел вуглецю в процесі ферментації в присутності штаму Кпоадоїогціа дішіпі5, виділеного заздалегідь, який також здатний використовувати пентози, зокрема, ксилозу, для отримання олій, які потім екстрагують шляхом екстракції в апараті Сокслета і піддають переетерифікації з отриманням біодизельного палива.
У міжнародній патентній заявці ММО 2010/046051 описаний спосіб отримання ліпідів з біомаси, що включає принаймні один полісахарид, який включає: - піддання вказаної біомаси кислотному гідролізу в присутності водного розчину принаймні однієї органічної кислоти, що має від С7 до С20 атомів вуглецю, в основному від СУ до С15 атомів вуглецю, при температурі в діапазоні від 80 "С до 160 "С, з отриманням першої суміші, яка містить першу тверду фазу і першу водну фазу,
Зо - Піддання зазначеної першої суміші гідролізу із отриманням другої суміші, що включає другу тверду фазу і другу водну фазу, - піддання зазначеної другої водної фази ферментації в присутності принаймні одних олеогенних дріжджів із отримання ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди.
Одержані таким чином ліпіди переважно застосовують у виробництві біодизелю або зеленого дизелю, що можуть застосовуватись як такі або у суміші із іншими видами палива для транспортних засобів.
Міжнародна заявка на винахід УУО 2012/052368 описує спосіб одержання ліпідів із біомаси, що включає принаймні один полісахарид, який передбачає: - піддання зазначеної біомаси, що включає принаймні один полісахарид, кислотному гідролізу із одержанням першої суміші, що включає першу тверду фазу і першу водну фазу; - подання принаймні першої водної фази у ферментаційний пристрій за наявності принаймні одних жирових дріжджів, із одержанням першого ферментаційного бульйону, що включає першу клітинну ліпідну біомасу; - піддання зазначеної першої твердої фази кислотному гідролізу або ферментаційному гідролізу із одержанням другої суміші, що містить другу тверду фазу і другу водну фазу; - подання зазначеної другої водної фази до зазначеного другого ферментаційного пристрою в присутності зазначеного першого ферментаційного бульйону, що включає другу ліпідну клітинну біомасу, яка включає ліпіди; - піддання принаймні частини зазначеного другого ферментаційного бульйону мікрофільтрації із одержанням ретентату і пермеату; - подання зазначеного ретентату до зазначеного другого ферментаційного пристрою.
Одержані таким чином ліпіди переважно застосовують у виробництві біодизелю або зеленого дизелю, що можуть застосовуватись як такі або у суміші із іншими видами палива для транспортних засобів.
Заявка Італії на винахід МІ2О12А002249 описує спосіб одержання ліпідів з біомаси, що включає принаймні один полісахарид, який передбачає: - піддання зазначеної біомаси, що включає принаймні один полісахарид, гідролізу для одержання суміші, що включає першу тверду фазу і першу водну фазу; - підготовка інокуляту, що включає принаймні один олеогенний мікроорганізм у першому бо ферментаційному пристрої для одержання першого ферментаційного бульйону;
- подання зазначеної першої водної фази і зазначеного першого ферментаційного бульйону у другий ферментаційний пристрій для одержання другого ферментаційного бульйону; - піддання зазначеного другого ферментаційного бульйону сепарації для одержання водної суспензії ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди, у другу водну фазу; - піддання зазначеної водної фази зворотному осмосу для одержання пермеату і ретентату; - подання зазначеного ретентату у перший ферментаційний пристрій або у другий ферментаційний пристрій, переважно у зазначений перший ферментаційний пристрій.
Одержані таким чином ліпіди можуть переважно застосовуватись у виробництві біодизелю або зеленого дизелю, що можуть застосовуватись як такі або у суміші із іншими видами палива для транспортних засобів.
Зниження вартості одержання ліпідів з біомаси є дуже важливим, зокрема, якщо ліпіди згодом застосовуються у виробництві біопалива, наприклад, біодизелю або зеленого дизелю, оскільки зазначені види біопалива конкурують із паливом з корисних копалин, що мають нижчу вартість, і вивчення нових способів, які можуть знизити вартість, а також покращити вихід ліпідів, все ще викликає великий інтерес.
Заявник, відтак, стикнувся з проблемою необхідності віднайдення способу виробництва ліпідів, які можна застосовувати для виробництва біоплива, наприклад, біодизеля або зеленого дизеля, що може знижувати вартість процесів переробки і покращувати вихід ліпідів.
Заявником встановлено, що одержання ліпідів з біомаси, що включає принаймні один полісахарид, можна переважно здійснювати способом, який передбачає піддання зазначеної біомаси, що включає принаймні один полісахарид, гідролізу для одержання суміші, що включає першу тверду фазу і першу водну фазу; готування інокуляту, що включає принаймні один олеогенний мікроорганізм, у першому ферментаційному пристрої для одержання першого ферментаційного бульйону; подання зазначеної першої водної фази та зазначеного першого ферментаційного бульйону до другого ферментаційного пристрою для одержання другого ферментаційного бульйону; піддання принаймні частини зазначеного другого ферментаційного бульйону мікрофільтрації для одержання першого ретентату і першого пермеату; подання зазначеного першого ретентату до зазначеного другого ферментаційного пристрою; піддання зазначеного першого пермеату очищенню для одержання другого пермеату і другого ретентату;
Зо подання зазначеного другого ретентату до зазначеного другого ферментаційного пристрою; наприкінці ферментації, піддання зазначеного другого ферментаційного бульйону сепарації для одержання водної суспензії ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди, і другої водної фази; причому вказану мікрофільтрацію та очищення виконують безперервно протягом ферментації.
Даний спосіб забезпечує ряд переваг. Наприклад, оскільки мікрофільтрацію та очищення виконують безперервно протягом ферментації, такий спосіб дозволяє: - підтримувати об'єм зазначеного другого ферментаційного бульйону у зазначеному другому ферментаційному пристрої на постійному рівні і збільшувати концентрацію ліпідної клітинної маси у зазначеному другому ферментаційному бульйоні; - відібрати частину води (тобто, перший пермеат) від зазначеного другого ферментаційного бульйону для зниження температури (наприклад, потік при температурі ферментації видаляють, а потік нижчої температури подають в пристрій ферментації); - застосовувати вказані ферментовані розчини цукру, які можна більше, ніж звичайно, розводити, і які доступні за зниженою ціною; - відновлювати цукри, а також інші органічні і неорганічні речовини, що застосовуються у ферментації (наприклад, нітрати, фосфати), які містяться в першому пермеаті, і повторно піддавати їх обробці при ферментації (наприклад, другий ретентат), із відповідним зменшенням витрат на виробництво; - застосовувати лігноцелюлозний гідролізат (тобто, першу водну фазу), що має вищий вміст токсичних сполук, наприклад, фурфуралу (ЕР), 5-гідроксиметилфурфуралу (ГМФ), що можуть діяти як інгібітори зросту мікроорганізмів, що звичайно застосовуються у ферментації, відтак, без необхідності приділяти особливу увагу способам гідролізу біомаси; - працювати із нижчими об'ємами наприкінці ферментації; - одержати ліпіди із підвищеним виходом Інаприклад, вихід ліпідів більше або еквівалентно 25 95 від загальної кількості цукрів, що використовуються для ферментації, такий вихід ліпідів підрахований в грамах одержаних ліпідів на грам цукру, що застосовувався для ферментації).
Такі ліпіди переважно застосовуються у виробництві біопалива, зокрема, біодизелю або зеленого дизелю, що можуть застосовуватись як такі або у суміші із іншими видами палива для транспортних засобів.
Даний винахід стосується способу одержання ліпідів з біомаси, що включає принаймні один 60 полісахарид, який передбачає:
- піддання зазначеної біомаси, що включає принаймні один полісахарид, гідролізу для одержання суміші, що включає першу тверду фазу і першу водну фазу; - готування інокуляту, що включає принаймні один олеогенний мікроорганізм, у першому ферментаційному пристрої для одержання першого ферментаційного бульйону; - подання зазначеної першої водної фази та зазначеного першого ферментаційного бульйону до другого ферментаційного пристрою для одержання другого ферментаційного бульйону; - піддання принаймні частини зазначеного другого ферментаційного бульйону мікрофільтрації для одержання першого ретентату і першого пермеату; - подання зазначеного першого ретентату до зазначеного другого ферментаційного пристрою; - піддання зазначеного першого пермеату очищенню для одержання другого пермеату і другого ретентату; - подання зазначеного другого ретентату до зазначеного другого ферментаційного пристрою; - наприкінці ферментації, піддання зазначеного другого ферментаційного бульйону сепарації для одержання водної суспензії ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди, і другої водної фази; який відрізняється тим, що вказану мікрофільтрацію і очищення виконують безперервно протягом ферментації.
Для цілей даного опису і формули винаходу визначення кількісних діапазонів включає їх кінцеві діапазони, якщо спеціально не зазначено інше.
Для цілей даного опису і формули винаходу термін "включає" також включає терміни "що в основному складається з" або "що складається 3".
В переважному варіанті даного винаходу зазначений полісахарид може бути обраний серед целюлози, геміцелюлози або їх сумішей. Целюлоза, суміші целюлози та геміцелюлози є особливо переважними.
В ще одному переважному варіанті втілення даного винаходу вказана біомаса, що включає принаймні один полісахарид, є лігноцелюлозною біомасою. Як вказано вище, лігноцелюлозна
Зо біомаса включає три компоненти: геміцелюлоза, целюлоза та лігнін.
Переважно вказану лігноцелюлозну біомасу можна обрати, наприклад, серед таких продуктів: - продукти, одержані з культур, які вирощують спеціально для енергетичних потреб, наприклад, міскантус, просо прутневидне, очерет звичайний, включаючи відходи, залишки і побічні відходи від зазначених продуктів або їх переробки; - Продукти, одержані з сільськогосподарських продуктів, наприклад, осот, гвайюла, кукурудза, соя, бавовна, льон, ріпак, цукровий очерет, пальмова олія, відходи, залишки і побічні відходи від зазначених продуктів або їх переробки; - продукти лісівництва або лісового господарства, включаючи відходи, залишки і побічні відходи від зазначених продуктів або їх переробки; - залишки харчових і сільськогосподарських продуктів, призначених для споживання людиною або для зоотехніки; - не піддані хімічній обробці залишки паперової промисловості; - відходи роздільного збирання муніципальних твердих відходів (рослини, папір); - водорості, наприклад макроводорості або мікроводорості, особливо макроводорості.
