BR112014000890B1 - usos e métodos para produção de ácidos carboxílicos alifáticos - Google Patents
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Abstract
MICRORGANISMO. A presente invenção refere-se a um microrganismo que compreende um sistema de enzima hidrogenase que é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico e um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. Vários métodos também são descritos para produzir óleo, assim como outros aspectos da invenção.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um microrganismo que é capaz de converter dióxido de carbono a ácido fórmico, que é, em seguida, convertido em ácidos carboxílicos alifáticos de maior comprimento de cadeia. Sistemas de enzima particulares no microrganismo são responsáveis por essas reações. Outros aspectos da invenção referem-se a métodos de produção de ácido fórmico e os ácidos carboxílicos alifáticos, e os próprios ácidos carboxílicos alifáticos.
[0002] Nos últimos anos, tem havido crescente preocupação sobre o consumo de combustíveis fósseis e a produção de gases de efeito estufa. Uma forma de reduzir a dependência do mundo em combustíveis fósseis tem sido o desenvolvimento de biocombustíveis a partir de fontes renováveis. Os biocombustíveis, tais como o biodiesel e o bioetanol são considerados ser alternativas mais favoráveis ao ambiente e limpas aos combustíveis fósseis.
[0003] Embora os biocombustíveis possam ajudar na redução das emissões de efeito estufa, os mesmos não estão sem problemas. Um aspecto controverso é o problema "alimento para o combustível" onde a demanda para as culturas energéticas tem sido percebida como elevando os preços das mercadorias de grãos. Outra desvantagem séria é o dano causado aos ecossistemas ecologicamente sensíveis, tais como as florestas tropicais, onde o plantio de culturas energéticas, tais como soja e palma, causou destruição em grande escala.
[0004] A indústria de biocombustíveis está se voltando para os biocombustíveis de segunda e terceira geração para aliviar esses problemas. A produção de combustíveis por microrganismos (1) e o uso de substratos de resíduos (2) são importantes áreas de pesquisa.
[0005] A conversão de dióxido de carbono a moléculas de combustível é conhecida. O dióxido de carbono pode ser convertido quimicamente (3), eletroquimicamente (4), e quer diretamente (5) ou indiretamente (6) por microrganismos. Os produtos, tais como o ácido fórmico, formato, metanol, formaldeído, etileno, metano e ácido oxálico foram anotados. No entanto, estes microrganismos não podem converter dióxido de carbono por meio de ácido fórmico em uma fonte de energia de cadeia mais longa, tal como ácidos carboxílicos alifáticos.
[0006] Em US 2012003705, a conversão de dióxido de carbono em biomassa é descrita (7) e, em seguida, o processamento adicional da biomassa para uma faixa de moléculas comercialmente úteis. No entanto, isto não é feito por meio das etapas de fixação de dióxido de carbono para o ácido fórmico e, em seguida, a conversão do ácido fórmico para os ácidos carboxílicos alifáticos.
[0007] Tentativas anteriores de utilizar dióxido de carbono como um substrato de carbono para a produção de moléculas de combustível tiveram limitações. O dióxido de carbono e os seus bicarbonatos e carbonatos de íons aquosos são inerentemente estáveis e a energia livre de Gibbs da formação é a mais eletronegativa das moléculas de carbono. Para converter o dióxido de carbono para moléculas de combustível requer uma grande entrada de energia (calor), condições extremas (pressão) e produtos químicos altamente reativos (catalisadores). Os rendimentos são, muitas vezes, pobres e as taxas de reação lentas. Abordagens químicas para o uso direto de dióxido de carbono, em geral, não são consideradas como economicamente viáveis. Do mesmo modo, a produção inicial da biomassa por bactérias quimiolitotróficas não é amplamente praticada devido a restrições de custo de crescimento e processamento a jusante.
[0008] Eletro-catálise também teve sucesso limitado. Os resultados têm sido limitados pela baixa solubilidade do dióxido de carbono em água (0,033M) e as exigências energéticas de uma reação com um forte potencial eletronegativo (EO = -0,61V). Eletro-catálise é também uma tecnologia dispendiosa exigindo metais de alta qualidade para as superfícies do eletrodo. Produção de produtos de cadeia mais longa tem sido descrita em termos de reações do tipo Fischer Tropsch (8), mas mais uma vez, as cadeias são limitadas em comprimento. Foto-redução em superfícies semicondutoras irradiadas produz monóxido de carbono, formato, metanol, metano, formaldeído, ácido oxálico e glioxal. Novamente, esta é uma tecnologia dispendiosa de baixos rendimentos.
[0009] Embora as enzimas, tais como as bactérias de formato desidrogenase são conhecidas por reduzir o dióxido de carbono para formato (9), a reação para a frente (a oxidação de formato para o dióxido de carbono) é geralmente favorecida porque NADPH é necessário para conduzir a reação e o potencial de redução de NADP é mais positivo do que o de dióxido de carbono. Essa reação requer também doador de elétrons e moléculas receptoras. Tungstênio contendo enzimas a partir de Syntrophotobacterium fumioxidans (10) é capaz de realizar essa reação, mas exige a absorção sobre uma superfície do eletrodo para o sistema eletro-catalítico para funcionar de forma eficiente. Além disso, as moléculas de combustível mais longas não são produzidas.
[0010] A presente invenção é uma melhoria em relação à técnica anterior na medida em que o dióxido de carbono pode ser convertido a uma molécula de plataforma inicial (ácido fórmico) e, em seguida, montado em cadeias mais longas em um formato rápido que não requer a fermentação ou a geração e processamento de biomassa. Isto melhora em métodos conhecidos, tais como US2012/0003705 (11), que requer a produção de biomassa e reciclagem de doadores de elétrons e receptores, e US 2010/03170741 Al (12), US 2012/0003706 Al (13), US 2012/003707 A (14) e US 2012/0034664 Al (15), os quais todos exigem processos fermentativos.
