专利名称：燃料用纤维质原料的微生物处理的制作方法
技术领域：
本专利申请一般涉及微生物系统和化学系统将纤维质废料和其它生物废料转化成日用化学品如生物燃料/生物汽油的用途。
背景技术：
石油正面临全球存储下降的问题，并且导致超过30%的温室气体排放，从而促使全球变暖。全球每年消耗8000亿桶运输燃料。柴油燃料和喷气燃料占全球运输燃料的50% 以上。已经通过意义重大的立法，要求燃料生产商对来自运输燃料的生产和使用的碳排放设定上限或者将其降低。燃料生产商正在寻求实质相似的低净碳燃料，其可以通过现有基础设施(如精炼厂、管道、油轮)混合并分送。由于石油成本的增加以及对石油化工原料的依赖，化工行业也在寻找各种方法以改善利润和价格的稳定性，同时减小对环境的影响。化工行业正致力于发展更绿色的产品， 其在能量、水和CO2方面比当前的产品更有效。由生物来源所生产的燃料代表了过程的一个方面。
发明内容
提供了利用微生物将生物质原料转化成燃料的系统及方法。在一个方面，一种生产脂质的方法包括接收包括生物废料的原料；使原料暴露在能够将其转化成脂质的微生物中；和提取所生产的脂质。在本发明的一个方面，一种生产燃料的方法包括接收包括纤维素的原料；使用微生物将原料的至少一部分转化成脂质；提取由微生物生产的脂质；和将所生产的脂质转化成液体燃料。在本发明的另一个方面，一种生产脂质的系统包括发酵器和与发酵器连通的控制器。该控制器向发酵器提供操作指令，并且发酵器生产脂质。结合以下详述、权利要求和附图，本发明的其它特征和优点将显而易见。
本发明的详细内容，包括其结构和操作，可部分通过研究附图获取，在这些附图中，相同的参考数字表示相同的部分，并且其中图1为根据本发明实施方案的纤维质原料预处理工艺的流程图。图2为根据本发明实施方案的接种和发酵工艺的流程图。图3为根据本发明实施方案的微生物收集工艺的流程图。图4为根据本发明实施方案的接种和发酵工艺的流程图。图5为根据本发明实施方案的分离工艺的流程图。图6为根据图1至5所使用的工艺设备的框图。
具体实施例方式阅读本说明书后，对于本领域的技术人员而言，如何以替代实施方案及替代应用来实施本发明将显而易见的。然而，虽然本文将描述本发明的多个实施方案，但应当理解这些实施方案仅以举例而非限制的方式示出。因此，多个替代实施方案的详述不应理解为对所附权利要求中所阐述的本发明的范围或广度的限制。所描述的实施方案涉及由低价值的生物来源原料生产液体燃料的系统和方法。在一些实施方案中，这些系统和方法具体涉及由纤维质原料生产柴油、汽油和/或航空燃料。 在一些实施方案中，该方法包括输入未加工原料和输出三酰基甘油(“TAG”)或其它脂质和芳香族化合物的多步工艺。转化纤维质材料的本发明方法利用专门培养的原料来生产生物燃料。除了这些 “培养的纤维质原料”之外，纤维质原料还可得自纤维质废料，诸如锯屑、木屑、纤维素、藻类、其它生物材料、市政固体废弃物(例如，纸、纸板、食品废弃物、园林废弃物等)及类似纤维质废料。根据本发明实施方案的方法包括将纤维质废料转化成液体燃料。在一个方面，采用专门选择或培养的微生物将诸如农业废弃物的纤维质材料转化成脂质，例如TAG。这些微生物将游离糖、纤维素和半纤维素(植物物质的主要组分)转化成TAG。TAG包括连接至甘油主链的三种脂肪酸。当脂肪酸与甘油解离且经加氢处理时，将它们转化成烃，这些烃形成柴油、汽油和喷气燃料的主要组分。在一些实施方案中，TAG本身可用作燃料组分。在其它实施方案中，将脂肪酸转化成诸如生物柴油的燃料。与本发明方法相关的有益效果是燃料燃烧时无净碳进入大气中，因为原料最初通过光合作用产生， 从而截存了大气中的二氧化碳。除了烷烃之外，汽油燃料和喷气燃料规范还要求具有一定比例的芳香族化合物。 TAG不能容易地转化成芳香族化合物。