Переважно вказану біомасу, що включає принаймні один полісахарид, можливо обрати серед осоту, гвайюли, включаючи відходи, залишки і побічні відходи від зазначених продуктів або їх переробки.
В переважному варіанті даного винаходу вказану біомасу, що включає принаймні один полісахарид, можна піддати попередній процедурі помелу до піддання зазначеному гідролізу.
Переважно вказану біомасу, що включає принаймні один полісахарид, можливо помолоти для одержання часток з діаметром в діапазоні 0,1 мм - 10 мм, більш переважно в діапазоні від 0,5 мм до 4 мм. Частки, що мають діаметр менше 1 мм, є особливо переважними.
Для цілей даного винаходу гідроліз біомаси, що включає принаймні один полісахарид, можна здійснити будь-яким способом, відомим з рівня техніки. Необмежувальні приклади таких способів включають: - теплову обробку, відому як "паровий вибух", із наступним ферментативним гідролізом, як описано, наприклад, у вищевказаній міжнародній заявці на винахід МО 2012/042544; - обробку в присутності розбавлених кислот, наприклад розбавленої сірчаної кислоти, із бо наступним ферментативним гідролізом, як описано, наприклад, Нитбгій О. єї аї. у "ТесНпіса)!
Вероїї МегеиТр-5100-47764" (Мау 2011); - обробка в присутності органічних кислот, наприклад 2-нафталенсульфонової кислоти, із наступним ферментативним гідролізом, як описано, наприклад, у вищевказаній міжнародній заявці на винахід МО 2010/046051.
Такий ферментативний гідроліз можна здійснити способами, відомими з рівня техніки, наприклад, описаними в патентах США 5 5,628,830, 05 5,916,780, 05 6,090,595, із застосуванням комерційно наявних ферментів, наприклад, СеПисіаві 1.5І (Момогутевз), Есопазе
СЕ (Вопйт Еплутевз), бЗрегуте (Сепесог), Момогут 188 (Момогуте5), що можуть застосовуватись окремо або в суміші.
Вказаний гідроліз дозволяє одержати суміш, що містить тверду фазу і водну фазу. Таку суміш піддають фільтрації або центрифугуванню для одержання першої твердої фази і першої водної фази.
Така перша твердна фаза може включати лігнін, а перша водна фаза включає принаймні один цукор, що має 5-6 атомів вуглецю, переважно ксилози і глюкози.
Кількість цукру, одержану після гідролізу, можна визначити способами, відомими з рівня техніки, такими як, наприклад, високоефективна рідинна хроматографія (ВЕРХ), або іонно- обмінна хроматографія.
В переважному варіанті даного винаходу зазначена водна фаза може включати: - кількість глюкози більше або еквівалентну 50 г/л, переважно більше або еквівалентну 100 г/л, до ліміту розчинності глюкози у зазначеній першій водній фазі; - кількість ксилози від 0 г/л до 200 г/л, переважно від 10 г/л до 100 г/л; - кількість арабінози від 0 г/л до 20 г/л, переважно від 5 г/л до 10 г/л; - кількість маннози від 0 г/л до 20 г/л, переважно від 2 г/л до 10 г/л; - кількість галактози від 0 г/л до 10 г/л, переважно від 2 г/л до 8 г/л; - кількість оцтової кислоти від 0 г/л до 8 г/л, переважно від 0 г/л до 5 г/л; - кількість фурфуралу (РЕ) від 0 г/л до 2,5 г/л, переважно від 0,1 г/л до 1,5 г/л; - кількість 5-гідроксиметилфурфуралу (ГМФ) від 0 г/л до 4,5 г/л, переважно від 0,2 г/л до 3,5 г/л.
Однак, слід відзначити, що спосіб відповідно до даного винаходу уможливлює застосування
Зо певних кількостей токсичних сполук, наприклад, фурфурал (Б) ї 5-гідроксиметилфурфуралу (ГМФ), що більші, ніж звичайно, наприклад, можливо застосовувати кількість фурфуралу (Е) в діапазоні від 0,1 г/л до 1,5 г/л і кількість 5-гідроксиметилфурфуралу І (ГМФ) в діапазоні від 0,2 г/л до 3,5 г/л.
Для одержання вказаного інокуляту, окрім принаймні одного олеогенного мікроорганізму, принаймні один водний розчин, що включає кількість цукрів, більше або еквівалентну 40 г/л, переважно в діапазоні від 45 г/л до 60 г/л, подають до зазначеного першого ферментаційного пристрою.
В переважному варіанті даного винаходу в зазначеному першому ферментаційному пристрої ферментацію можна здійснити при температурі в діапазоні від 20 7С до 40с, переважно в діапазоні від 25 "С до 35 760.
В переважному варіанті даного винаходу в зазначеному першому ферментаційному пристрої ферментацію можна здійснити протягом періоду в діапазоні від 10 годин до 36 годин, переважно в діапазоні від 12 годин до 26 годин.
В переважному варіанті даного винаходу в зазначеному першому ферментаційному пристрої ферментацію можна здійснити при рН в діапазоні від 4,5 до 7, переважно в діапазоні від 5 до 6,7. Для підтримання рН в заданих діапазонах водний розчин принаймні однієї неорганічної основи, такої як, наприклад, натрію гідроксид, калію гідроксид, кальцію гідроксид, магнію гідроксид, або їх суміші, переважно калію гідроксид, або принаймні однієї неорганічної кислоти, такої як, наприклад, фосфорна кислота, сірчана кислота, соляна кислота, або їх суміші, можуть бути додані в кількості, достатній для одержання бажаного рН, до культурального середовища, що застосовується для ферментації.
Слід відзначити, що в способі згідно даного винаходу, зазначений водний розчин, який включає кількість цукру, більше або еквівалентну 40 г/л, переважно в діапазоні від 45 г/л до 60 г/л, може бути аліквотою першої водної фази, одержаної гідролізом біомаси, що включає принаймні один полісахарид, необов'язково розведеної для одержання бажаних кількостей цукру.
Коли олеогенний мікроорганізм досяг концентрації, що більше або еквівалентна 8 г/л, переважно в діапазоні від 10 г/л до 25 г/л, зазначений перший ферментаційний бульйон, у відповідності до способу згідно даного винаходу, подають до другого ферментаційного (516) пристрою.
В переважному варіанті даного винаходу в зазначеному другому ферментаційному пристрої ферментацію можна здійснити при температурі в діапазоні від 20 "С до 40 "С, переважно в діапазоні від 25 "С до 35 76.
В переважному варіанті даного винаходу в зазначеному другому ферментаційному пристрої ферментацію можна здійснити протягом періоду в діапазоні від 2 днів до 10 днів, переважно в діапазоні від З до 8 днів.
В переважному варіанті даного винаходу в зазначеному другому ферментаційному пристрої ферментацію можна виконати при рН в діапазоні від 4,5 до 7, переважно в діапазоні від 5 до 6,7. Для підтримання рН в бажаному діапазоні водний розчин може містити принаймні одну неорганічну основу, таку як, наприклад, гідроксид натрію, гідроксид калію, гідроксид кальцію, гідроксид магнію або їх суміші, переважно калію гідроксид, або можна додати принаймні одна неорганічну кислоту, таку як, наприклад, фосфорна кислота, сірчана кислота, соляна кислота або їх суміші, в кількостях, необхідних для одержання бажаного рівня рН, до середовища культури, що застосовується для ферментації.
В переважному варіанті даного винаходу зазначений мікроорганізм можливо обрати серед олеогенних дріжджів, таких як НАПодоїогиціа адішіпіє, Аподоїогціа агасіїв, Аподоїюгиша дгатіпів,
Гуротісев звіаїКеуї, І уротісев5 Ііроїег, ТПідопорвзів магіарбіїв, Сапаїда Кеїуг, Сапаїда сигмаїа,
Сапаїда ІІроїуїїса, Тогціорвзів 5р., Рісніа звірів, Тиіспозрогоп сасаоїїровітіїв, Тгіспозрогоп оІєадіпозив, Тіспозрогоп риїшіапв, Аподозроїгідіит агогісит, Стурюсоссив сигуав.
В переважному варіанті даного винаходу, ферментацію в зазначеному другому ферментаційному пристрої можна здійснити в один або декілька етапів, перервним способом ("попартійно"), напівбезперервним способом ("підживлення"), безперервним способом або перфузією. Переважно ферментацію в зазначеному другому ферментаційному пристрої проводять перервним способом ("попартійно") протягом перших З годин - 10 годин, а потім перфузією.
Для цілей даного опису і форму винаходу термін "перфузія, або перфузійний спосіб" означає, що під час ферментації в зазначеному другому ферментаційному пристрої об'єм другого культурального бульйону підтримується стабільним, оскільки принаймні частина культурального середовища, застосовуваного для ферментації, постійно заміщується другим
Зо ретентатом, одержаним очищенням, що робить можливою концентрацію клітинної біомаси.
Такий "перфузійний спосіб" здійснюється вищевказаною мікрофільтрацією, що фактично безперервно здійснюється під час ферментації.
В зазначеному першому ферментаційному пристрої і в зазначеному другому ферментаційному пристрої, які є відомими з рівня техніки пристроями, ферментацію проводять в присутності культурального середовища, що звичайно застосовується для даної потреби, що включає, окрім цукрів, різноманітні поживні речовини, такі як, наприклад, азот, калію фосфат, магній, солі, вітаміни, мікроелементи.
Для збільшення виходу ліпідів можна додати до зазначеного другого ферментаційного пристрою кукурудзяний екстракт.