[0011] Um novo microrganismo foi isolado pelo inventor do presente pedido, que é capaz de fixação de dióxido de carbono e convertendo o mesmo em uma fonte de energia de ácido carboxílico alifático. Portanto, em geral, a invenção refere-se a um microrganismo que compreende um sistema de enzima hidrogenase que pode converter dióxido de carbono em ácido fórmico. O microrganismo também compreende um segundo sistema de enzima que pode converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifãticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. Isto significa que os ácidos carboxílicos que podem ser produzidos têm cinco ou mais átomos de carbono no total, no composto. Além disso, o segundo sistema de enzima também pode produzir os ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de dois, três e quatro átomos de carbono. Estes ácidos carboxílicos de cadeia curta são convertidos em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono.
[0012] O microrganismo isolado pelo inventor, um Acetobacter lovaniensis, é adequado para a produção de óleos em uma base comercial. Este microrganismo usa o dióxido de carbono como a sua única fonte de carbono e produz ácidos carboxílicos de vários comprimentos. O fato de que o microrganismo usa o dióxido de carbono como a sua única fonte de carbono significa que a produção de óleo é mais acessível do que a de outros microrganismos que têm de ser fornecida com um substrato de hidrocarboneto para realizar a mesma tarefa (16, 17,18). O uso de um tal microrganismo para converter dióxido de carbono para um combustível é de valor comercial. Além disso, uma vez que o microrganismo não requer um substrato de hidrocarboneto, a necessidade para a produção de culturas de energia é removida.
[0013] A invenção melhora em métodos correntes em que o dióxido de carbono é convertido para um produto de combustível líquido, sem a necessidade de fermentação ou produção e processamento de biomassa. Além disso, conversão de dióxido de carbono para moléculas de combustível é uma opção muito atraente, que é ao mesmo tempo uma fonte livre de carbono renovável e seu sequestro tem efeitos positivos para o ambiente.
[0014] Outras vantagens associadas ao microrganismo isolado são as seguintes: 1) é um organismo não-patogênico e é classificado como classe 1; 2) não necessita de condições de crescimento especiais ou grandes volumes de crescimento, tal como seria necessário para algas; 3) tem um sistema de enzima hidrogenase robusto; 4) óleo é sintetizado externo à célula e, por conseguinte, é mais fácil para a colheita e adaptar-se a um processo de fabricação comercial; 5) o óleo produzido consiste principalmente em ácidos carboxílicos de cadeia longa. Este óleo pode ser usado diretamente como uma fonte de energia por combustão, ou usado como um estoque de alimentação em um número de indústrias, tais como na produção de biodiesel, detergentes e vários óleos químicos; 6) o sistema de enzima funcionará em emulsões óleo- água, as quais são descritas como uma nova via de fabricação em que o óleo nos atos de emulsão atua como um iniciador para a construção da cadeia e aumenta a solubilidade de dióxido de carbono no meio de reação; e 7) o sistema de enzima funciona sem a necessidade de produzir e processar biomassa.
[0015] Outros aspectos da invenção referem-se a métodos de produção de ácido fórmico e a fonte de energia de ácido carboxílico alifático, e a própria fonte de energia.
[0016] Estes e outros aspectos da invenção serão descritos em mais detalhe abaixo.
[0017] Em um aspecto da invenção, é proporcionado um microrganismo que compreende um sistema de enzima hidrogenase que é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico e um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono.
[0018] O microrganismo pode ser qualquer microrganismo adequado, desde que o mesmo seja capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico e, em seguida, converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. De preferência, o microrganismo é um procariota. Mais de preferência, o microrganismo é uma bactéria. Em uma modalidade, o microrganismo é litotrófico. Um litotrófico é um organismo que utiliza um substrato inorgânico (geralmente de origem mineral) para obter equivalentes redutores para o uso na biossíntese (por exemplo, a fixação de dióxido de carbono) ou conservação de energia por meio da respiração aeróbia ou anaeróbia. O microrganismo pode ser litoautotrófico. Um litoautotrófico é capaz de usar o dióxido de carbono a partir do ar como uma fonte de carbono. O microrganismo pode usar o dióxido de carbono como a única fonte de carbono. O microrganismo pode ser quimiolitotrófico. Quimiolitotróficos usam compostos inorgânicos para a respiração aeróbia ou anaeróbia. A energia produzida pela oxidação desses compostos é suficiente para a produção de ATP. Alguns dos elétrons derivados a partir dos doadores inorgânicos também precisam ser canalizados em biossínteses. Em uma modalidade, o microrganismo é quimiolitoautotrófico.
[0019] Os termos "litotrófico", "litoautotrófico", "quimiolitotrófico"e "quimiolitoautotrófico"usados acima são bem conhecidos por aqueles versados na técnica e têm um significado preciso, que é amplamente reconhecido. Como um resultado, um versado na técnica seria prontamente capaz de determinar se um microrganismo particular, tal como uma bactéria, está dentro da definição de um ou mais destes termos. Além disso, um versado na técnica pode também testar os microrganismos de interesse para determinar se os mesmos foram classificados em uma ou mais destas categorias. Um versado na técnica pode também testar um microrganismo para verificar se o mesmo pode produzir um óleo de ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. Os métodos adequados para a realização de tais testes são bem conhecidos por aqueles versados na técnica.
[0020] Em uma modalidade, o microrganismo é um microrganismo aeróbio. Mais uma vez, isto está bem dentro das capacidades de um versado na técnica para determinar se um microrganismo particular é um microrganismo aeróbio. No contexto da presente invenção, o microrganismo, e mais particularmente, os sistemas de enzimas de microrganismos produzem ácidos carboxílicos alifáticos sob condições aeróbicas, isto é, a presença de oxigênio é tolerada nas reações que produzem os ácidos carboxílicos alifáticos.
