用于应用产油酵母从生物质产生脂质的方法与流程

文档序号:11141484阅读:来源:国知局

技术特征:

1.用于从包含至少一种多糖的生物质产生脂质的方法,所述方法包括:

-使所述包含至少一种多糖的生物质经历水解,以获得包含第一固相和第一水相的混合物;

-在第一发酵装置中制备包含至少一种产油微生物的接种物,以获得第一发酵肉汤;

-将所述第一水相和所述第一发酵肉汤进料至第二发酵装置,以获得第二发酵肉汤;

-使所述第二发酵肉汤的至少一部分经历微滤,以获得第一滞留物和第一渗透物;

-将所述第一滞留物进料至所述第二发酵装置;

-使所述第一渗透物经历纯化处理,以获得第二渗透物和第二滞留物;

-将所述第二滞留物进料至所述第二发酵装置;

-在所述发酵结束时,使所述第二发酵肉汤经历分离,以获得包含脂质的产油细胞生物质的水性悬液和第二水相;

其中所述微滤和所述纯化处理在所述发酵期间连续地进行。

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述多糖选自纤维素、半纤维素或其混合物,优选地选自纤维素或纤维素和半纤维素的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述包含至少一种多糖的生物质为木质纤维素生物质,优选地选自:

-来源于用于能量用途专门栽培的农作物,诸如芒属(miscanthus)、柳枝稷(switchgrass)、芦苇(common reed)的产物,包括来自所述产物或来自它们的加工的剩余物、残余物及废料;

-来源于农产品,诸如乳蓟、银胶菊、玉米、大豆、棉花、亚麻籽、油菜籽、甘蔗、棕榈油的产物,包括来源于所述产物或来自它们的加工的剩余物、残余物及废料;

-来源于林业或造林的产物,包括来自所述产物或来自它们的加工的剩余物、残余物及废料;

-旨在用于人类营养或畜牧的食品和农产品的剩余物;

-来自造纸工业的非化学处理的残余物;

-来自城市固体废弃物(诸如城市植物废弃物、纸)的分类收集的废料;

-藻类,诸如大型藻类或微藻类,特别地大型藻类。

优选地,选自蓟、银胶菊,包括来自所述蓟或所述银胶菊或来自它们的加工的剩余物、残余物及废料。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中使所述包含至少一种多糖的生物质在经历所述水解之前经历研磨的初步程序,以获得具有范围从0.1mm至10mm,优选地范围从0.5mm至4mm直径的颗粒,更优选地,具有小于1mm直径的颗粒。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第一水相包含:

-大于或等于50g/l,优选地大于或等于100g/l,最多至葡萄糖在所述第一水相中的溶解度极限的量的葡萄糖;

-0g/l至200g/l,优选地10g/l至100g/l的量的木糖;

-0g/l至20g/l,优选地5g/l至10g/l的量的阿拉伯糖;

-0g/l至20g/l,优选地2g/l至10g/l的量的甘露糖;

-0g/l至10g/l,优选地2g/l至8g/l的量的半乳糖;

-0g/l至8g/l,优选地0g/l至5g/l的量的乙酸;

-0g/l至2.5g/l,优选地0.1g/l至1.5g/l的量的糠醛(F);

-0g/l至4.5g/l,优选地0.2g/l至3.5g/l的量的5-羟甲基糠醛(HMF)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在所述第一发酵装置中,所述发酵在以下条件下进行:

-在范围从20℃至40℃,优选地范围从25℃至35℃的温度;和/或

-持续范围从10小时至36小时,优选地范围从12小时至26小时的时间;和/或

-在范围从4.5至7,优选地范围从5至6.7的pH。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在所述第二发酵装置中,所述发酵在以下条件下进行:

