[发明专利]从生物质制备脂类的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从包括至少一种多糖的生物质制备脂类的方法。

更具体地，本发明涉及一种从含有至少一种多糖的生物质制备脂类的方法，该方法包括：使该含有至少一种多糖的生物质经过酸水解，获得固相和水相；使该固相经过酸水解或酶水解，获得另一固相和另一水相；在至少一种含油酵母的存在下使从该水解获得的水相经过发酵，获得包括含油细胞生物质的发酵液；使至少一部分该发酵液经过微孔过滤。

由此获得的脂类可有利地用于制备生物柴油或绿色柴油，生物柴油或和绿色柴油可以单独地或与其他燃料形成混合物用于机动车辆。

背景技术

一般而言，生物质为具有有机的、植物的或动物基质的任意物质，其可用于能源目的，例如作为用于制备生物燃料或可加入至燃料的成分的原材料。因此生物质可以形成作为通常用于制备燃料的源自化石的传统原材料的替代物的可再生能源。为了这个目的，木质纤维素生物质是非常有用的。

从生物质、特别是木质纤维素生物质制备糖类，在本领域是已知的。

木质纤维素生物质为包括三种主要成分的复合结构：纤维素、半纤维素和木质素。纤维素、半纤维素和木质素的相对量根据使用的木质纤维素生物质的类型变化。例如，在植物的情况下，该量根据植物的种类和年龄变化。

纤维素是木质纤维素生物质的最大组分，且相对于木质纤维素生物质的总重量，纤维素通常存在的量为30重量％至60重量％。纤维素由通过aβ-1,4葡萄糖苷键相互键合的葡萄糖分子(500至10,000单元)组成。链之间氢键的建立引起给予植物纤维抵抗性和弹性的结晶区域的形成。本质上，纤维素只能以其纯态在诸如棉花或亚麻的一年生植物中发现，而在木本植物中纤维素通常伴随有半纤维素和木质素。

相对于木质纤维素生物质的总重量，通常以10重量％至40重量％的量存在的半纤维素作为混合聚合物出现，为相对较短的(10至200分子的)和支化的，由具有六个碳原子的糖类(葡萄糖、甘露糖、半乳糖)和具有五个碳原子的糖类(木糖、阿拉伯糖)组成。植物纤维的一些重要性质是由于半纤维素的存在，半纤维素的主要性质是当水存在时，利于该植物纤维的吸涨，引起植物纤维膨胀。半纤维素还具有粘性且因此趋向于变硬或趋向于产生角质硬度，结果是该植物纤维变硬且吸涨更慢。

相对于木质纤维素生物质的总重量，木质素一般存在的量为10重量％至30重量％。木质素的主要功能在于将各种植物纤维相互键合和粘结，给予植物紧密性和抵抗性，且还提供免受昆虫、病原体、损害和紫外光的侵害。木质素主要作为燃料使用，但是目前木质素还作为分散剂、硬化剂、乳化剂在工业上使用，用于塑料薄片、纸板箱和橡胶产品。还可化学处理木质素以制备香草醛类型的、丁香醛类型的、对-羟基苯甲醛类型的芳香族化合物，该芳香族化合物可用于药物化学，或者用于化妆品和食品工业。

为了优化木质纤维素生物质向能源用途的产品的转化，已知的是使该木质纤维素生物质经过预处理以分离木质素，且将纤维素和半纤维素水解为诸如例如葡萄糖和木糖的单糖类。该糖类可以作为碳源在微生物的存在下用于制备醇类和/或脂类的发酵工艺中使用。

例如，专利申请US 2008/0102176描述了一种用于提取植物脂肪类的方法，包括：将包含纤维素的原材料磨粉以获得直径为1mm至2mm的颗粒；将颗粒浸入浓度等于1％至2％的硫酸中以酸化该颗粒，以增加纤维素的水解和调节PH值为4.5±0.5；除去被硫酸酸化的颗粒，且依次将纤维素和含油酵母加入酸化的颗粒且在25℃至30℃的温度下和85％至90％的湿度下经过8至9天的发酵；将作为溶剂的脂肪烃加入发酵产物以提取脂肪类，获得提取混合物；除去残留在提取混合物中的酸化的颗粒且通过蒸馏从溶剂中分离脂肪，获得原油。优选地纤维素从绿色木霉(Trichoderma viride)获得且含油酵母为粘红酵母(Rhodotorula glutinis)。获得的脂肪类酯化之后可转化为生物柴油。