[0021] Sempre que o microrganismo for uma bactéria, o microrganismo pode ser qualquer bactéria adequada que compreende um sistema de enzima hidrogenase capaz de converter o dióxido de carbono a ácido fórmico e um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. De preferência, a bactéria é uma espécie Acetobacter. Em uma modalidade particular, o microrganismo é Acetobacter lovaniensis. O microrganismo pode ser similar à cepa Acetobacter tendo número de acesso NCIMB 41808 (depositado em NCIMB Ltd. (Ferguson Building, Craibstone Estate, Bucksburn, Aberdeen, AB21 9YA) em 12 de janeiro de 2011, sob as disposições do Tratado de Budapeste, adiante designado como cepa FJ1). O termo "similar a" significa um microrganismo que é funcionalmente equivalente a FJ1. O microrganismo deve ter um sistema de enzima hidrogenase que é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico e deve ser capaz de crescer sob as mesmas condições que FJ1. Além disso, o microrganismo deve compreender os mesmos ou similares caminhos enzimáticos para a produção de ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. O microrganismo pode possuir pelo menos cerca de 60% de identidade de sequência com FJ1. Em algumas modalidades, o microrganismo pode ter, pelo menos, cerca de 65%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 75% ou, pelo menos, cerca de 80% de identidade de sequência com FJ1. De preferência, o microrganismo deve ter pelo menos cerca de 85%, pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 93%, pelo menos cerca de 95%, pelo menos cerca de 97%, pelo menos cerca de 98%, ou pelo menos cerca de 99% da identidade de sequência com FJ1. Os métodos para determinar a identidade de sequência entre os diferentes microrganismos são bem conhecidos para os versados na técnica. Por exemplo, as análises de rDNA 16S podem ser usadas. Informações detalhadas sobre a cultura de FJ1 são fornecidas abaixo. Por conseguinte, as mesmas estão bem dentro das capacidades de um versado na técnica para determinar se um microrganismo é similar a FJ1. Em uma modalidade, o microrganismo é FJ1.
[0022] Em uma modalidade particular, o microrganismo pode ser um microrganismo recombinante, isto é, um microrganismo geneticamente modificado. O microrganismo pode compreender uma sequência de nucleotídeo (por exemplo, DNA) a partir de outras espécies de microrganismo. Em particular, o microrganismo pode compreender um gene heterólogo ou genes que codificam o sistema de enzima hidrogenase. O gene heterólogo ou genes podem ser operativamente ligados a um promotor heterólogo ou a um promotor de microrganismo. O gene heterólogo ou genes podem ser parte de um plasmídeo (22). O gene heterólogo ou genes serão expressos no microrganismo para produzir um sistema de enzima hidrogenase funcional que permite o microrganismo converter o dióxido de carbono em ácido fórmico. Os métodos adequados para a introdução de sequências de nucleotídeo de interesse (por exemplo, DNA) em células hospedeiras de microrganismos são bem conhecidos por aqueles versados na técnica (por exemplo, ver Sambrook, J. and Russel, D. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, U.S.).
[0023] Alternativamente, o microrganismo pode ser um microrganismo que ocorre naturalmente. Este é um microrganismo que não foi geneticamente alterado ou modificado.
[0024] Em uma modalidade, o microrganismo pode ser derivado a partir de FJ1. O termo "derivado de" significa que FJ1 pode ser modificado ou mutado para produzir novos microrganismos de acordo com a invenção. Por exemplo, os genes podem ser inseridos ou removidos a partir de FJ1. Os microrganismos que são derivados de FJ1 devem ser funcionalmente equivalentes a FJ1 e devem ter um sistema de enzima hidrogenase que é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico. Além disso, os microrganismos derivados devem ser capazes de crescer sob as mesmas condições de FJ1. Além disso, os microrganismos derivados devem compreender os mesmos ou similares caminhos enzimáticos para a produção de ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. Os microrganismos derivados podem produzir ácidos carboxílicos alifáticos, da mesma forma como FJ1. Em algumas modalidades, os microrganismos podem ser derivados por cultura repetida e selecionar os microrganismos em um processo de seleção artificial.
[0025] O sistema de enzima hidrogenase pode ser qualquer sistema de enzima adequado, o qual é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico. O sistema de enzima hidrogenase catalisa a conversão de dióxido de carbono a ácido fórmico. O sistema de enzima hidrogenase oxida o hidrogênio para gerar os elétrons para a redução de dióxido de carbono a ácido fórmico, por exemplo, usando a seguinte reação: CO2 + H2 -> HCOOH
[0026] Geralmente, a catálise de conversão de dióxido de carbono para o ácido fórmico ocorre em solução como o dióxido de carbono é solúvel. Em solução, o dióxido de carbono é convertido de forma reversível a ácido carbônico (H2CO3). Dependendo do pH da solução, o ácido carbônico estará normalmente presente como bicarbonato (HCO3-) ou carbonato (CO32-). Portanto, a conversão de dióxido de carbono para o ácido fórmico pelo sistema de enzima hidrogenase da presente invenção também engloba a conversão de bicarbonato e/ou carbonato para ácido fórmico. Em outras palavras, carbonato e bicarbonato são considerados formas de dióxido de carbono na presente invenção. Sais de bicarbonato e/ou carbonato (tais como, bicarbonato de sódio ou carbonato de sódio) podem ser adicionados à solução para aumentar o nível desses sais. No entanto, este não é o preferido, como os íons de sal (por exemplo, íons de sódio) podem formar sabão quando os ácidos carboxílicos alifãticos são produzidos.
[0027] Como indicado acima, o dióxido de carbono é, de preferência, a única fonte de carbono. De preferência, o dióxido de carbono é convertido diretamente de dióxido de carbono a ácido fórmico, sem a formação de quaisquer intermediários estáveis. Em outras palavras, a reação ocorre em uma única etapa. Carbonato e bicarbonato são considerados como formas de dióxido de carbono que estão em solução e não são intermediários. Portanto, a dissolução do dióxido de carbono a íons de carbonato e bicarbonato em solução e, em seguida, a ácido fórmico é considerada ser a conversão direta. Por outro lado, a conversão de dióxido de carbono (ou íons de carbonato e/ou bicarbonato) em metanol e, em seguida, a ácido fórmico não é considerada como sendo a conversão direta pois um intermediário de metanol é produzido.