然而，植物物质还包含木质素(一种芳香族化合物的聚合凝聚体)，其可分解成燃料所需的芳香族化合物。特殊的微生物攻击木质素并将其转化成更小的单个芳香族化合物。因此，微生物转化方法可足以将来源于植物物质的农业和市政废弃物(纸、纸浆、食品废弃物、庭院废弃物等)转化成燃料的所有组分。根据本发明的实施方案，合适的生物原料包括高分子量、高能含量的分子，诸如锯屑、木屑、纤维素、藻类、其它生物材料，或其它可转化成燃料的固体材料。所得燃料可以呈流体形式，这意味着气体组分和液体组分可有助于燃料的构成。例如，在一个实施方案中， 所得燃料可包括甲烷(气体)和辛烷(液体)，以及多种其它组分。原料材料可为低价值的或废弃的材料。在本发明的某些实施方案中，纤维质原料包括至少10%的纤维质废料。在一些实施方案中，纤维质生物质原料包括大于50%的纤维质废料。在另外的其它实施方案中，纤维质生物质原料包括最多100%的纤维质废料。在一个方面，原料可为植物来源的生物制品，因此当所得燃料产物燃烧时不会造成大气二氧化碳的净增加。在一些实施方案中，可使用两种或更多种原料。例如，次级原料可包括纤维素转化过程的任何材料副产物，所述材料能够通过微生物作用转化成燃料。次级原料可包括甘油分子或其片段，或具有附加碳原子或附接有短链烷链的甘油。此类化合物可在例如烷烃从 TAG中分离时产生。为了解释简单起见，根据本发明的方法可分为三个主要步骤(1)原料预处理； ⑵接种和发酵/消化；和⑶脂质和/或芳香族产物的收获及提取。(1)原料预处理在一个实施方案中，对未加工原料进行预处理，以使其碳含量易受微生物消化并杀死任何天然存在的微生物，这些微生物可能会与被引入用于生成脂质和/或芳香族化合物的优选物种进行竞争。预处理可包括三个步骤(1)机械预处理；(2)热-化学预处理和灭菌或紫外线(“UV”)照射或巴氏灭菌；和(3)过滤/分离。在机械预处理步骤中，可将未加工原料输送至切碎机、粉碎机、研磨机或其它机械加工机，以增加表面积与体积的比例。热-化学预处理步骤可用水、热和压力的组合来处理机械加工的材料。任选地，还可在热_压处理之前添加酸性或碱性添加剂或酶。此处理还使固体组分展开(例如，增加表面积与体积的比例)以便微生物进入，并且将糖和其它化合物溶解成液相以使其更易于被微生物消化。此类处理的实例包括具有各自地称为水解或糖化的这类处理过程，但也可利用低能量处理，例如在水中简单地蒸煮或熬炼。在一个实施方案中，在热_化学预处理步骤之前添加无碳微生物养分。无碳微生物养分包括，例如氮、磷、硫、金属等来源。添加无碳微生物养分后，然后可对整体进行灭菌。过滤/分离步骤优选地将固体物质(例如，木质素浓缩处的固体物质)与液体(例如，其包含大部分来自原料中纤维素和半纤维素的糖和多糖)分离。在一些实施方案中，将原料(例如，通过添加甘油)强化。例如，用于原料强化的甘油可以某些TAG转化过程中的副产物的形式获得。具体地讲，通过TAG转化生产生物柴油燃料(例如，通过酯交换)来释放甘油。然后，可以代谢释放的甘油以有助于TAG形成。 向原料中添加甘油的有益效果是，其可加速在下述发酵期间某些微生物物种的生长。应当理解，由酯交换得到的甘油不具有高纯度，而是包括多种组分。现参照图1，示出了根据本发明实施方案的纤维质原料预处理工艺100的流程图。 预处理工艺100包括用于接收纤维质原料的接收阶段110和用于将原料转化成小颗粒的机械预处理阶段120。预处理工艺100还包括热-化学预处理阶段130，该阶段展开纤维质结构，以使纤维质结构更易受微生物影响并且使一些糖和多糖进入溶液中。在一些实施方案中，在热-化学预处理阶段130中，将水和任选的酸性或碱性添加剂134添加到原料中。在一些实施方案中，还在热-化学预处理阶段130中添加用于微生物代谢的无碳养分138。