В переважному варіанті даного винаходу, вказаний спосіб додатково включає додавання до зазначеного другого ферментаційного пристрою кукурудзяного екстракту в кількості в діапазоні від 2 г/л до 20 г/л, переважно в діапазоні від 4 г/л до 18 г/л. Зазначений кукурудзяний екстракт може бути доданий як під час подання першої водної фази, так і після цього.
В переважному варіанті даного винаходу вказану мікрофільтрацію можна здійснити під час експоненціальної (або логарифмічної) фази зросту ліпідної клітинної біомаси.
В даному описі і формулі винаходу "експоненціальна (або логарифмічна) фаза зросту" означає фазу, в якій олеогенний мікроорганізм, застосовуваний в процесі ферментації, відтворюється на постійній швидкості (що відповідає максимальній швидкості відтворення), визначеній як генетичними характеристиками вказаного олеогенного мікроорганізму, так і факторами навколишнього середовища (наприклад, температура, склад культурального середовища). Для прикладу, щодо олеогенних мікроорганізмів, застосовуваних у нижченаведених прикладах, наприклад, АНподозрогідішт аогісит ВОаВОРЗ, експоненціальна фаза зросту становить від З годин до 10 годин.
В переважному варіанті даного винаходу, мікрофільтрацію можна здійснити через мембрани із середнім діаметром пор в діапазоні від 0,02 мкм до 2,0 мкм, переважно в діапазоні від 0,1 мкм до 0,8 мкм.
В переважному варіанті даного винаходу, вказану мікрофільтрацію можна здійснити із застосуванням трансмембранного тиску (ТМТ) в діапазоні від 0,05 бар до 2,5 бар, переважно в діапазоні від 0,1 бар до 2,2 бар. бо Такий трансмембранний тиск (ТМТ) обчислюють у відповідності до наступного рівняння:
ТМР - 0,5РІ-Рг)-Рз який відрізняється тим, що:
Рі - тиск водної суспензії ліпідної клітинної біомаси на впускній стороні мембрани;
Рг - тиск водної суспензії ліпідної клітинної біомаси на випускній стороні мембрани;
Рз хх тиск пермеату.
Слід відзначити, що для цілей даного винаходу вказаний трансмембранний тиск (ТМТ) можна забезпечити із застосуванням насосу, наприклад, перистальтичного, який, при застосуванні до апарату мікрофільтрації нижче випускної сторони пермеата, знижує тиск на випускну поверхню мембрани, продукуючи позитивний трансмембранний тиск (ТМТ), що генерує потік пермеату.
В переважному варіанті даного винаходу вказану мікрофільтрацію можна здійснити при певному потоці (кс пермеату на квадратний метр поверхні мікрофільтраційної мембрани на годину) в діапазоні від 0,2 кг/м-/год.) до 70 кг/(м-/год.), більш переважно в діапазоні від 0,4 кг/(м2/год.) до 50 кг/(м/год.).
В переважному варіанті даного винаходу вказану мікрофільтрацію можна здійснити при температурі в діапазоні від 20 "С до 40 "С, переважно в діапазоні від 25 "С до 35 "С, більш переважно при температурі ферментації.
В переважному варіанті даного винаходу вказану мікрофільтрацію можна здійснювати через листові або порожнисто-волоконні полімерні мембрани, занурені або у тангенціальній конфігурації ("перехресний потік"), або через керамічні мембрани, занурені або у тангенціальній конфігурації ("перехресний потік") або в обертальній конфігурації ("динамічний перехресний потік").
Приклади мембран, які можна застосовувати для цілей даного винаходу і які наявні на ринку, включають "Нуйгозан? Місгоїійгайоп Савззеневз" від Запогій5, Сегат іпзіде? від Таті, ЗеНпутавім'М або Метргаї!ох? від Раї|, або Місгога від Азапйі Казеї Согрогаїйоп.
В межах даного опису і формули винаходу термін "перший ретентат" означає водну суспензію, що містить концентровану ліпідну клітинну біомасу, що одержана мікрофільтрацією принаймні частини другого ферментаційного бульйону.
В межах даного опису і формули винаходу термін термін "перший пермеат" означає водний
Зо потік, що містить цукри і інші органічні і неорганічні речовини (наприклад, нітрати, фосфати), одержаний мікрофільтрацією принаймні частини другого ферментаційного бульйону.
В переважному варіанті даного винаходу вказане очищення здійснюють за допомогою зворотного осмосу або випаровування.
В переважному варіанті даного винаходу вказаний зворотний осмос проводять за наявності принаймні однієї полімерної мембрани, яку обирають серед полімерних мембран, які звичайно використовують для знесолення (зазвичай відомі як "мембрани для морської води" або "мембрани для солоної води"), таких як, наприклад: мембрани із вмістом поліамідів, поліїмідів, полісульфонів, поліефірсульфонів. Переважно вказану полімерну мембрану обирають серед полімерних мембран із вмістом поліамідів.
В переважному варіанті даного винаходу вказана полімерна мембрана може мати максимальну робочу температуру в діапазоні від 15 "С до 90 "С, переважно в діапазоні від 20 "С до 80 "С, навіть більш переважно в діапазоні від 20 "С до температури ферментації.
В переважному варіанті даного винаходу вказана полімерна мембрана може мати максимальний робочий тиск в діапазоні від 5 бар до 80 бар, переважно в діапазоні від 10 бар до 70 бар.
В переважному варіанті даного винаходу вказана полімерна мембрана може мати відсікання по молекулярній масі (МУУСО) в діапазоні від 30 дальтонів до 200 дальтонів, переважно в діапазоні від 40 дальтонів до 100 дальтонів.
В переважному варіанті даного винаходу вказану полімерну мембрану можливо обрати серед тих, що мають робочий рівень рН, сумісний з рН першого пермеата, переважно в діапазоні від 1 до 13, більш переважно в діапазоні від 2 до 11, навіть більш переважно в діапазоні від 3,5 до 7,5.
Приклади полімерних мембран, які можна застосовувати для цілей даного винаходу і які наявні на ринку, це: продукти Юом/"М Ріїтіес"М серії 5МУЗО, серії ВМУЗО, або серії ВМУЗОЇ Е, від
Ром Спетіса!, або продукти Оезаї!"М серії АС від Сепега! ЕІесігіс, або продукти ТЕС9-НЕ від
Косп Метьгапе Бузієтв.
Вищевказані полімерні мембрани можуть мати форму плоских дисків, трубчастих мембран, спиралевидних модульних мембран, мембран з тонкої композитної плівки (ТЕС) або інші.
В переважному варіанті даного винаходу вказаний зворотний осмос можна здійснити бо шляхом застосування тиску на стороні подачі (сторона ретентату) в діапазоні від 5 бар до 80 бар, більш переважно в діапазоні від 10 бар до 40 бар.
В переважному варіанті даного винаходу вказаний зворотний осмос можна здійснити шляхом обробки при певному потоці (кс пермеату на квадратний метр поверхні мембрани зворотного осмосу на годину) в діапазоні від 5 кг/(/ме/год.) до 80 кг/Х м"/год.), більш переважно в діапазоні від 10 кг/(ме/год.) до 40 кг/(м/год.).
В межах даного винаходу і доданої формули винаходу термін "другий ретентат" означає водний потік із концентратом цукрів та інших органічних і неорганічних речовин, (наприклад, нітратів, фосфатів), одержаних з вказаного першого пермеату. Такий водний потік із концентратом цукрів переважно включає кількість цукрів в діапазоні від 20 г/л до 110 г/л, більш переважно в діапазоні від ЗО г/л до 100 г/л.
Для цілей даного винаходу і доданої формули термін "Другий пермеат" означає водний потік, що одержаний із вказаного першого пермеату.
В переважному варіанті даного винаход вказане випаровування можна здійснити при температурі в діапазоні від 30 "С до 100 "С і при тиску, що змінюється в залежності від температури і дорівнює тиску (тиску пари), при якому водна фаза випаровується при зазначеній температурі, переважно при тиску в діапазоні від 0,04 бар до 1 бар.
Слід відзначити, що якщо очищення виконують шляхом випаровування очищеної фази (випаровуваної фази), одержують еквівалент зазначеного другого пермеату і концентрат, еквівалентний зазначеному другому ретентату.
Наприкінці ферментації для деактивації ліполітичних ферментів (наприклад, ліпази), вказаний другий ферментаційний бульйон можна піддати тепловій обробці. Вказану теплову обробку можна здійснити при температурі в діапазоні від 70 "С до 120 "С, переважно в діапазоні від 75 "С до 110 "С, протягом періоду в діапазоні від 5 хвилин до З годин, переважно в діапазоні від 30 хвилин до 2 годин.
Наприкінці ферментації здійснюють сепарацію, якій піддають другий ферментаційний бульйон для відновлення вказаної водної суспензії ліпідної клітинної біомаси, що містить ліпіди (така водна суспензія ліпідної клітинної біомаси має концентрацію ліпідної клітинної біомаси більше, ніж концентрація ліпідної клітинної біомаси у другому ферментаційному бульйоні) і вказаної другої водної фази (вказана друга водна фаза необов'язково містить суспендовані
Зо тверді речовини, наприклад, клітини олеогенних мікроорганізмів, що застосовувались при ферментації, або частинки, одержані внаслідок дії обладнання, застосовуваного в способі, або внаслідок преципітації солей), її можна виконати способами, відомими з рівня техніки, такими як, наприклад, фільтрація, фільтрувальне пресування, мікрофільтрація або ультрафільтрація, центрифугування.
Вказаний другий пермеат можна піддати подальшій обробці з метою видалення або відновлення і застосування як технологічної води в способі згідно даного винаходу (наприклад, як води для промивання або розведення).
З метою подальшої концентрації водної суспензії ліпідної клітинної біомаси, що містить ліпіди, одержаної після сепарації, вказану водну суспензію ліпідної клітинної біомаси до піддання відновленню ліпідів (тобто, клітинному лізису, екстракції розчинником і випаровуванню розчинником) можна піддати центрифугуванню. Вказане центрифугування можна здійснити протягом періоду в діапазоні від 5 хвилин до 30 хвилин, переважно в діапазоні від 15 хвилин до 25 хвилин, при швидкості обертання в діапазоні від 3000 об./хв. до 9000 об./хв., переважно в діапазоні від 4000 об./хв. до 8000 об./хв.