[0028] Em algumas modalidades, os reagentes de partida para a produção de ácido fórmico são água e dióxido de carbono. Era modalidades preferidas, não há outros reagentes necessários para a produção de ácido fórmico com exceção do dióxido de carbono e água. Isto não significa, no entanto, excluir a possibilidade de que outros componentes estarão presentes na mistura da reação inicial. Por exemplo, um agente oxidante pode estar presente para acelerar a iniciação das reações. Esses outros componentes não são reagentes na produção de ácido fórmico.
[0029] O sistema de enzima hidrogenase não requer receptor de elétron e as moléculas doadoras de modo a produzir o ácido fórmico. Por exemplo, as moléculas, tais como NADP e NADPH não são necessárias para que a reação prossiga. Na verdade, todas as reações para produzir os ácidos carboxílicos alifãticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais não necessitam de receptor de elétron ou moléculas doadoras.
[0030] O sistema de enzima hidrogenase não utiliza a fermentação para a produção de ácido fórmico. Além disso, nem o segundo sistema de enzima usa a fermentação para produzir os ácidos carboxílicos alifáticos. A fermentação é a conversão de compostos orgânicos, tais como carboidratos em outros compostos, através de processos bioquímicos que envolvem receptores e/ou doadores de elétron.
[0031] O sistema de enzima hidrogenase não necessita de biomassa para a produção de ácido fórmico. Portanto, nenhuma biomassa necessita ser fornecida para o microrganismo, a fim de ácidos carboxílicos alifáticos serem produzidos. A biomassa é material orgânico biológico a partir de plantas ou de animais que podem ser convertidos a uma fonte de energia.
[0032] Na presente invenção, um processo eletroquímico tal como eletro-catálise não precisa ser usado para converter o dióxido de carbono a ácido fórmico e, em seguida, a ácidos carboxílicos alifáticos. Um processo eletroquímico é uma reação química que ocorre em uma solução na interface de um condutor de elétron (um metal ou um semicondutor) e um condutor iônico (o eletrólito), e que envolve a transferência de elétrons entre o eletrodo e o eletrólito ou espécies em solução.
[0033] O sistema de enzima hidrogenase é, de preferência, tolerante ao oxigênio. Isto significa que o sistema de enzima hidrogenase pode tolerar níveis relativamente elevados de oxigênio, sem danificar o sistema de enzima ou afetar a atividade do sistema de enzima. De preferência, o sistema de enzima hidrogenase pode funcionar a um nível de oxigênio de mais do que cerca de 10%, mais de preferência, a um nível de oxigênio de mais do que cerca de 15%, e ainda mais de preferência, a um nível de oxigênio entre cerca de 20% e cerca de 21%, por exemplo, ao nível de oxigênio encontrado na atmosfera (cerca de 20,95%). Muitas enzimas hidrogenase são sensíveis à presença de oxigênio e efetivamente param de trabalhar quando o oxigênio está presente. De preferência, o sistema de enzima hidrogenase é extracelular, isto é, fora da célula do microrganismo. Em outras palavras, o sistema de enzima hidrogenase está posicionado fora da membrana celular. O mesmo é orientado extracelularmente. De preferência, o sistema de enzima hidrogenase é completamente extracelular de modo que não está ligado ao microrganismo em qualquer forma, por exemplo, por estar ligado â membrana celular do microrganismo. Esta vantagem permite a formação de ácido fórmico ocorrer fora da célula do microrganismo. O sistema de enzima hidrogenase é, de preferência, funcional entre pH 3,0 e 8,5 e, mais de preferência, entre pH 3,5 e 4,5. Além disso, o sistema de enzima hidrogenase é, de preferência, funcional entre 5°C e 60°C e, mais de preferência, entre 15°C e 20°C.
[0034] O sistema de enzima hidrogenase pode compreender uma ou mais enzimas, em adição à enzima hidrogenase, para auxiliar na conversão do dióxido de carbono para o ácido fórmico.
[0035] Em uma modalidade, o sistema de enzima hidrogenase é aquele de FJ1. Em outro aspecto da invenção, é proporcionado o sistema de enzima hidrogenase de FJ1.
[0036] O microrganismo também compreende um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. O segundo sistema de enzima pode ser qualquer sistema de enzima adequado, o qual é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. O segundo sistema de enzima catalisa a conversão do ácido fórmico para ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. Os ácidos carboxílicos alifáticos podem ser usados, por exemplo, em combustão, para a produção de energia.
[0037] De preferência, o segundo sistema de enzima é extracelular, isto é, fora da célula do microrganismo. Em outras palavras, o segundo sistema de enzima é posicionado fora da membrana celular. O segundo sistema de enzima é orientado extracelularmente. Isto significa que a conversão do ácido fórmico para ácidos carboxílicos alifáticos ocorre extracelularmente. Isto permite, vantajosamente, que os ácidos carboxílicos alifáticos sejam facilmente extraídos uma vez produzidos pelo microrganismo. De preferência, o segundo sistema de enzima é completamente extracelular de modo que não está ligado ao microrganismo em qualquer forma, por exemplo, por estar ligado à membrana celular do microrganismo.
[0038] Em uma modalidade, o segundo sistema de enzima é aquele de FJ1. Em outro aspecto da invenção, proporciona- se o segundo sistema de enzima de FJ1.
[0039] Como indicado acima, o microrganismo pode ser um microrganismo recombinante. Portanto, o microrganismo pode compreender um gene heterólogo ou genes que codificam o segundo sistema de enzima. O gene heterólogo ou genes podem ser operativamente ligados a um promotor heterólogo ou a um promotor do microrganismo. O gene heterólogo ou genes podem ser parte de um plasmídeo. O gene heterólogo ou genes serão expressos no microrganismo para a produção de um segundo sistema de enzima funcional para permitir que o microrganismo converta o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono.