应当理解，热-化学处理步骤130还可用于对纤维质材料和周围的液体进行灭菌，从而潜在地抑制竞争性微生物。预处理工艺100还包括固-液分离阶段140，该阶段可采用诸如过滤器和/或离心机的机械装置将大量的固体原料与液体部分分离。如上所述，液体部分144包括大部分糖和多糖，而固体部分148包括木质素以及未溶解的纤维素和半纤维素。(2)接种和发酵在接种和发酵阶段，将处理过的原料的固体和液体部分优选地置于单独的消化器中。消化器为包含原料材料和将原料分别分解成脂质或芳香族化合物的微生物、溶剂(例如，水)和无碳养分(例如，硝酸盐、磷酸盐、痕量金属等)的容器。微生物可以为以下两类中的任何一类物种将纤维素、半纤维素或甘油转化成脂质的一类物种，和将木质素分解成芳香族化合物的第二类物种。包括将纤维素、半纤维素或甘油转化成脂质的细菌和/或真菌物种的微生物包括，例如里氏木霉(Trichoderma reesi)、不动杆菌属(Acinetobacter sp.)以及方文线菌属(Actinomyces)禾口链霉菌属 (Streptomyces)的成员，这些物种贮存最多80%的呈脂质的干菌体(dry cell mass) 0其它细菌和真菌物种将木质素分解成芳香族化合物。在一些实施方案中，采用标准工序使用于接种的微生物在发酵剂培养物中生长。 标准工序可根据所选的具体物种变化。所得脂质可包括具有直链烃部分的任何分子形式。此类脂质是有利的，因为直链烃部分较易于转化成车用燃料。脂质包括TAG和蜡酯。单-或多-不饱和烃链还发现于脂质中，并且适于转化成烷烃，尽管需要附加的氢使其饱和。所得的芳香族化合物包括具有碳环结构的任何分子形式。优选的芳香族化合物的实例包括二甲苯、甲苯及其它。在一些实施方案中，通过将微生物保持在高碳、低氮环境中且提供通气和/或搅拌来促进TAG和芳香族化合物的生成。应了解，优化原料碳转化成TAG或芳香族化合物的百分比需控制微生物培养物的生长，以降低细胞复制所消耗的碳和代谢活性，从而增加生成TAG和芳香族化合物时所消耗的碳。这可通过控制无碳养分与原料中碳的比例，以及通过控制其它参数如PH、温度、溶解氧、二氧化碳生成量、流体剪切等来实现。在一些实施方案中，这些参数的一个或多个测量值可用于确定何时收获所产生的TAG。换句话讲，这些参数中的一个或多个可具有与所需TAG产量相关或指示所需TAG产量的值。例如，在一些实施方案中，通过使反应容器整体移动(例如，通过以控制频率将其来回摇动)或借助于浸没在流体中的机械搅拌器(例如，由电动马达以控制频率驱动的多种搅拌桨或搅拌棒形式中的任何一种)来控制流体剪切。在一些实施方案中，对流体通气或充氧通过许多方法实现，这些方法包括通过流体的机械搅拌所引起的湍流来夹带空气和通过将空气、富含氧气的空气或纯氧气鼓泡通过流体。现参照图2，示出了根据本发明实施方案的接种和发酵工艺200的流程图。接种和发酵工艺200包括接收阶段210和接种步骤220，接收阶段210用于接收来自预处理工艺100的液体输出物144，接种步骤220将所选微生物的发酵剂培养物225添加到液体144 中，以形成接种步骤220的混合物。所选微生物可为单一物种或菌株，或多个物种或菌株的组合。接种和发酵工艺200还包括代谢步骤230，该步骤处理混合物并采用本领域中合适的方法控制参数，如温度、PH、溶解氧和流体剪切。在此代谢步骤230期间，微生物进行增殖，然后使原料代谢，从而形成细胞内的脂质内含物。在此阶段结束(例如，根据时间、PH、 溶解氧或其它参数中的一个或多个的限定值确定)时，代谢停止，得到贫化流体(cbpleted fluid) 240，其具有悬浮的含脂质的微生物。现参照图4，示出了根据本发明实施方案的接种和发酵工艺400的流程图。