З метою відновлення ліпідів таку водну суспензію ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди, можна піддати клітинному лізису, який можна здійснювати різними способами.
Необмежувальними прикладами таких способів є: - теплова обробка, яку можна здійснити із застосуванням автоклавів під тиском (наприклад, автоклав Вгідпоїе модель АШ-2, або реактор із змішувачем Раїт модель РА 4575), при тиску в
БО діапазоні від 2 бар до 6,5 бар, переважно в діапазоні від З бар до 5,5 бар, при температурі в діапазоні від 100 "С до 160 "С, переважно в діапазоні від 110 "С до 150 "С, протягом періоду в діапазоні від 17 години до 8 годин, переважно в діапазоні від 1,5 годин до 4 годин, при перемішуванні в діапазоні від 100 об./хв. до 800 об./хв., переважно в діапазоні від 400 об./хв. до 600 об./хв., як описано, наприклад, у вищевказаній міжнародній заявці на видачу патенту; - механічна обробка, яку можна здійснити із застосуванням гомогенізаторів високого тиску (наприклад, гомогенізатор Сєа Мігобоамі, модель М5З0061І), при тиску в діапазоні від 800 бар до 2000 бар, переважно в діапазоні від 1000 бар до 1600 бар, при температурі в діапазоні від 10 "С до 100 "С, переважно в діапазоні від 20 "С до 80 "С, при швидкості потоку водної суспензії ліпідної клітинної біомаси в діапазоні від 5 л/год. до 50 л/год., переважно в діапазоні від 7 л/год. 60 до 40 л/год.;
- мікрохвильова обробка, яку можна здійснити із застосуванням мікрохвильових пристроїв (наприклад, мікрохвильовий пристрій Міїезіопе модель Місто5УМТН), при температурі в діапазоні від 45 "С до 150 "С, переважно в діапазоні від 50 "С до 100 "С, протягом періоду в діапазоні від 10 хвилин до 2 годин, переважно в діапазоні від 15 хвилин до 1 години.
Наприкінці клітинного лізису клітин клітини можна відновити з одержаної водної суспензії відпрацьованої клітинної біомаси, що включає ліпіди, шляхом екстракції із застосуванням, наприклад, рефлюкс-екстрактора.
Зазначену екстракцію можна здійснити в присутності принаймні одного органічного розчинника, який можливо обрати серед: неполярних органічних розчинників, таких як, наприклад, ізо-октан, п-октан, або їх суміші; суміші вуглеводнів, таких як, наприклад, фракції нафти та дизелю, які необов'язково також можуть бути одержані в ході виробництва зеленого палива; полярні органічні розчинники, такі як, наприклад, метанол, етанол, ізо-пропанол, ацетон, етил-ацетат, гексан, метил-трет-бутил кетон, етил-трет-бутиловий ефір, або їх суміші; або їх суміші.
Зазначену екстракцію можна здійснити при температурі в діапазоні від 20 "С до 200 С, переважно при точці кипіння застосовуваного розчинника.
Зазначену екстракцію можна здійснити в присутності кількості розчинника, що становить в діапазоні від 1 до б, переважно в діапазоні від 1,5 до 5, об'ємів водної фази водної суспензії відпрацьованої ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди, які одержані лізисом клітин.
Водну суспензію відпрацьованої ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди і яка одержана після зазначеного лізису клітин, можна піддати екстракції один або більше разів.
Переважно, таку водну суспензію відпрацьованої ліпідної клітинної біомаси, що містить ліпіди, можна піддати екстракції від 1 до 5 разів, переважніше від 1 до З разів.
Наприкінці вищезазначеної екстракції одержують наступні дві фази: (і) органічну фазу, що містить ліпіди, розчинені в розчиннику; (і) водну фазу, що включає клітинні залишки та сліди невідокремлених ліпідів.
З метою відновлення ліпідів зазначену органічну фазу (ї) піддають випаровуванню для отримання в якості залишку олії із високою температурою кипіння (іа), що містить ліпіди та рідку фазу, що містить розчинник, який може бути перероблений вищезгаданою екстракцією.
Спосіб згідно з цим винаходу дає можливість відновити ліпіди при виході екстракції від 40 95 до 99,9 95, при діапазоні від 45 95 до 99 95, при цьому вихід екстракції обчислюється, виходячи із загальної кількості ліпідів, присутніх у (сухій) ліпідній клітинній біомасі, отриманій після ферментації.
Переважно, ліпіди, що містяться у зазначеній органічній фазі (ії), являють собою тригліцериди, більш переважно складні ефіри гліцерину з жирними кислотами, що містять від 14 до 24 атомів вуглецю, такі як пальмітинова кислота, стеаринова кислота, олеїнова кислота, а- лінолева кислота, у кількостях, які більше або дорівнюють 80 мас.9о, переважно більше або дорівнюють 90 мас.95, виходячи із загальної маси ліпідів. ІншИМИ ліпідами, які можуть бути присутніми у зазначеній органічній фазі (ї), є: фосфоліпіди, моногліцериди, дигліцериди, вільні жирні кислоти або їх суміші.
Загальна кількість ліпідів, присутніх у водній суспензії ліпідної клітинної біомаси, отриманої після ферментації на вказаному другому ферментаційному пристрої, а також загальна кількість ліпідів, що містяться у згаданій олії із високою температурою кипіння (іа), може визначатися методами, відомими в даній галузі техніки, наприклад, колориметрією на основі реакції ліпідів з фосфорною кислотою та фосфованіліном, використовуючи, наприклад, набір "загальний ліпід сульфо-фосфо-ванілін", що реалізується Зріпгєасі БА/5АО, Ста Запіа Соіота, 7 - Е-17176
Сант-Естеве-де-Бас (СІ), Іспанія. Більш детальну інформацію щодо зазначеного методу можна знайти, наприклад, у наступній статті: "Хімічна основа реакції сульфо-фосфо-ваніліну для оцінки загальних ліпідів у сироватці крові" "Спетіса! Вавзівє ої Ше Зйірпо-рпозрпо-мапійп
Веасійоп їог Евіїтаїййпу Тоїа! бегит І іріав5", у. А. Кпідні еї а!., опубліковано у "Сіїіпіса! Спетівігу" (1972), Мої. 18, Мо. З, рр. 199-202.
Зазначену водну фазу (ії), що містить клітинні залишки, зокрема білки та полісахариди, що містяться в клітинній мембрані застосовуваного олеогенного мікроорганізму, можливо зневодити та використати як паливо, необов'язково разом з лігніном, отриманим при гідролізі біомасу.
Альтернативно, зазначену водну фазу (ії) можна піддавати анаеробному розщепленню для отримання біогазу, який може бути використаний для виробництва електричної енергії, який також може бути використаний для задоволення енергетичних потреб процесу згідно з цим винаходу. бо Альтернативно, зазначену водну фазу (і) можна піддавати зрідженню для отримання біоолії, як описано, наприклад, у міжнародних патентних заявках МУО 2010/069583 або МО 2010/069516.
Ліпіди, отримані способом згідно з цим винаходу, можуть бути піддані етерифікації в присутності принаймні одного спирту, що має від 1 до 4 атомів вуглецю, переважно метанолу, етанолу та принаймні одного кислотного або лужного каталізатора, щоб отримати гліцеринові та алкільні складні ефіри, зокрема метилові ефіри або етилові ефіри (біодизель).
Альтернативно, зазначені ліпіди можуть бути піддані гідруванню/дезоксигенації у присутності принаймні одного каталізатора з метою отримання зеленого дизельного палива.
Процеси гідрування/оксигенації відомі в даній області техніки і описані, наприклад, в європейській заявці на патент ЕР 1,728,844.
Даний винахід тепер буде проілюстровано більш детально за допомогою варіанта втілення з посиланням на вищезгадану фіг. 1.
Фіг. 1 зображує варіант здійснення способу згідно з цим винаходом. З цією метою біомасу, що включає щонайменше один полісахарид (наприклад, лігноцелюлозну клітинну біомасу), піддають гідролізу (працює відповідно до одного з вищезгаданих способів, відомих у цій галузі) для отримання суміші, що включає першу водну фазу та першу тверду фазу, включаючи лігнін.
Згадану суміш піддають фільтрації або центрифугуванню (не показано на фіг. 1) для отримання першої твердої фази та першої водної фази.
Тим часом інокулят готують у першому ферментаційному пристрої з використанням олеогенного мікроорганізму (наприклад, Кподозрогідішт алогісит) для отримання першого ферментаційного бульйону: слід зазначити, що, як було сказано вище, водний розчин, що містить кількість цукрів, більше або 40 г/л, що знаходиться в діапазоні від 45 г/л до 60 г/л, може бути аліквотою першої водної фази, отриманої в результаті гідролізу біомаси, включаючи принаймні один полісахарид, необов'язково розведений так, мати бажану кількість цукрів (зазначено пунктирною лінією на фіг. 1).
Вказану першу водну фазу та згаданий перший ферментаційний бульйон подають до другого ферментаційного пристрою у присутності олеогенного мікроорганізму (який,
КЕПодозрогідішт аогісит) для отримання другого ферментаційного бульйону.
Принаймні частину зазначеного другого ферментаційного бульйону під час ферментації
Зо безперервно піддають мікрофільтрації для отримання водного потоку, що містить цукри та інші органічні та неорганічні речовини (наприклад, нітрати, фосфати) (перший пермеат - РІ), який піддають очищенню (наприклад, шляхом зворотного осмосу або випаровування), і водну суспензію, що містить концентровану ліпідну клітинну біомасу (перший ретентат - КІ), яку направляють на згаданий другий ферментаційний пристрій.