[0040] A natureza precisa dos ácidos carboxílicos alifáticos que são produzidos pelo microrganismo vai depender, em parte, da duração do tempo das reações enzimáticas.
[0041] Os ácidos carboxílicos alifáticos produzidos pelo microrganismo podem ter um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono. Ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de dois, três e quatro átomos de carbono também são produzidos pelo microrganismo. Os ácidos carboxílicos alifáticos que são produzidos podem ser ácidos graxos. Os ácidos carboxílicos alifáticos podem ser de cadeia curta, cadeia média ou cadeia longa de ácidos carboxílicos alifáticos, ou uma combinação dos mesmos.
[0042] O termo "alifático"no contexto dos ácidos carboxílicos alifáticos significa que o grupo ligado ao grupo -COOH do ácido carboxílico compreende uma cadeia de átomos de carbono unidos entre si para formar a estrutura principal do grupo. Esta estrutura principal de carbono pode ser ramificada ou não-ramificada. De preferência, a estrutura principal de carbono é não-ramificada. A estrutura principal de carbono pode ser saturada, mono- insaturada (isto é, uma ligação dupla de carbono-carbono) ou poli-insaturada (isto é, mais do que uma ligação dupla de carbono-carbono). Em uma modalidade, a estrutura principal de carbono é mono- insaturada. A estrutura principal de carbono é geralmente ligada a átomos de hidrogênio (exceto o grupo -COOH). No entanto, em vez de um ou mais dos átomos de hidrogênio, a estrutura principal de carbono pode ser substituída por outros grupos, tais como os grupos OH. De preferência, a estrutura principal de carbono é não-substituída, isto é, apenas os átomos de hidrogênio estão ligados a estrutura principal de carbono que não seja o grupo -COOH.
[0043] O segundo sistema de enzima do microrganismo que produz os ácidos carboxílicos alifáticos a partir de ácido fórmico o faz de uma forma etapa por etapa. Um átomo de carbono é adicionado, um de cada vez à estrutura principal de carbono dos ácidos carboxílicos alifáticos. Isto produz uma variedade de ácidos carboxílicos com uma estrutura principal de carbono de C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10, etc. Por exemplo, começando com ácido fórmico (Cl), o segundo sistema de enzima pode adicionar um átomo de carbono para a estrutura principal de carbono de ácido fórmico para produzir ácido acético (C2). Em seguida, o segundo sistema de enzima pode adicionar um átomo de carbono para a estrutura principal de carbono de ácido cético para produzir o ácido propiônico (C3). Este processo pode continuar, de modo que o ácido butírico sequencialmente (C4), o ácido valérico (C5), o ácido hexanóico (C6), o ácido heptanóico (C7), o ácido octanoico (C8), o ácido nonanóico (C9), o ácido decanóico (CIO), etc. podem ser produzidos. Portanto, o segundo sistema de enzima é capaz de converter o ácido fórmico em um ácido carboxílico alifático com um comprimento de cadeia de dois ou mais átomos de carbono, três ou mais átomos de carbono, quatro ou mais átomos de carbono, cinco ou mais átomos de carbono, seis ou mais de carbono átomos, sete ou mais átomos de carbono, oito ou mais átomos de carbono, nove ou mais átomos de carbono, dez ou mais átomos de carbono, etc. O segundo sistema de enzima pode catalisar a adição de um átomo de carbono (por exemplo, uma unidade CH2) à cadeia de carbono de ácidos carboxílicos alifáticos.
[0044] Deste modo, os sistemas de enzima do microrganismo podem produzir uma variedade de diferentes comprimentos de ácidos carboxílicos alifáticos. Por exemplo, o microrganismo pode produzir uma variedade de ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia principal de carbono dentre cerca de 2 e cerca de 24 átomos de carbono, entre cerca de 3 e cerca de 24 átomos de carbono, entre cerca de 4 e cerca de 24 átomos de carbono ou entre cerca 5 e cerca de 24 átomos de carbono. Além disso, o microrganismo pode produzir uma variedade de ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia principal de carbono dentre cerca de 6 e cerca de 24 átomos de carbono, entre cerca de 7 e cerca de 24 átomos de carbono, entre cerca de 8 e cerca de 24 átomos de carbono ou entre cerca de 9 e cerca de 24 átomos de carbono. Além disso, o microrganismo pode produzir uma variedade de ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia principal de carbono dentre cerca de 10 e cerca de 24 átomos de carbono, entre cerca de 11 e cerca de 24 átomos de carbono, entre cerca de 12 e cerca de 24 átomos de carbono ou entre cerca de 13 e cerca de 24 átomos de carbono. Quando o microrganismo é cultivado, o comprimento da cadeia de hidrocarboneto é suscetível de ser mais longo, se o microrganismo for cultivado durante um período mais longo, uma vez que os sistemas de enzima têm estado ativos durante mais tempo. O período durante o qual o microrganismo é cultivado determina o comprimento de cadeia médio. Em uma modalidade, o teor de ácido carboxílico alifático, calculado como C18 está entre cerca de 70% e 90%. Mais de preferência, o teor de ácido carboxílico alifático calculado como C18 é de cerca de 80%.
[0045] De preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos produzidos pelo microrganismo são combustíveis. De preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos produzidos pelo microrganismo estão sob a forma de um óleo. Isto torna a separação dos ácidos carboxílicos alifáticos mais fácil. O óleo pode ser um óleo de semi-secagem. Se um óleo for de semi-secagem pode ser avaliado a partir do valor de iodo. Métodos padrão de análises são, por exemplo, EN 14111. De preferência, o valor de iodo do óleo é de 85-95 mg 1/100 g. Mais de preferência, o valor de iodo do óleo é de 90-95 mg 1/100 g. Os ácidos carboxílicos alifáticos podem ser mono- insaturados.