接种和发酵工艺400包括接收阶段410和接种步骤420，接收阶段410用于接收来自预处理工艺 100的预处理原料148的固体部分，在接种步骤420中，原料148的部分与无菌水和无碳养分424以及适于分解木质素428的特选微生物混合。接种和发酵工艺400还包括代谢步骤430、该步骤处理此混合物并采用本领域中合适的方法控制参数，如温度、PH、溶解氧和流体剪切。在此代谢步骤430期间，微生物进行增殖，然后代谢原料，从而将木质素分解成释放到溶液中的较小的芳香族化合物。在此阶段结束(例如，根据时间、PH、溶解氧或其它参数中的一个或多个的限定值确定)时，代谢停止，得到混合物440，其包含贫化固体、微生物以及包含所需芳香族化合物的气体和液体。(3)收获和产物提取从消化器中提取产物的方法取决于产物是得自纤维素分解的TAG还是得自木质素分解的芳香烃。依次考虑每一种情况。然而，在这两种情况下，选择合适的收获时间会使收率最大化。参数诸如PH、溶解氧、二氧化碳生成量、残余的碳养分浓度及类似参数可用于确定最佳收获时间。收获和提取TAG消化器中的液体介质为生产TAG的微生物提供营养，使得微生物活跃并进行复制。这些微生物将TAG贮存在胞内结构中。因此，第一个步骤为从液体介质中收获或收集细胞生物质。一些细胞往往形成尺寸为数百微米的多细胞凝聚体，在这种情况下，收获可通过筛选、筛分、离心或过滤来进行。此步骤的结果为通常包括过量水的细胞物质团块，例如湿法发酵产物。当细胞趋于保持分离时，收获可包括添加凝结剂和其它细胞分离步骤。在一些实施方案中，将湿法发酵产物在收集步骤后干燥。例如，可通过滚压机挤压移除大量过剩的水。然后可使用真空烘箱、冷冻干燥机或其它常见的干燥设备将产物进一步干燥。应认识到，当使用真空烘箱时，例如，应将温度控制为使得TAG不发生水解或仅最低程度地发生水解。在一些实施方案中，选择冻干为干燥方法是因为其具有增加所得干物质的表面积与体积比例的作用，从而使后续提取加快。在一些实施方案中，闪冻(例如，通过浸入液氮中)用于分裂细胞结构，以改善后续提取的效率。因为提取的液体可包含残余养分以及未收获的微生物细胞，所以可对此流体进行再利用。例如，在一个实施方案中，将得自一个生产周期的流体(例如，滤液)用作下个生产周期的起始培养基(例如，液体介质)的一部分。因为流体还可包含通过复制和消化微生物所释放的代谢物，并且高代谢物浓度会抑制随后的生产周期，因此在一个实施方案中， 将回收利用的流体进行处理以中和代谢物。在某些情况下，还可对回收利用的流体进行灭菌。收集过后，将细胞物质暴露在细胞破碎仪(例如，用于从细胞内提取脂质物质的装置)中。在一些实施方案中，细胞破碎仪通过对细胞进行例如热、超声或或化学破碎(裂解)而将脂质从微生物细胞释放。在一个实施方案中，化学裂解包括利用氯仿-甲醇溶液使细胞及其内部结构裂解。在不希望受任何具体理论束缚的情况下，据信是甲醇使细胞破碎，而氯仿用于提取脂质。也可将其它化学溶剂(包括但不限于二氯甲烷和氯仿-甲醇) 用于化学裂解和脂质提取。一旦脂质从胞内结构释放，其就与细胞碎屑分离。在一些实施方案中，采用机械脂质分离器。例如，可采用从混合物的顶部引导漂浮富脂质物质的刮刀，从脂质分离器的底部抽吸较重组分的槽或取决于脂质性质的其它端口装置。此外，在一些实施方案中，可采用化学溶剂化方法来提供较高纯度水平的TAG。例如，采用如己烷或庚烷的低碳烷烃溶剂得到的TAG的纯度高于用机械装置得到的纯度，这是因为磷脂和蛋白质不溶于烷烃。因此，所得 TAG可能受磷和金属污染的程度较低，这在一些燃料中是所期望的。提取TAG后，TAG转化成烃，这些烃然后可分馏形成汽油、柴油或喷气燃料的组分。 此类转化方法是本领域中的技术人员所已知的。现参照图3，示出了根据本发明实施方案的微生物物质或中间产物收集工艺300 的流程图。