Після очищення отримують додатковий водний потік (другий пермеат - Рг), який направляють на утилізацію (стічні води), і ще один водний потік, концентрований за рівнем цукру та інших органічних та неорганічних речовин (наприклад, нітрати, фосфати) (інші ретентат - К2), який направляється на згаданий другий ферментаційний пристрій.
Зазначену мікрофільтрацію та зазначену очистку здійснюють безперервно під час ферментації.
Наприкінці ферментації зазначений другий ферментаційний бульйон піддають сепарації (наприклад, центрифугуванням) для отримання водної суспензії ліпізної клітинної біомаси та другої водної фази.
Вказану водну суспензію ліпідної клітинної біомаси піддають лізису клітин (згідно з одним із способів, описаних вище), екстрагуванню в присутності розчинника з подальшим випаровуванням розчинника з отриманням ліпідів, при цьому вказану другу водну фазу направляють на утилізацію (стічні води).
Для кращого розуміння цього винаходу та для його втілення нижче наведені деякі ілюстративні, необмежувальні приклади.
ПРИКЛАД 1
Композиція лігноцелюлозного гідролізату
Лігноцелюлозний гідролізат (тобто, "перша водна фаза"), яку застосовують у наступних прикладах, має таку композицію: глюкоза (126 г/л), ксилоза (87,1 г/л), арабіноза (7,5 г/л), манноза (2,9 г/л), галактоза (6,5 г/л), оцтова кислота (4,9 г/л), фурфурал (Р) (1 г/л), 5- гідроксиметилфурфурал (НМЕ) (З г/л), із загальним вмістом цукрі 230 г/л.
Вміст фурфуралу (Р) і 5-гідроксиметилфурфуралу (НМЕ) був визначений високоефективною рідинною хроматографією (ВЕРХ) із застосуванням пристрою ГіспгоСАВТ Ритозрпег ВР-18 з ендкепіруванням (240 мм х 4 мм; 5 мкм) від МегсК, спорядженого фотодіодним ультрафіолетовим сенсором, із потоком 0,8 мл/хв., темература 40 С, мобільна фаза бо фосфорної кислоти при 0,05 95 у воді (елюент А) і ацетонітрил - фосфорна кислота при 0,05 9о у воді, при співвідношенні 90/10 об./об. (елюент В), із застосуванням градієнта елюювання, як показано в Таблиці 1.
Таблиця 1
ХВ. о Зо 011111Г11111111лво111 1111101 17141111 964 16
Вміст цукрів був визначений іонно-обмінною хроматографією (аніонно-обмінна хроматографія високого рН із імпульсним амперметричним визначенням), із застосуванням хроматографу біопех, обладнаного колоною Сагборас РАТО0, із градієнтом натрію гідроксид і натрію ацетат в якості проти іону. Кількісне визначення органічних кислот, наприклад, оцтової кислоти, було проведено із застосуванням іонного хроматографу ОІОМЕХ ВІОЇС 4000, з'єднаного із сенсором провідності (ІЄД - "імпульсний електрохімічний детектор"), хроматографічної колони Ісе-АЄ1 (діаметр: 9 мм; довжина: 250 мм), пригнічувача АММ5-ІСЕ (Аніонний мікромембранний пригнічувач), об'єм впорскування 50 мкл, ізократичне розчинення із застосуванням гептафтормасляної кислоти 0,4 мМ.
ПРИКЛАД 2
Приготування інокулята із застосуванням гідролізата (Аподозрогідіит агогісит)
Інокулят (тобто, перший ферментаційний бульйон) приготували із застосуванням частини лігноцелюлозного гідролізату (тобто, першої водної фази), як описано в прикладі 1.
З цією метою 22 мл вказаного лігноцелюлозного гідролізату (тобто, першої водної фази), належним чином розведеного у воді (78 мл) для одержання остаточної концентрації цукрів 50 г/л, помістили у ємність 500 мл із магнітним перемішувачем, до якої послідовно були додані наступні речовини: 2 г/л екстракту дріжджів, 1 г/л КН2РО, 0,05 г/л Ма5О4:7НгО, 0,01 г/л Масі і 0,01 г/л МасСі: рН одержаної суміші довели до б шляхом додавання декількох краплин калію гідроксид (КОН) 2,5 М. Одержану суміш стерилізували в автоклаві при 80 "С протягом 45 хвилин.
Наприкінці стерилізації одержану суміш довели до кімнатної температури (25"7С) та інокулювали із клітинами АНодозрогідійт агогісит ВОИВОРЗ, які залишити зростати протягом 24 годин при 30 "С, при перемішуванні (200 об./хв.) для одержання першого ферментаційного бульйону із концентрацією ліпідної клітинної біомаси 23 г/л (в сухій речовині).
ПРИКЛАД З
Зо Ферментація Аподозрогідійт агогісит (мікрофільтрацію і зворотний осмос проводять безперервно)
Тест на ферментацію із застосуванням клітин ВНподозрогідійт агогісит ВИВОРЗ провели у 20-літровому ферментаторі в таких умовах: - 0,78 літрів лігноцелюлозного гідролізату (тобто, першої водної фази), як описано в прикладі 1, належним чином розведено у воді для одержання первісної концентрації цукрів 30 г/п; - 2,0 г/л екстракту дріжджів; - 5 г/л кукурудзяного екстракту в сухій речовині; - 5 г/л (МНО265О»; - 6 г/л КНгРО; - 0.03 г/л Ма5О:7Нго; - 0.06 г/л масі; - 0.06 г/л СасСі»:2Нго; - подача повітря: потік, еквівалентний 1 л/хв.; - температура: 30 "б; - робочий рН, що еквівалентний 6, який підтримують шляхом додавання при необхідності декількох крапель розчину калію гідроксиду (КОН) 5 М і сірчаної кислоти (Нг5О54) 1095 (об./о6.); - перемішування при 600 об./хв.-900 об./хв., яке регулюють потоком повітря для додержання концентрації розчиненого кисню (0О:2) вище показника насичення 30965; - первісний об'єм: 6 літрів; - інокулят Аподозрогідіит агогісит ВОаВОРЗ (тобто, першого ферментаційного бульйону), одержаний, як описано в прикладі 2, розвели до 10 95 (об./06.) із культуральним середовищем, що застосовувалось для ферментації, для початку ферментації із концентрацією ліпідної клітинної біомаси, еквівалентної 2,3 г/л (в сухій речовині).
Ферментацію здійснюють перервним способом ("попартійно") протягом перших 6 годин і надалі перфузією. У зв'язку з цим, тангенціальний мікрофільтраційний пристрій, що має мікрофільтраційну мембрану "Нуагозагі? Місгоййгайоп Сазвейев" від Бапопив5, з'єднують із ферментатором через поршневий насос, така мембрана має поверхню, що дорівнює 0,1 м: і середній діаметр пор, що дорівнює 0,45 мкм, для видалення частини культурального середовища (пермеат - РІ) і концентрованої другої ліпідної клітинної біомаси (ретентат - ВІ), одержаної у другому культуральному середовищі. З цією метою такий поршневий насос приводять в дію безперервно, під час ферментації, для рециркуляції ліпідної клітинної біомаси і культурального середовища у апараті мікрофільтрації на швидкості потоку, що дорівнює 144 л/год., при роботі при тому ж рН і температурі, що надані вище для ферментації. Вказана друга ліпідна клітинна біомаса таким чином було концентрована для одержання ретентату (В1), який подається безперервно у ферментатор (рециркуляція) і пермеату (РІ) який подають безперервно зворотному осмосу. Швидкість потоку пермеату (РІ) контролюють в діапазоні від 61 мл/год. до 75 мл/год. із застосуванням перистальтичного насосу, розташованого нижче випускного отвору пермеату (Р11) апарату мікрофільтрації.
У зв'язку із зазначеним, тест на зворотний осмос був проведений із застосуванням тестувального апарату із плоскими мембранами, що складається з циліндричного сталевого контейнеру, на корпусі якого полімерна мембрана встановлена на фільтрувальній пористій перегородці, що утворює опору для мембрани. Контейнер при перемішуванні може бути підданий тиску у 35 бар. Пермеат (Рг) фільтрують через мембрану і збирають у контейнер, що розташований нижче, поки ретентат (Н2г), який залишився нижче мембрани, направляють, через клапан контролю потоку, розташований нижче зазначеного апарату, на ферментаційний пристрій, при швидкості потоку в діапазоні від 20 мл/год. до 25 мл/год.
Для зворотного осмосу застосовували мембрану ВМУЗО від ЮБом/ СпетісаЇ, що є тонкою композитною мембраною на поліамідній основі, яка має такі характеристики: - відсікання по молекулярній масі (МУСО) - 50 дальтонів; - робочий рН - 2-11; - максимальна робоча температура - 70 С;
Зо - максимальний робочий тиск - 68 бар.
Пермеат (РІ) подають до вищевказаного пристрою зворотного осмосу при перемішуванні при 500 об./хв., під тиском, що дорівнює 35 бар.
Від зворотного осмосу одержуть другий ретентат (Нг), що містить цукри, концентровані із застосуванням фактора концентрації, що дорівнює 3: починаючи з первісного вмісту цукру, що дорівнює 28 г/л (перший пермеат - РІ) до рівня цукру, що дорівнює 84 г/л (другий ретентат -
Вг).
Вміст цукру був визначений шляхом обробки, як описано в прикладі 1.
Зазначений другий ретентат (Нг) додатково містив концентровані солі. Фактично, перший пермеат (РІ) мав вміст Натрію (Ма), калію «К), магнію (Мо), кальцію (Са), хлору (СІ) і фосфору (Р), еквівалентний 825 часток на мільйон, 3186 часток на мільйон, 273 часток на мільйон, 184 часток на мільйон, 320 часток на мільйон і 1880 часток на мільйон відповідно; в той же час, другий пермеат (Рг) мав вміст Натрію (Ма), калію (К), магнію (Мо), кальцію (Са), хлору (СІ) і фосфору (Р) 8 часток на мільйон, 50 часток на мільйон, менше 2 часток на мільйон, менше 2 часток на мільйон, 25, 4 часток на мільйон, а другий ретентат (Н2) мав вміст Натрію (Ма), калію (К), магнію (Мо), кальцію (Са), хлору (СІ) і фосфору (Р), еквівалентний 2440 часток на мільйон, 9550 часток на мільйон, 820 часток на мільйон, 552 часток на мільйон, 960 часток на мільйон і 5640 часток на мільйон відповідно.
