[发明专利]同时酯化和醇解/水解具有包含磷脂和纤维素与肽类内容物的含油取代物的物质制备生物柴油、纤维素糖和肽

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2008年10月1日申请的美国专利申请系列号12/243,933的优先权，该申请是于2008年4月2日申请的美国申请系列号12/061,038的部分继续申请，12/061,038要求于2007年4月2日申请的美国临时专利申请系列号60/921,327的优先权。这些在先申请的全部内容通过引用合并于此。

发明领域

本发明涉及任选地在酸催化剂的存在下用醇酯化磷脂、游离脂肪酸(FFA)和甘油酯以形成脂肪酸烷基酯。本发明还涉及在醇和任选地酸催化剂的存在下同时酯化和水解/醇解包含磷脂、游离脂肪酸(FFAs)、甘油酯或其组合以及纤维素物质、蛋白质，或纤维素物质和蛋白质两者的原料以形成脂肪酸烷基酯以及裂解的纤维素物质、较短的肽、氨基酸或它们的组合。

发明背景

在过去三十年中，在减少空气污染方面和在国内能源开发方面的兴趣已经引起许多国家关于开发用于内燃机的非石油燃料的研究。对于压燃式(柴油)发动机，已经显示脂肪酸的单纯醇酯(simple alcohol ester)(生物柴油)是可接受的替代柴油燃料。生物柴油与石油柴油相比具有较高的氧含量，并且因此减少了颗粒物质、烃类和一氧化碳的排放，同时还由于低硫含量而减少了硫排放。

对于点燃式(汽油)发动机，通过由玉米淀粉生成的单糖发酵产生的乙醇可以与石油汽油共混从而用可再生成分燃料替代石油成分，减少对外国石油的依赖，减少二氧化碳排放，并改善混合燃料中的辛烷。由于乙醇和生物柴油均由农业原料制成，农业原料(例如，由植物和由食用植物的动物产生)通过光合固碳产生，因此生物柴油和乙醇的燃料不会增加净大气碳水平。

在生物柴油的制备、测试和利用方面的最初尝试采用精炼食用植物油(例如，豆油、菜籽油)、用过的食用油(例如，废油炸油(spent fryer oi1))和动物脂肪(例如，牛脂)作为燃料合成的原料(Krawczyk，T.，INFORM，7：800-815(1996)；Peterson，C.L.，等，Applied Engineering in Agriculture，13：71-79(1997)；Holmberg，W.C，和J.E.Peeples，Biodiesel：A Technology，Performance，and Regulatory Overview(生物柴油：技术、性能和规章综述)，National Soy DieselDevelopment Board，Jefferson City，Mo.(1994))。

简单的碱金属催化的酯交换技术(Freedman，B.，等.，J.Am.Oil Chem.Soc，61(10)：1638-1643(1984))对于酯化此类原料的酰基甘油连接的脂肪酸是有效的并且被用于制备这些燃料。近年来，已经开发了许多方法来由较廉价的、精炼程度不太高的脂质原料诸如餐馆废油来制备脂肪酸甲酯(FAME)(Mittelbach，M.，和P.Tritthart，J.Am Oil Chem.Soc，65(7)：1185-1187(1988)；Graboski，M.S.，等，The Effect of Biodiesel Composition on Engine Emissionsfrom a DDC Series 60Diesel Engine(生物柴油组成对DDC 60系列柴油发动机的发动机排放的影响)，Final Report to USDOE(对USDOE的最终报告)/NationalRenewable Energy Laboratory(国家可再生能源实验室)，合同编号ACG-8-17106-02(2000)；Haas，M.J.，等，Enzymatic Approaches to theProduction of Biodiesel Fuels(生产生物柴油燃料的酶促方法)，于Kuo，T.M.和Gardner，H.W.(编辑)，Lipid Biotechnology(脂质生物技术)，Marcel Dekker，Inc.，New York，(2002)，587-598页)。

除了酰基甘油以外，精炼程度不太高的脂质原料可以含有高水平的游离脂肪酸(FFA)和其他非甘油酯物质。从这些原料合成生物柴油可以通过常规的碱催化来实现，由于FFA(通过此方法FFA不被酯化)转变为其碱金属盐，其需要过量的碱。这些碱金属盐由于它们容易作为乳化剂作用可能在产物洗涤过程中导致困难。最终，碱金属盐被去除和丢弃。因此此方法涉及损失潜在的产物，增加催化剂费用，并且可能承担一些处理费用。