[0046] Um exame de infravermelho de ácidos carboxílicos alifáticos produzido por um microrganismo da invenção pode ser visto na Figura 1. Isto mostra que a amostra, que é um óleo, é composta de ácidos carboxílicos de cadeia longa e é um ácido carboxílico alifático.
[0047] Os ácidos carboxílicos alifáticos, uma vez extraídos, podem ter uma ou mais das seguintes propriedades:
[0048] Em algumas modalidades, a viscosidade cinemática (cSt) a 40°C pode ser de 20 a 25. Além disso, o ponto de inflamação pode ser superior a 180°C.
[0049] Verificou-se que a estabilidade oxidativa dos ácidosncarboxílicos alifáticos é surpreendentemente elevada em comparação com outros biocombustíveis, tal como o biodiesel. Biodiesel normal tem uma estabilidade oxidativa de cerca de 30 minutos (quando testado com ASTMD2274). Os ácidos carboxílicos alifáticos possuem uma estabilidade oxidativa de mais de 48 horas.
[0050] Uma composição típica de óleos produzidos depois de comprimentos de reação diferentes é mostrada abaixo. Estas tabelas mostram o ponto de ebulição das várias frações. Assim, quando os ácidos carboxílicos alifáticos são fracionados, as frações são divididas em faixas e o ponto de ebulição dessas frações medido. Por exemplo, o primeiro de 10% dos ácidos carboxílicos alifáticos quando fracionado para fora terá um certo ponto de ebulição. O segundo de 10% (isto é, 10-20% referido a seguir como 20%) terá um outro ponto de ebulição e assim por diante. Faixa de destilação típica de uma fração mais pesada produzida pela reação durante 1,5 hora
Faixa de destilação típica de uma fração mais leve produzida pela reação durante 0,5 hora 
[0051] Como discutido acima, o microrganismo pode ser produzido de forma recombinante. Deste modo, em um outro aspecto da invenção, é proporcionado um método de produção de um microrganismo, o método que compreende a etapa de inserção de um gene ou genes que codificam um sistema de enzima hidrogenase capaz de converter o dióxido de carbono a ácido fórmico em um microrganismo, em que o gene ou genes são expressos pelo microrganismo.
[0052] O método ainda compreende a etapa de inserção de um gene ou genes que codificam para um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono, em que o gene ou genes são expressos pelo microrganismo.
[0053] Também é fornecido um método de produção de um microrganismo, o método que compreende a etapa de inserção de um gene ou genes que codificam para um sistema de enzima hidrogenase capaz de converter o dióxido de carbono a ácido fórmico em um microrganismo, em que o microrganismo compreende um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono, e em que o gene ou os genes são expressos pelo microrganismo.
[0054] Também é fornecido um método de produção de um microrganismo, o método que compreende a etapa de inserção de um gene ou genes que codificam para um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono em um microrganismo, em que o microrganismo compreende um sistema de enzima hidrogenase capaz de converter o dióxido de carbono a ácido fórmico, e em que o gene ou os genes são expressos pelo microrganismo.
[0055] A descrição acima relacionada ao microrganismo da invenção, e as características preferidas da mesma, são igualmente aplicáveis aos métodos para a produção do microrganismo. Por exemplo, as características específicas relacionadas com a natureza do microrganismo também são aplicáveis aos métodos.
[0056] Em outro aspecto, a invenção proporciona um método de produção de ácidos carboxílicos alifáticos, o método que compreende a cultura de um microrganismo que compreende um sistema de enzima hidrogenase que é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico e um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono.
[0057] Como indicado acima, os ácidos carboxílicos alifáticos com uma variedade de comprimentos de cadeia principal de carbono podem ser produzidos. De preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia principal de carbono dentre cerca de 5 e cerca de 24 átomos de carbono são produzidos. Mais de preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia principal de carbono dentre cerca de 10 e cerca de 24 átomos de carbono são produzidos. Mais de preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia principal de carbono dentre cerca de 16 e cerca de 20 átomos de carbono são produzidos. Em uma modalidade, os ácidos carboxílicos alifáticos têm um comprimento de cadeia principal de carbono de mais de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10. Além disso, os ácidos carboxílicos alifáticos podem ter um comprimento de cadeia principal de carbono de menos do que 25.
[0058] Alternativamente, o teor de ácido carboxílico alifático calculado como C18 está entre cerca de 70% e 90%. Mais de preferência, o teor de ácido carboxílico alifático calculado como C18 é de cerca de 80%.
[0059] Quaisquer condições adequadas podem ser usadas para a cultura do microrganismo. O microrganismo pode ser cultivado a um pH dentre cerca de 3,0 e cerca de 8,5 e, mais de preferência, entre cerca de 3,5 e cerca de 4,5. Além disso, o microrganismo pode ser cultivado a uma temperatura dentre cerca de 5°C e cerca de 60°C e, mais de preferência, entre cerca de 15°C e cerca de 20°C.
[0060] A solução de cultura irá conter o dióxido de carbono. Esta pode ser dióxido de carbono que está dissolvido a partir do ar. De preferência, o gás de dióxido de carbono é borbulhado através da solução de cultura para aumentar o nível de dióxido de carbono disponível para reagir. Quando o dióxido de carbono é borbulhado através da solução de cultura, o mesmo que pode vir a partir de um cilindro de gás comprimido. Em alternativa, o mesmo pode estar contido no gás a partir de uma outra fonte. Por exemplo, os gases residuais de combustão podem ser borbulhados através do meio de cultura.
[0061] Em algumas modalidades, o dióxido de carbono (por exemplo, gases residuais de combustão) pode ser borbulhado através da solução de cultura (que pode opcionalmente conter um agente sequestrante de dióxido de carbono) antes da adição do microrganismo.