Вміст солі був визначений мас-спектрометрією із індуктивно зв'язаною плазмою (ІСР-М5).
Для цієї мети застосовують спектрометр ІСР-М5 ЕГАМ ОВсСе від Режіп ЕІтег. Розведення, що застосовувалось для аналізу за допомогою ІСР-М5, змінювалося в залежності від релевантного аналіта; зразок для аналізу був окислений із застосуванням азотної кислоти (НМОЗз) при 2 об.95.
Стандартні розчини, що застосовувались для калібрування, готували шляхом розведення і окислення перевірених 1000 часток на мільйон водних стандартних розчинів.
Швидкість потоку подачі до ферментатора, інакше кажучи, другий ретентат (Н2) плюс свіжий гідролізат, контролювали автоматично протягом ферментації із застосуванням датчика рівня, так що об'єм пермеату на випуску з мікрофільтрації (Р1'і) компенсували, а об'єм ферментаційного бульйону залишився постійним у ферментаторі. Така подача здійснювалась при концентрації цукру 295 г/л і складалася, як зазначено вище, з ретентату (Н2) і свіжого гідролізату, який було одержано як описано в прикладі 1 і розведено як описано вище, у 60 співвідношенні 1:2.
Зазначену швидкість потоку контролювали в діапазоні від 61 мл/год. до 76 мл/год. для одержання впускної кількості цукрів в діапазоні від 22 г/год. до 18 г/год. для задоволення вимог олеогенних дріжджів і для підтримання концентрації 30 г/л у ферментаторі.
Наприкінці ферментації, через 100 годин, одержаний другий ферментаційний бульйон із концентрацією ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 68 г/л (в сухій речовині) і загальним вмістом ліпідів, що дорівнює 55 мас.9о (37,4 г/л) в сухій речовині зазначеної ліпідної клітинної біомаси, об'єм у ферментаторі (6 л) підтримували постійним протягом тесту.
Загальний вміст ліпідів визначили із застосуванням набору "загальна кількість ліпідів сульфо-фосфо-ванілін" шляхом роботи, як описано вище. Вміст цукрів був визначений, як описано в прикладі 1.
Зазначений другий ферментаційний бульйон піддали сепарації центрифугуванням при 7000 об./хв. протягом 20 хвилин для одержання 1,2 кг ліпідної клітинної біомаси |408 г (в сухій речовині) - концентрація, що дорівнює 35 мас.9о від загальної кількості одержаної ліпідної клітинної біомаси.
Було досягнуто виходу ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 0,36 г/г, виходячи із спожитого субтрату (Ух - г одержаної біомаси на г спожитого субстрату) і вихід ліпідів, що дорівнює 0,17 г/г, виходячи із спожитого субстрату (Му5 - г одержаних ліпідів на г спожитого субстрату).
ПРИКЛАД 4
Ферментація АПодозврогідійт агогісшт (мікрофільтрацію і випаровування здійснюють безперервно)
Провели тест на ферментацію із застосуванням клітин АНодозрогідіит агогісит ВОВОРЗ у 20-літровому ферментаторі, працюючи в наступних умовах: - 0,78 л лігноцелюлозного гідролізату (тобто, першої водної фази), як описано в прикладі 1, належним чином розведеного водою для одержання первісної концентрації цукрів, що дорівнює
ЗО г/л; - 2,0 г/л екстракту дріжджів; - 5 г/л кукурудзяного екстракту в сухій речовині; - 5 г/л (МНО265О»;
Ко) - 6 г/л КНеРО; - 0,03 г/л МазО:7НгО; - 0,06 г/л масі; - 0,06 г/л СасСі»:2Нго; - подане повітря: потік, що дорівнює 1 л/хв.; - робочий рН, що дорівнює б, який підтримують шляхом додавання, при необхідності, декількох крапель розчину калію гідроксид (КОН) 5 М і сірчана кислота (Не50О4) 10 95 (об./об.); - температура: 30 "С; - перемішування при 600 об./хв. - 900 об./хв., що змінюється потоком повітря таким чином, щоб підтримувати концентрацію розчиненого кисню (0О2г) вище показника насичення 3095; - первісний об'єм: 6 літрів; - інокулят. Аподозрогідішт агогісит ВОИВОРЗ (тобто, перший ферментаційний бульйон), одержаний, як описано в прикладі 2, розведений до 10 95 (об./06.) із культуральним середовищем, яке застосовують для ферментації для початку ферментації при концентрації ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 2,3 г/л (в сухій речовині).
Ферментацію здійснюють перервним способом ("попартійно") протягом перших 6 годин, а потім - способом перфузії. При цьому танценгіальний пристрій мікрофільтрації, що має мембрану мікрофільтрації "Нуагозагі? Містоїйгайоп Савззенев" від Запогійв5, був приєднаний до ферментатора через поршневий насос, така мебрана має поверхню мебрани, що дорівнює 0,1 ме і середній діаметр пор, що дорівнює 0,45 мкм, з метою видалення частини культурального середовища (пермеат - РІ) і концентрування другої ліпідної клітинної маси (ретентат - НІ), одержаної у зазначеному другому культуральному середовищі. З цією метою вказаний поршневий насос безперервно проводять в дію під час ферментації для рециркуляції ліпідної клітинної маси і культурального середовища у вказаному апараті мікрофільтрації при швидкості потоку 144 л/год., що працює при тих ж умовах рН і температури, що наведені вище щодо ферментації. Така друга ліпідна клітинна біомаса таким чином була концентрована для одержання ретентату (В1), що подається безперервно до ферментації (рециркуляція) і пермеату (РІ), що подається безпреревно для випаровування. Швидкість потоку пермеату (РІ) контролювали в діапазоні від 58 мл/год. до 70 мл/год. із застосуванням перистальтичного насосу, що розташований нижче випускного отвору для пермеату (Р11) апарату мікрофільтрації. бо У зв'язку із вищезазначеним проводять тест на випаровування із застосуванням ротаційного випаровувача. Пермеат (РІ) таким чином направляють у ротаційний випаровувач і проводять випаровування при 38 "С і при тиску, що дорівнює 147 мбар.
Очищену фазу (Рг) (випаровувана фаза - еквівалент другому пермеату) конденсували із застосуванням схеми, що включає охолоджувальну воду 15 "С, в той час як концентрат (На) (еквівалент другого ретентату) направляють у пристрій ферментації за допомогою поршневого насосу при швидкості потоку від 16 мл/год. до 20 мл/год.
Після випаровування одержують концентрат (22), що містить цукри, концентровані із фактором концентрації 3,5: виходячи з первісного вмісту цукрів, що дорівнює 28 г/л (перший пермеат - РІ), до вмісту цукрів, що дорівнює 98 г/л (концентрат - На).
Вміст цукрів було визначено, як описано в прикладі 1.
Зазначений другий концентрат (Н2) додатково містить всі солі: для підтвердження, провідність зазначеної очищеної фази (Рг) була виміряна після конденсації із застосуванням вимірювача провідності ММ40-- від Стізоп, було встановлено її рівень менше 0,2 мС/см.
Швидкість потоку при подачі до ферментатора, інакше кажучи, другого концентрату (Б2) і свіжого гідролізату, контролювали автоматично протягом тривалості ферментації із застосуванням датчика рівня, так що об'єм пермеату на виході з мікрофільтрації (РІ) компенсували, а об'єм ферментаційного бульйону у ферментаторі залишився постійним: при такому поданні наявна концентрація цукрів, що дорівнює 313 г/л і потік, що складається, як вказано вище, з ретентату (Н2) і свіжого гідролізату, який був одержаний, як описано в прикладі 1, і розведений, як описано вище, у співвідношенні 2:5.
Зазначену швидкість потоку контролювали в діапазоні від 58 мл/год. до 70 мл/год. для одержання впускної кількості цукрів в діапазоні від 22 г/год. до 18 г/год. для задоволення потреб олеогенних дріжджів і для підтримання концентрації 30 г/л у ферментаторі.
Наприкінці ферментації, через 100 годин, одержаний другий ферментаційний бульйон із концентрацією ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 67 г/л (в сухій речовині) і загальним вмістом ліпідів, що дорівнює 56 мас.9о (37,5 г/л) в сухій речовині зазначеної ліпідної клітинної біомаси, об'єм у ферментаторі (6 л) підтримувати постійним протягом тесту.
Загальний вміст ліпідів визначили із застосуванням "набору для визначення загальної кількості ліпідів сульфо-фосфо-ванілін" вищеописаним способом. Вміст цукрів був визначений, як описано в прикладі 1.
Зазначений другий ферментаційний бульйон піддали сепарації центрифугуванням при 7000 об./хв. протягом 20 хвилин для одержання 1,1 кг ліпідної клітинної біомаси |402 г (в сухій речовині) - концентрація, що дорівнює 36 мас.9о від загальної кількості одержаної ліпідної клітинної біомаси.
Було досягнуто вихід ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 0,35 г/г від спожитого субстрату (Ух - г одержаної біомаси на г спожитого субстрату і вихід ліпідів, що дорівнює 0,17 г/т, виходячи із спожитого субстрату (Муз - г ліпідів на г спожитого субстрату).
ПРИКЛАД 5
Відновлення ліпідів клітинним лізисом (теплова обробка)
З цією метою наприкінці ферментації 1180 мл другого ферментаційного бульйону, одержаного як описано в прикладі 3, із концентрацією ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 68 г/л (в сухій речовині), були піддані центрифугуванню при 7000 об./хв., протягом 20 хвилин, для одержання 200 мл водної суспензії ліпідної клітинної біомаси із концентрацією ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 350 г/л (в сухій речовині) і 980 мл відпрацьованої ферментаційної рідини (тобто, другої водної фази). 200 мл зазначеної водної суспензії помістили у автоклав 0,5 л ( реактор змішування Парра модель РА 4575 А) і довели до температури 140 С, при автогенному тиску 4,9 бар, із перемішуванням при 450 об./хв., і витримували в даних умовах протягом 2 годин. Після цього відпрацьовану ліпідну клітинну біомасу вивантажують і починають процес екстрації (ПРИКЛАД 8).