微生物收集工艺300包括用于接收贫化流体240的接收阶段310，贫化流体240 具有来自接种和发酵工艺200的悬浮的含TAG的微生物，并且微生物收集工艺300采用本文所述的一种或多种分离技术来收获或收集320微生物物质或中间产物330。在一些实施方案中，采用机械方法(诸如过滤、筛分、筛选、离心或沉淀中的一种或多种)将微生物物质 330与贫化液体325分离。在一些实施方案中，回收利用贫化液体325，作为添加到图1预处理阶段100的原料中的水134的部分。贫化液体(cbpleted liquid) 325可能需要缓冲(未示出)以减轻图2的代谢阶段230中由微生物分泌的代谢物的其它抑制作用。微生物物质或中间产物330由湿微生物发酵产物组成。因此，干燥步骤340可任选地进行，以加速提取过程。干燥步骤340可利用在烘箱中的加热、在真空烘箱中的加热和 /或排气、冻干(采用或不采用低温冷冻液)或其它干燥方法。此步骤340的结果为干微生物物质或中间产物350。然后对湿物质330或干物质350进行细胞破碎步骤360，该步骤使细胞结构分裂， 从而使TAG触及化学溶剂。细胞破碎步骤360可利用包括机械、热或化学方法中的一种或多种方法。例如，机械破碎方法可包括超声、切割、挤压、滚压或研磨方法中的一种或多种。除了其它方式，热方法还可采用热空气或微波能量等方法。化学方法采用包括但不限于氯仿、 氯仿和甲醇或二氯甲烷的若干化学试剂中的一种。细胞破碎步骤360的输出物为具有所释放的TAG 370的生物质。用于此步骤360中的破碎化学物质可在封闭循环系统中捕集、回收和重复利用。微生物收集工艺300还包括TAG提取或初步纯化步骤380。在一些实施方案中，TAG提取通过化学溶剂化进行，其中采用包括短链烷烃(如己烷和庚烷)的溶剂。溶剂化后进行滗析，按照实现所需TAG纯度和不含污染物的需要进行重复。TAG提取步骤380 的输出物为经提取和纯化的TAG 384以及细胞碎屑388。用于此步骤380的溶剂可在封闭循环系统中捕集、回收和重复利用。如上所述，干微生物物质或中间产物在微生物细胞内包含TAG。下一个步骤同时破碎细胞并提取TAG。其依赖于下列溶剂的混合物a.用于破碎细胞结构的基于醇的溶剂(诸如甲醇、乙醇、异丙醇等)；和b.用于提取TAG的极性有机溶剂(诸如氯仿、二氯甲烷、丙酮等)。在一个实施方案中，该溶剂包括10%的甲醇和90%的氯仿的混合物。TAG的百分比不必精确。如果干微生物物质致密且柔韧，则可将其在溶剂混合物中预先浸泡数小时，然后进行下一步骤。如果其多孔且松散，则无需预先浸泡。通过将热溶剂混合物反复滤过一定量的干微生物物质来进行细胞破碎和TAG提取。在实验室，这通过索格利特抽提器(Soxhlet apparatus)来实现。在工业规模下，用更坚固和更节能的大型系统来代替索格利特抽提器。基本化学原理仍相同将干发酵产物在热溶剂中反复暴露，直到几乎所有的细胞破碎和几乎所有的TAG已进入溶液为止。在索格利特抽提器中，对溶剂的储存器加热，使其沸腾。蒸汽上升，直到其在冷却至恰好沸点以下的冷凝器中冷凝为止。冷凝液滴入含有干生物质的容器中。热(因此化学性质更活跃)的溶剂水平面上升，从而浸没生物质。每当容器中的液体到达虹吸管弯曲处的顶部时，容器顶部的虹吸管就将容器中的液体流回到溶剂储存器中。此过程可能消耗数十分钟的时间。在此期间，溶剂混合物同时分解细胞结构和溶解TAG(和其它细胞内的分子)。当容器中的液体全部流入溶剂储存器中时，此刻容器中装载着溶解的TAG。可重复进行蒸发-冷凝-填充-溶解-虹吸的循环，直到从生物质中不再提取出显著量的TAG为止。溶剂储存器中收集的物质包含TAG，现已从微生物细胞提取出来。在一些实施方案中，储存器包含TAG、在极性溶剂中可溶的其它生物分子以及溶剂本身。蒸发和蒸馏阶段将溶剂从混合物中蒸发出来并将其冷凝，从而再次捕集溶剂以供重复利用。此刻残留在储存器中的物质称为粗TAG，因为其可能包含杂质。