[0062] De preferência, o microrganismo é cultivado com dióxido de carbono como a única fonte de carbono. O meio de cultura em que a cultura do microrganismo ocorre pode ser qualquer meio de cultura adequado. De preferência, o dióxido de carbono é a única fonte de carbono no meio (tal como mencionado acima HCO3-e CO32-são considerados ser formas solúveis de dióxido de carbono e são englobados pelo termo dióxido de carbono. O meio de cultura pode conter um ou mais dos seguintes componentes: KH2PO4; MgSO4.7H2O; CaCO3; CuSO4; FeCl3; MnCl3; MOC13; e ZnCl3. Além disso, estes componentes podem estar presentes no meio de cultura nas seguintes concentrações:
[0063] De preferência, o microrganismo é cultivado em solução em uma emulsão óleo-em-água. Isto pode ser conseguido através da introdução de algum óleo no meio de cultura e agitação da mistura óleo-em-água de modo a formar uma emulsão. Por exemplo, a circulação da mistura de reação pode ser usada. Pensa-se que o uso de uma emulsão óleo-em- água ajuda a aumentar a solubilidade do dióxido de carbono. Pensa- se também que isso ajuda a manter os ácidos carboxílicos alifáticos, em solução, de modo que o seu comprimento da cadeia possa continuar a aumentar.
[0064] De preferência, um agente sequestrante de dióxido de carbono é introduzido na mistura de reação. Isto contribui para aumentar o nível de dióxido de carbono na solução/mistura de reação a fim de manter/aumentar a taxa da reação. Os agentes sequestrantes de dióxido de carbono adequados são bem conhecidos por aqueles versados na técnica e incluem os compostos alcalinos, tais como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, cloreto de bário, trietanolamina, dietanolamina, monoetanolamina, amônia, metanol, sulfolano, éteres de polietileno glicol, polietileno glicóis, glicerol, e tensoativos, tais como as séries de Triton TX. Alguns agentes sequestrantes de dióxido de carbono adequados são descritos em Ortrud Ashenbrenner and Peter Styring (2010) (21). De preferência, o agente sequestrante de dióxido de carbono é trietanolamina ou polietileno glicol. Em algumas modalidades, o agente sequestrante de dióxido de carbono é a trietanolamina. Em outras modalidades, o agente sequestrante de dióxido de carbono é um polietileno glicol, tal como PEG 300. De um modo vantajoso, polietileno glicóis não requerem uma reação química para liberar o dióxido de carbono, não contêm nitrogênio que pode potencialmente formar as emissões de NOX em combustão, não formam sabões, e ajudam a reduzir as cinzas no produto final.
[0065] De preferência, um agente oxidante é introduzido na mistura de reação. Isto ajuda a iniciar o processo de reação e velocidades até o início da reação. Os agentes oxidantes adequados incluem o hipoclorito de sódio e hidróxido de sódio. O agente oxidante deverá ser um agente oxidante suave. Em uma modalidade, o alvejante pode ser usado como o agente oxidante.
[0066] O método pode ainda compreender a etapa de separar os ácidos carboxílicos alifáticos.
[0067] Era outro aspecto, a invenção proporciona os ácidos carboxílicos alifáticos produzidos pelo método acima descrito.
[0068] Em ainda outro aspecto, a invenção proporciona os ácidos carboxílicos alifáticos criados a partir de uma série de reações de condensação entre moléculas de ácido fórmico.
[0069] Como indicado acima, os ácidos carboxílicos alifáticos com uma variedade de comprimentos de cadeia principal de carbono podem ser produzidos. De preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos têm um comprimento de cadeia principal de carbono dentre cerca de 5 e cerca de 24 átomos de carbono. Mais de preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos têm um comprimento de cadeia principal de carbono dentre cerca de 10 e cerca de 24. Mais ainda de preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos têm um comprimento de cadeia principal de carbono dentre cerca de 16 e cerca de 20 átomos de carbono. Alternativamente, o teor de ácido carboxílico alifático calculado como C18 está entre cerca de 70% e 90%. Mais de preferência, o teor de ácido carboxílico alifático calculado como C18 é de cerca de 80%.
[0070] De preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos estão sob a forma de um óleo. Isto torna a separação dos ácidos carboxílicos alifáticos mais fácil. O óleo pode ser um óleo de semi-secagem. De preferência, os ácidos carboxílicos alifáticos são mono-insaturados.
[0071] Os ácidos carboxílicos alifáticos, uma vez extraídos, podem ter uma ou mais das seguintes propriedades:
[0072] A invenção também proporciona o uso dos microrganismos acima descritos para a produção de ácidos carboxílicos alifáticos.
[0073] Em uma modalidade, as enzimas responsáveis pela conversão de dióxido de carbono a ácido fórmico e, em seguida, a ácidos carboxílicos alifáticos são extracelulares ao microrganismo. Estas enzimas funcionam independentemente das células do microrganismo que estão presentes. Portanto, em outro aspecto da invenção, é proporcionado um método para a produção de ácidos carboxílicos alifãticos, o método que compreende a produção de ácidos carboxílicos alifãticos com um meio que compreende um sistema de enzima hidrogenase que é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico e um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico para os ácidos carboxílicos alifãticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono.
[0074] O meio pode ser produzido por cultura do microrganismo por um período de tempo para permitir que os sistemas de enzimas sejam produzidos no meio. Se desejado, é possível produzir um extrato isento de célula que contém as enzimas, mas não as células do microrganismo. Isto pode ser feito, por exemplo, por remoção das células do microrganismo a partir do meio depois de cultura, por exemplo, por ultra- filtração repetida. Em alternativa, em vez de remover as células do microrganismo a partir do meio, as células podem ser deixadas no meio, mas em vez de mortas, por exemplo, através da introdução de um desinfetante ou agente antimicrobiano para o meio. Alternativamente, os microrganismos podem ser deixados no meio.