-在范围从20℃至40℃,优选地范围从25℃至35℃的温度;和/或

-持续范围从2天至10天,优选地范围从3天至8天的时间;和/或

-在范围从4.5至7,优选地范围从5至6.7的pH。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述微生物选自产油酵母,诸如,粘红酵母(Rhodotorula glutinis)、正红酵母(Rhodotorula gracilis)、禾本红酵母(Rhodotorula graminis)、Lypomices starkeyi、产油油脂酵母(Lypomices lipofer)、三角酵母(Trigonopsis variabilis)、乳酒假丝酵母(Candida kefyr)、弯假丝酵母(Candida curvata)、解脂假丝酵母(Candida lipolytica)、球拟酵母属物种(Torulopsis sp.)、树干毕赤酵母(Pichia stipitis)、Trichosporon cacaoliposimilis、Trichosporon oleaginosus、芽毛孢子菌(Trichosporon pullulans)、Rhodosporidium azoricum、弯曲隐球菌(Cryptococcus curvatus)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在所述第二发酵装置中的发酵在一个或更多个阶段中,以不连续模式(“分批”)、以半连续模式(“分批进料”)、以连续模式、以灌注模式,更优选地以不连续模式(“分批”)先进行3小时-10小时,并随后以灌注模式进行。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述方法包括将玉米浆液体以范围从2g/l至20g/l,优选地范围从4g/l至18g/l的量添加至所述第二发酵装置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述微滤在所述产油细胞生物质的指数(或对数)生长阶段期间进行。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述微滤通过具有范围从0.02μm至2.0μm,优选地范围从0.1μm至0.8μm的平均孔体积的膜来进行。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述微滤在以下条件下进行:

-应用范围从0.05巴至2.5巴,优选地范围从0.1巴至2.2巴的跨膜压力(TMP);和/或

-在范围从0.2kg/(m2x h)至70kg/(m2x h),更优选地范围从0.4kg/(m2x h)至50kg/(m2x h)的特定流量(每小时每平方米的所述微滤膜的表面的渗透物kg数)下执行;和/或

-在范围从20℃至40℃,优选地范围从25℃至35℃的温度,更优选地在发酵温度。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述微滤通过浸没的或切向配置(“交叉流”)的平板或中空纤维聚合膜或通过浸没的或切向配置(“交叉流”)的或旋转配置(“动态交叉流”)的陶瓷膜来实施。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述纯化处理通过反相渗透或通过蒸发来实施。

16.根据权利要求15所述的方法,其中所述反相渗透在至少一种聚合膜的存在下进行,所述至少一种聚合膜选自通常用于脱盐的聚合膜(通常称为“海水膜”或“微咸水膜”),诸如:包含聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜的膜,优选地选自包含聚酰胺的聚合膜。

17.根据权利要求16所述的方法,其中所述聚合膜具有:

-最大操作温度范围,范围从15℃至90℃,优选地范围从20℃至80℃的温度,又更优选地范围从20℃至发酵温度;和/或

-最大操作压力,范围从5巴至80巴,优选地范围从10巴至70巴;和/或

-标称截留分子量(MWCO),范围从30道尔顿至200道尔顿,优选地范围从40道尔顿至100道尔顿;和/或

-操作pH,所述操作pH与所述第一渗透物的pH兼容,优选地范围从1至13,更优选地范围从2至11,甚至更优选地范围从3.5至7.5。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法,其中所述反相渗透在以下条件下进行:

-在进料侧(滞留物侧)应用压力,所述压力范围从5巴至80巴,优选地范围从10巴至40巴;和/或

-在范围从5kg/(m2x h)至80kg/(m2x h),更优选地范围从10kg/(m2xh)至40kg/(m2x h)的特定流量(每小时每平方米的所述反相渗透膜的表面的渗透物kg数)下操作。

19.根据权利要求15所述的方法,其中所述蒸发在范围从30℃至100℃的温度下并在根据所述温度变化且等于水在所述温度下蒸发的压力(蒸汽压)的压力下,优选地在范围从0.04巴至1巴的压力下进行。

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