精炼步骤包括在由短链烃(如庚烷或庚烷与己烷或石油醚的混合物)构成的溶剂中处理粗TAG。一个实施方案采用庚烷与低沸点(沸点介于40°C和60°C之间)石油醚的 1 1混合物。在一些实施方案中，将细胞碎屑388置于气化器中，并将其消耗以现场发电和/或产生工艺用热。细胞碎屑388还可用作图2代谢阶段230中的碳和无碳养分的一部分。可选地，可将细胞碎屑388收集、加工并以其它产品(例如畜牧饲料)出售。容易理解的是，根据本发明实施方案生产的TAG可用作适于运输用途的液体燃料。在一些实施方案中，燃料产品包括具有在预定范围内的分子量(例如，如车辆发动机所需)的饱和非芳香烃分子(例如，直链和支链烷烃)。在一些实施方案中，TAG组分可用作汽油的替代品。在此类实施方案中，TAG包括大约6至12个碳范围内的组分。在一些实施方案中，TAG组分可用作航空燃料的替代品。在此类实施方案中，TAG 组分主要包括烷烃。在一些实施方案中，TAG组分可用作柴油燃料的替代品。在此类实施方案中，TAG 包括16至18个碳范围内的烷烃，并且包括任选附加的约14至20个碳范围内的次要成分。表1示出由所选微生物菌株生产的示例性TAG组分。表1:生产的TAG
权利要求
1.一种生产脂质的方法，所述方法包括 接收包括生物物质的原料；将所述原料暴露在能够将所述原料转化成脂质的微生物中；和提取所生产的脂质。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括用机械预处理、热-化学预处理、灭菌、紫外线照射、巴氏灭菌、过滤和分离中的至少一种对所述原料进行预处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述所生产的脂质包括三酰基甘油，所述方法还包括将所述三酰基甘油分离成甘油和脂肪酸甲酯。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括通过将所述甘油添加到所述原料中而对其进行回收利用。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括 将所述原料分离成液相和固相。
6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述原料暴露在微生物中的步骤包括用微生物接种对所述液相进行接种，并且提供了所述微生物将所述原料转化成脂质的合适的条件。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括提取脂质后回收利用任何残余的液相物质，所述回收利用通过将所述回收利用的液相物质添加到所述原料中来实现。
8.根据权利要求5所述的方法，还包括 将水和养分添加到所述固相中；用能够将所述固相转化成芳香族化合物的微生物对所述固相进行接种；和提供了所述微生物将所述固相转化成芳香族化合物的合适的条件。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括提取所生产的芳香族化合物。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括提取芳香族化合物后回收利用任何残余的固相物质，所述回收利用通过将所述固相物质用作气化原料来实现。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述固相包括木质素。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述所生产的脂质转化成燃料。
