[发明专利]生物柴油生产过程中形成的脱胶残渣的微生物再加工

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物柴油生产中形成的甘油馏分进行再加工的工业方法，以及一种特别适合该工艺使用的解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)新型菌株。

背景技术

天然燃料油组分，即所谓的生物柴油的生产，本质上包括由天然产生的甘油三酯(通常为植物脂类)通过转酯化进行的脂肪酸酯的生产。美国专利2,271,619公开了一种在基本上无水的碱金属氢氧化物作为催化剂存在下，通过添加低于5个碳原子的饱和单羟基脂肪醇转化高级脂肪酸甘油酯为短链醇酯的方法。根据所述专利，该工艺应当在温度86-212℉(30-100℃)下的反应器中进行。醇的量应当不超过1.75甘油酯当量。催化剂的量应当为甘油酯质量的0.1-0.5％。

后续专利修正或补充了所述方法。美国专利2.360.844、2.383.632、2.383.580、2.383.581、2.383.614、2.383.633、2.383.596和2.383.599分别描述了US 2.271.619中公开方法的进一步变化，包括：a)添加酸以及喷雾干燥步骤；b)添加对未反应的醇进行蒸馏的步骤；c)对催化剂效果进行分析，建议pH为5-7；d)使用部分脂肪酸酯技术；e)回收未反应的醇以及对液体进行酸化以改善酯和甘油的分离；f)通过不同方法对部分反应的甘油酯进行转化；g)除了单羟基醇(非甲醇)外还补充部分甲醇，以改善液相的分离；以及h)添加溶剂以改善相分离。

其它专利提供了进一步的改进和提高。美国专利2,494,366、2,383,601、3,963,699、4,303,590、4,371,470、4,668,439、5,399,731、5,434,279、和5,525,126同样大部分基于美国专利No.2.271.619中描述的技术。这些专利分别涉及：a)添加合适数量的酸性催化剂至碱性催化剂；b)重复添加酸性酯化催化剂；c)在常温和从真空至大气压的压力下反应；d)添加第二个碱催化阶段；e)添加第二个酯化阶段并使用吸附剂去除烃基酯；f)引入气态醇；g)在较低温度下添加额外的酸进行反应；g)引入一种使用酸的改进的相分离方法；以及h)使用由醋酸钙和醋酸钡构成的混合物的催化剂。

独立于已采用的技术之外，甘油酯转酯化中需要再加工的副产品是所谓的甘油馏分，包括可溶性的亲水反应产物，即甘油，未使用的催化剂以及剩余的脂肪酸酯和在进一步的转酯化产品分离步骤中使用的其它试剂，即，磷酸和无机盐。在目前使用的大多数工业化生物柴油生产过程和/或副产物再加工中，甘油馏分以“甘油水”的形式存在，其包含20％-80％的甘油，以及技术工艺的剩余物如肥皂(0-5％)、脂肪酸甲酯(0-5％)、甲醇(0-1％)、单甘油酯(0-6％)、灰分(0-5％)和余量的水使体系至100％体积。

生物柴油生产的另一个难以再加工的副产品是所谓的“脱胶残渣”，其形成于为了转酯化而对植物或动物脂肪进行的初始纯化和pH调节，其中使用了磷酸。所产生的副产品主要包括与脂肪、蛋白质及脂肪中存在的其它大分子相连的磷酸残基。进一步的，该副产品包含0-10％的不同浓度的游离的植物和动物脂肪、0-10％的蛋白质、0-5％的灰分、0-1％的甘油，以及水。

副产品的回收和/或再加工是脂处理工业、特别是生物柴油生产中的重要问题。

发明内容

本发明的目标是提出一种再加工脱胶残渣的简易方法。本发明的特殊目的是提出一种有效的方法来从该难以加工的副产品再加工中获得容易吸收且具有高营养性的生物质，该方法可用于工业化的脱胶残渣再加工，其已经考虑到了根据生物柴油生产使用的不同技术工艺而产生的不同组分。所产生的生物质应当具有以下特性：易吸收的蛋白质和维生素的含量高，且适于作为饲料添加剂使用。

意外的，上述问题已经被本发明解决了。