ПРИКЛАД 6
Відновлення ліпідів клітинним лізисом (механічна обробка)
З цією метою наприкінці ферментації 6 л другого ферментаційного бульйону, одержаного як описано в прикладі 3, із концентрацією ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 68 г/л (в сухій речовині), були піддані центрифугуванню при 7000 об./хв., протягом 20 хвилин, для одержання 200 мл водної суспензії ліпідної клітинної біомаси із концентрацією ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 352 г/л (в сухій речовині) і 5,8 л відпрацьованої ферментаційної рідини (тобто, другої водної фази). 5,8 л зазначеної водної суспензії були подані насосом у гомогенізатор (Сєа Мігобоамі бо модель М5З3006І) при тиску гомогенізації 1500 бар, при кімнатній температурі і при швидкості потоку приблизно 15 л/год.
Наприкінці обробки відпрацьовану ліпідну клітинну біомасу вивантажують і починають процес екстрації (ПРИКЛАД 8).
ПРИКЛАД 7
Відновлення ліпідів клітинним лізисом (мікрохвильова обробка)
З цією метою наприкінці ферментації 1180 мл другого ферментаційного бульйону, одержаного як описано в прикладі 3, із концентрацією ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 68 г/л (в сухій речовині), були піддані центрифугуванню при 7000 об./хв., протягом 20 хвилин, для одержання 200 мл водної суспензії ліпідної клітинної біомаси із концентрацією ліпідної клітинної біомаси, що дорівнює 350 г/л (в сухій речовині) і 980 мл відпрацьованої ферментаційної рідини (тобто, другої водної фази). 200 мл зазначеної водної суспензії помістили у скляну колбу ємністю 300 мл із охолоджувачем, магнітним змішувачем, і довели до температури 1007 із застосуванням мікрохвильового пристрою (Міїезіопе модель "Місто5УМТН") Температуру підтримували постійною протягом 20 хвилин при атмосферному тиску.
Наприкінці обробки відпрацьовану ліпідну клітинну біомасу вивантажують і починають процес екстрації (ПРИКЛАД 8).
ПРИКЛАД 8
Екстракція розчинником
Для відновлення ліпідів, що містяться в ліпідній клітинній біомасі, одержаній після обробок, як описано в прикладах 5, 6 і 7, виконали різні тести на екстракцію із застосуванням різних типів розчинників або їх суміші.
З цією метою 200 мл водної суспензії відпрацьованої ліпідної клітинної біомаси, одержаної як описано в прикладі 5, 6 або 7, протестували за допомогою різних тестів.
Таку водну суспензію піддали двом циклами екстракції, кожен протягом 2 годин, при температурі кипіння розчинника або суміші застосовуваних розчинників, у рефлюкс-екстракторі, в присутності кількості розчинника або суміші розчинників, що вдвічі більше кількості водної суспензії.
Були одержані ліпіди після сепарації органічної фази, що містила розчинник, ліпіди з
Зо зазначеної водної суспензії, що містила відпрацьовану ліпідну клітинну біомасу, і після піддання вказаної органічної фази дистиляції розчинника, який переробили до екстракції.
Застосовувані розчинники і їх суміші, обробки, яким була піддана ліпідна клітинна біомаса (приклади 6-8-клітинний лізис), температури екстракції і вихід екстракції показані у таблиці 2.
Таблиця 2
Обробка Умови обробки Розчинник екстракції | Температура Вихід з екстракції екстракції"
Чо 2 години (3:22; об./об.) 2 години 2 години 2 години 2 години бутиловий ефір 2 години кетон 2 години етанол
Продовження таблиці 2
Механічна Гомогенізатор, етил-ацетат Грие: 71 96 1500 бар, 15 л/год.
Мікрохвильова Мікрохвильовий етил-ацетат Грие: 80 90 реактор, 100С, хв. х; вихід екстракції (95) ліпідів, одержаних від екстракції, надають, виходячи із загальної маси ліпідів, наявних у сухій ліпідній клітинній біомасі, одержаній після ферментації, що визначається із застосуванням "набору для визначення загальної кількості ліпідів сульфо- фосфо-ванілін" вищеописаним способом.
Claims (17)
1. Спосіб одержання ліпідів з біомаси, що включає принаймні один полісахарид, за яким: - піддають зазначену біомасу, що включає принаймні один полісахарид, гідролізу для одержання суміші, що включає першу тверду фазу і першу водну фазу; - відокремлюють першу водну фазу від зазначеної суміші; - готують інокулят, що включає принаймні один олеогенний мікроорганізм, у першому ферментаційному пристрої і проводять ферментацію для одержання першого ферментаційного бульйону; - подають зазначену першу водну фазу та зазначений перший ферментаційний бульйон до другого ферментаційного пристрою і проводять ферментацію у зазначеному другому ферментаційному пристрої для одержання другого ферментаційного бульйону; - піддають принаймні частини зазначеного другого ферментаційного бульйону мікрофільтрації для одержання першого ретентату і першого пермеату; - подають зазначений перший ретентат до зазначеного другого ферментаційного пристрою; - піддають зазначений перший пермеат очищенню для одержання другого пермеату і другого ретентату; - подають зазначений другий ретентат до зазначеного другого ферментаційного пристрою; - наприкінці зазначеної ферментації, яку проводять у зазначеному другому ферментаційному пристрої, піддають вказаний другий ферментаційний бульйон сепарації для одержання водного розчину ліпідної клітинної біомаси, що включає ліпіди, і другої водної фази; який відрізняється тим, що вказану мікрофільтрацію і очищення проводять безперервно протягом зазначеної ферментації, що проводиться у зазначеному другому ферментаційному пристрої.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вказаний полісахарид вибирають серед целюлози, геміцелюлози або їх сумішей, переважно з целюлози або сумішей целюлози і геміцелюлози. Ко) 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що вказана біомаса, яка включає принаймні один полісахарид - це лігноцелюлозна біомаса, переважно вибрана серед: - продуктів, одержаних при вирощуванні рослин спеціально на енергетичні потреби, включаючи відходи, залишки і побічні відходи від зазначених продуктів або відходи, залишки і побічні відходи від переробки зазначених продуктів; - продуктів сільськогосподарського призначення, відходи, залишки і побічні відходи від зазначених продуктів або відходи, залишки і побічні відходи від переробки зазначених продуктів; - продуктів лісівництва або лісового господарства, включаючи відходи, залишки і побічні відходи від зазначених продуктів або відходи, залишки і побічні відходи від переробки зазначених продуктів; - залишків харчових і сільськогосподарських продуктів, призначених для споживання людиною або для зоотехніки; - не підданих хімічній обробці залишків паперової промисловості; - відходів роздільного збирання комунальних твердих відходів; - водоростей, таких як макроводорості або мікроводорості, особливо макроводорості,
переважно, серед осоту, гвайюли, включаючи відходи, залишки і побічні відходи від зазначених осоту або гвайюли або відходи, залишки і побічні відходи від переробки зазначених осоту або гвайюли.
4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що вказану біомасу, яка включає принаймні один полісахарид, піддають попередній процедурі помелу до піддання вказаному гідролізу для одержання часток з діаметром в діапазоні 0,1 мм до 10 мм.
5. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що в зазначеному першому ферментаційному пристрої ферментацію проводять: - при температурі в діапазоні від 20 "С до 40 "С, переважно в діапазоні від 25 "С до 35 "С; |і - протягом періоду в діапазоні від 10 годин до 36 годин, переважно в діапазоні від 12 годин до 26 годин; і при рН в діапазоні від 4,5 до 7, переважно в діапазоні від 5 до 6,7.
б. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що в зазначеному другому ферментаційному пристрої, ферментацію проводять: - при температурі в діапазоні від 20 "С до 40 "С, переважно в діапазоні від 25 "С до 35 "С; і - протягом періоду в діапазоні від 2 днів до 10 днів, переважно в діапазоні від З днів до 8 днів; і - при рН в діапазоні від 4,5 до 7, переважно в діапазоні від 5 до 6,7.
7. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що зазначений мікроорганізм вибирають серед олеогенних дріжджів, таких як Нпоаоютпла дішнпів, Проаоюгиа огасіїїв, Вподоюги!а дгатіпів, І уротісез 5іагкеуї, ! уротісез ІПроїег, Підопорвів уапіаріїї5, Сапаїда Кеїуг, Сапоїда сигуаїа, Сапада Проуйїйса, Топорвзів 5р., Рісніа 5йрів, Тпсповрогоп сасаоіїровітіїйє, Тпсроврогоп о/іеадіпозив, Тпспобзрогоп рийшапе, НРоаозрогідіит агогпісит, Стуріососсив сигуашв.
8. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що ферментацію в зазначеному другому ферментаційному пристрої проводять в одну або декілька стадій, в періодичному режимі та в періодичному режимі з підживленням, безперервним способом, перфузією, переважно в періодичному режимі протягом перших 3-10 годин, а потім - перфузією.
9. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що до зазначеного другого ферментаційного пристрою додають кукурудзяний екстракт в діапазоні від 2 г/л до 20 г/л, переважно в діапазоні від 4 г/л до 18 г/л.
10. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що зазначену мікрофільтрацію проводять під час експоненціальної фази росту ліпідної клітинної біомаси.
11. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що зазначену мікрофільтацію проводять через мембрани із середнім розміром пор в діапазоні від 0,02 мкм до 2,0 мкм, переважно в діапазоні від 0,1 мкм до 0,8 мкм.
12. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що зазначену мікрофільтрацію проводять: - із застосуванням трансмембранного тиску в діапазоні від 0,05 бар до 25 бар, переважно в діапазоні від 0,1 бар до 2,2 бар; і - при швидкості (кг пермеату на м? поверхні мембрани мікрофільтрації на годину) в діапазоні від 0,2 кг/(мег/год.) до 70 кг// м?/год.), більш переважно в діапазоні від 0,4 кг//мгод.) до 50 кг/ м"/год.); і - при температурі в діапазоні від 20 "С до 40 "С, переважно в діапазоні від 25 "С до 35 "С, переважніше при температурі ферментації.
13. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що зазначену мікрофільтрацію проводять через плоскі або порожнисті волоконні мембрани, які розташовані у конфігурації перехресного потоку; або через керамічні мембрани, які розташовані у конфігурації перехресного потоку або у конфігурації динамічного перехресного потоку.
14. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів формули, який відрізняється тим, що очищення здійснюють за допомогою зворотного осмосу.
15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що зазначений зворотний осмос проводять у присутності принаймні однієї полімерної мембрани, яку вибирають серед мембран, що складаються з поліамідів, поліїмідів, полісульфонів, переважно серед полімерних мембран, які складаються з поліамідів.
16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що зазначена полімерна мембрана має: - максимальний діапазон робочих температур в діапазоні від 15 "С до 90 "С, переважно в діапазоні від 20 "С до 80 "С, ще переважніше в діапазоні від 20 "С до температури ферментації; і - максимальний робочий тиск в діапазоні від 5 бар до 80 бар, переважно в діапазоні від 10 бар 60 до 70 бар;і
- номінальне відсікання по молекулярній масі в діапазоні від ЗО дальтонів до 200 дальтонів, переважно в діапазоні від 40 дальтонів до 100 дальтонів; і - робочий рН, сумісний з рН першого пермеату, переважно в діапазоні від 1 до 13, більш переважно в діапазоні від 2 до 11, ще більш переважно в діапазоні від 3,5 до 7,5.
17. Спосіб за будь-яким з пп. 15-16, який відрізняється тим, що зазначений зворотний осмос здійснюють шляхом: - застосування тиску на стороні подання в діапазоні від 5 бар до 80 бар, більш переважно в діапазоні від 10 бар до 40 бар; і - проведення операцій при швидкості в діапазоні від 5 кг/(ме/год.) до 80 кг/(м2/год.), більш переважно в діапазоні від 10 кг/Х м/год.) до 40 кг/(м-/год.). Ї в ЮМАСА | 2214...) КФЕРМЕНТАЦІЙНИЙ ! НЯ ТРИСТРІЙ у х аа о і ? снення в вия ПДРОЛИ : о сФппетйний и , БУДЬЙОН Ш ПЕРША ТВЕР, й ПЕРША ВОДНА З ФЕРМЕНТАЦІЇ: ФАЗА К «ВАЗА НИЙ ПРИСТРІЙ Анни Є З ФЕРМЕНТАШИНИЙ Б ння БУДЬЙОН у! МІКРОФІЛЬТРАЦІЯ 0013 7 б : пи : : : ВОДНА СУСПЕНЗІЯ ЛІПІДНОЇ і пн ії ОЧИСТКА - ж КЛІТИННОЇ БІОМАСИ " | СЕПАРАЦІЯ т ! КклЛІТИНННЙ ЛІЗИС -- тент Щі ! ДРУГА СТІЧНА ВОДА ВОДНА зни ФАЗА ше Ї ЕКСТРАКЦІЯ нич ВИПАРОВУВАННЯ тозчинІикКА ' яЛиди
Фіг. 1
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI20140761 | 2014-04-23 | ||
| PCT/IB2015/052935 WO2015162568A1 (en) | 2014-04-23 | 2015-04-22 | Process for the production of lipids from biomass employing oleaginous yeast |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA120509C2 true UA120509C2 (uk) | 2019-12-26 |
Family
ID=50981757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201610359A UA120509C2 (uk) | 2014-04-23 | 2015-04-22 | Спосіб одержання ліпідів з біомаси |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11162118B2 (uk) |
| EP (1) | EP3134535B1 (uk) |
| CN (1) | CN106414754B (uk) |
| ES (1) | ES2819723T3 (uk) |
| PL (1) | PL3134535T3 (uk) |
| UA (1) | UA120509C2 (uk) |
| WO (1) | WO2015162568A1 (uk) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT201700071514A1 (it) * | 2017-06-27 | 2018-12-27 | Versalis Spa | Procedimento per la produzione di lipidi da biomassa derivante da piante di guayule |
| WO2021154863A1 (en) * | 2020-01-27 | 2021-08-05 | C16 Biosciences, Inc. | Microbial lipid production utilizing post-fermentation industrial waste stream feedstocks |
| EP4431610A4 (en) * | 2021-11-12 | 2026-04-22 | Nissin Foods Holdings Co Ltd | METHOD FOR THE MANUFACTURE OF FAT/OIL USING YEAST BELONGING TO THE GENUS LIPOMYCES |
| NL2032949B1 (en) * | 2022-09-05 | 2024-03-21 | Nopalm Ingredients B V | Providing an oil composition through fermentation of biomass with a yeast |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5628830A (en) | 1979-03-23 | 1997-05-13 | The Regents Of The University Of California | Enzymatic hydrolysis of biomass material |
| US4888189A (en) * | 1987-08-17 | 1989-12-19 | Ariel Vineyards, Inc. | Simultaneous double reverse osmosis process for production of low and non-alcoholic beverages |
| US5916780A (en) | 1997-06-09 | 1999-06-29 | Iogen Corporation | Pretreatment process for conversion of cellulose to fuel ethanol |
| KR100329019B1 (ko) * | 1999-04-13 | 2002-03-18 | 윤덕용 | 유기산의 고효율 생산방법 |
| US20060264684A1 (en) | 2005-05-19 | 2006-11-23 | Petri John A | Production of diesel fuel from biorenewable feedstocks |
| US20080102176A1 (en) | 2006-10-26 | 2008-05-01 | Wu Ying Fong | Method for Extracting Plant Fats |
| KR20100091217A (ko) | 2007-11-14 | 2010-08-18 | 알토 유니버시티 파운데이션 | 지질 생산 방법 |
| US8057639B2 (en) | 2008-02-28 | 2011-11-15 | Andritz Inc. | System and method for preextraction of hemicellulose through using a continuous prehydrolysis and steam explosion pretreatment process |
| IT1392910B1 (it) | 2008-10-21 | 2012-04-02 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di lipidi da biomassa |
| IT1394398B1 (it) | 2008-12-18 | 2012-06-15 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di zuccheri da biomassa |
| IT1393929B1 (it) | 2008-12-18 | 2012-05-17 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di bio-olio da biomassa |
| FI122957B (fi) | 2009-06-24 | 2012-09-14 | Neste Oil Oyj | Menetelmä rasvan tuottamiseksi |
| WO2011127127A2 (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-13 | Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University | Extraction with fractionation of oil and co-products from oleaginous material |
| KR20130140694A (ko) | 2010-09-29 | 2013-12-24 | 베타 리뉴와블레스 에스.페.아. | 향상된 효소 접근성을 갖는 전처리된 바이오매스 |
| IT1403244B1 (it) | 2010-10-22 | 2013-10-17 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di lipidi da biomassa. |
| US20120149076A1 (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-14 | Terrabon Mix-Alco, Inc. | Integration of fermentaiton with membrane |
| ITMI20122249A1 (it) * | 2012-12-28 | 2014-06-29 | Eni Spa | Procedimento per la produzione di lipidi da biomassa |
-
2015
- 2015-04-22 ES ES15726327T patent/ES2819723T3/es active Active
- 2015-04-22 CN CN201580020241.5A patent/CN106414754B/zh active Active
- 2015-04-22 US US15/126,695 patent/US11162118B2/en active Active
- 2015-04-22 PL PL15726327T patent/PL3134535T3/pl unknown
- 2015-04-22 WO PCT/IB2015/052935 patent/WO2015162568A1/en not_active Ceased
- 2015-04-22 EP EP15726327.8A patent/EP3134535B1/en active Active
- 2015-04-22 UA UAA201610359A patent/UA120509C2/uk unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3134535B1 (en) | 2020-07-01 |
| US20170088867A1 (en) | 2017-03-30 |
| PL3134535T3 (pl) | 2020-12-14 |
| US11162118B2 (en) | 2021-11-02 |
| EP3134535A1 (en) | 2017-03-01 |
| CN106414754A (zh) | 2017-02-15 |
| CN106414754B (zh) | 2021-11-26 |
| ES2819723T3 (es) | 2021-04-19 |
| WO2015162568A1 (en) | 2015-10-29 |
| BR112016024606A2 (pt) | 2017-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumar et al. | Improved upstream processing for detoxification and recovery of xylitol produced from corncob | |
| Saha et al. | Continuous production of bioethanol from sugarcane bagasse and downstream purification using membrane integrated bioreactor | |
| CN103314112B (zh) | 从生物质制备脂类的方法 | |
| CA2842151C (en) | Method of manufacturing sugar solution | |
| US9885069B2 (en) | Process for the production of lipids from biomass | |
| US11162118B2 (en) | Process for the production of lipids from biomass employing oleaginous yeast | |
| KR101449552B1 (ko) | 목질계 바이오매스로부터 발효당을 제조하는 방법 | |
| KR101504197B1 (ko) | 목질계 바이오매스로부터 바이오에탄올을 제조하는 방법 | |
| Li et al. | Recovery of concentrated saccharide solution from microalgal residue via combined hot compressed water treatment and membrane separation | |
| BR112016024606B1 (pt) | Processo para a produção de lipídeos a partir de biomassa empregando levedura oleaginosa | |
| RU2636004C1 (ru) | Способ получения 5-гидроксиметилфурфурола и этанола из целлюлозы | |
| KR101446392B1 (ko) | 세포배양을 통한 세포 및 지용성물질의 생산 방법 | |
| PL244860B1 (pl) | Sposób ciągłego przetwarzania lignocelulozy na paliwa i chemikalia w reaktorach membranowych | |
| KR20150007801A (ko) | 미생물 억제물질이 제거된 목질계 바이오매스 원료 발효당의 제조 방법 |