13.—种生产燃料的方法，所述方法包括 接收包括纤维素的原料；采用微生物将所述原料的至少一部分转化成脂质； 从所述微生物中提取所述所生产的脂质；和将所述所生产的脂质转化成燃料。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述纤维素来源于纤维质废料，所述纤维质废料包括锯屑、木屑、藻类、市政固体废弃物和其它生物材料中的至少一种。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述原料还包括游离糖、半纤维素和其它植物物质。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述所生产的脂质包括游离脂肪酸、三酰基甘油、蜡酯、直链烃和支链烃中的至少一种。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述原料用甘油来加强。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述微生物包括选自下列的细菌或真菌物种中的至少一种里氏木霉、不动杆菌属以及放线菌属和链霉菌属的成员。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述微生物还能将所述原料转化成芳香族化合物。
20.根据权利要求13所述的方法，其中所述微生物将所述脂质贮存在胞内结构中，所述方法还包括在提取所述脂质前至少部分地干燥所述微生物。
21.根据权利要求13所述的方法，其中提取所述脂质的步骤包括将所述微生物暴露在基于醇的溶剂和极性有机溶剂中。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述基于醇的溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇及其组合。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述极性有机溶剂选自氯仿、二氯甲烷、丙酮及其组合。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述溶剂包括大约10%体积的甲醇和90%体积的氯仿的混合物。
25.根据权利要求13所述的方法，其中所述脂质包括三酰基甘油，并且其中所述将所述所生产的脂质转化成燃料的步骤包括将所述三酰基甘油解离成脂肪酸和甘油；和对所述脂肪酸进行加氢处理以生成饱和烃。
26.根据权利要求13所述的方法，其中所述所生产的燃料包括生物柴油燃料、柴油燃料、汽油燃料和喷气燃料中的至少一种。
27.一种用于生产三酰基甘油的系统，所述系统包括 发酵器；和与所述发酵器连通的控制器，所述控制器对所述发酵器提供操作指令； 其中所述发酵器生产所述三酰基甘油。
28.根据权利要求27所述的系统，还包括连接至所述发酵器的提取器，其中所述提取器收集所述三酰基甘油。
29.根据权利要求27所述的系统，其中所述控制器通过网络与所述发酵器连通。
30.根据权利要求27所述的系统，其中所述控制器与用户界面连通，使得用户可在所述用户界面上改变所述发酵器的操作指令。
全文摘要
本发明提供了利用微生物将生物质原料转化成燃料的系统及方法。在一个方面，生产脂质的方法包括接收包括生物质的原料；将原料暴露在能够将其转化成脂质的微生物中；和提取所生产的脂质。
文档编号C12M1/33GK102177245SQ200980139855
公开日2011年9月7日 申请日期2009年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者D·E·纽曼, J·C·西尔卡, K·A·杨, K·阿里萨拉, S·M·梅农, S·吉迪, S·欧舍德 申请人:梅农及合伙人公司