[0075] O método pode ainda compreender a preparação do meio, antes de produzir os ácidos carboxílicos alifáticos usando o meio.
[0076] Quaisquer condições adequadas podem ser usadas para produzir os ácidos carboxílicos alifáticos. Por exemplo, o dióxido de carbono e água são fornecidos. O meio pode ter um pH dentre cerca de 3,0 e cerca de 8,5 e, mais de preferência, entre cerca de 6,0 e cerca de 7,0. Além disso, o meio pode ter uma temperatura dentre cerca de 5°C e cerca de 60°C e, mais de preferência, entre cerca de 15°C e cerca de 20°C.
[0077] Como com o primeiro método, o dióxido de carbono é, de preferência, utilizado como a única fonte de carbono, por exemplo, fazendo borbulhar o gás de dióxido de carbono através do meio de reação. De preferência, o meio de reação é uma emulsão óleo-em-água. Além disso, um agente sequestrante de dióxido de carbono é, de preferência, introduzido no meio de reação.
[0078] O método pode ainda compreender a etapa de separar os ácidos carboxílicos alifáticos.
[0079] Em todas as modalidades dos métodos de produção de ácido carboxílicos alifático descritos acima, uma vez que os ácidos carboxílicos alifáticos foram produzidos, várias etapas opcionais podem ser realizadas os ácidos carboxílicos alifáticos. Por exemplo, os métodos podem compreender, opcionalmente, uma ou mais das seguintes etapas: 1) separar os ácidos carboxílicos alifáticos; 2) filtrar os ácidos carboxílicos alifáticos; 3) misturar os ácidos carboxílicos alifáticos com um combustível diferente, de preferência, um combustível de óleo; 4) modificar quimicamente os ácidos carboxílicos, por exemplo, em ésteres, álcoois, cetonas ou aldeídos; e 5) destilar certas frações de ácidos carboxílicos alifáticos.
[0080] Em outro aspecto, a invenção proporciona ácidos carboxílicos alifáticos produzidos pelos métodos descritos acima.
[0081] Um aspecto da invenção também proporciona um meio que compreende um sistema de enzima hidrogenase que é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico e um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono.
[0082] A partir do meio que compreende um sistema de enzima hidrogenase que é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico e um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono, é possível isolar as enzimas contidas no mesmo utilizando várias técnicas. Por exemplo, as enzimas podem ser separadas usando técnicas conhecidas, tais como cromatografia de exclusão em gel e selecionadas com base nos seus tamanhos moleculares e atividades.
[0083] A invenção também proporciona o uso de um sistema de enzima hidrogenase que é capaz de converter o dióxido de carbono em ácido fórmico e um segundo sistema de enzima que é capaz de converter o ácido fórmico em ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono para a produção de ácidos carboxílicos alifáticos.
[0084] Além disso, a invenção proporciona um método de produção de ácidos carboxílicos alifáticos, que compreende a conversão de dióxido de carbono a ácido fórmico e, em seguida, a conversão do ácido fórmico para ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono, em que as reações de conversão ocorrem em uma emulsão óleo-em-água.
[0085] As características preferidas do método acima são as mesmas que para o método de produção de ácidos carboxílicos alifáticos acima. Por exemplo, as características relacionadas à variedade de comprimentos de cadeia principal de carbono que são produzidas, a temperatura e pH a que as reações são realizadas, a fonte de dióxido de carbono, o agente sequestrante de dióxido de carbono, o agente oxidante, etc. são características preferidas para este método.
[0086] Por exemplo, a emulsão contém dióxido de carbono. Este pode ser o dióxido de carbono que está dissolvido a partir do ar. De preferência, o gás de dióxido de carbono é borbulhado através da emulsão para aumentar o nível de dióxido de carbono disponível para reagir. Quando o dióxido de carbono é borbulhado através da emulsão, o mesmo pode vir de um cilindro de gás comprimido. Em alternativa, o mesmo pode estar contido no gás a partir de outra fonte. Por exemplo, os gases residuais de combustão podem ser borbulhados através da emulsão.
[0087] Em algumas modalidades, o dióxido de carbono (por exemplo, gases residuais de combustão) pode ser borbulhado através da emulsão (que pode, opcionalmente, conter um agente sequestrante de dióxido de carbono).
[0088] De preferência, o dióxido de carbono é a única fonte de carbono.
[0089] De preferência, um agente sequestrante de dióxido de carbono é introduzido na emulsão. Isto contribui para aumentar o nível de dióxido de carbono na solução/mistura de reação a fim de manter/aumentar a velocidade da reação. Os agentes sequestrantes de dióxido de carbono adequados são bem conhecidos por aqueles versados na técnica e incluem compostos de metais alcalinos, tais como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, cloreto de bário, trietanolamina, dietanolamina, monoetanolamina, amônia, metanol, sulfolano, éteres de polietileno glicol, polietileno glicóis, glicerol, e tensoativos, tais como as séries de Triton TX. Alguns agentes sequestrantes de dióxido de carbono adequados são descritos em Ortrud Ashenbrenner and Peter Styring (2010) (21). De preferência, o agente sequestrante de dióxido de carbono é trietanolamina ou polietileno glicol. Em algumas modalidades, o agente sequestrante de dióxido de carbono é a trietanolamina. Em outras modalidades, o agente sequestrante de dióxido de carbono é um polietileno glicol, tal como PEG 300. De um modo vantajoso, polietileno glicóis não requerem uma reação química para liberar o dióxido de carbono, não contêm nitrogênio que pode potencialmente formar as emissões de NOX em combustão, não formam sabões, e ajudam a reduzir as cinzas no produto final.
[0090] De preferência, um agente oxidante é introduzido na emulsão. Isto ajuda a iniciar o processo de reação e acelerar o início da reação. Os agentes oxidantes adequados incluem o hipoclorito de sódio e hidróxido de sódio. O agente oxidante deverá ser um agente oxidante suave. Em uma modalidade, o alvejante pode ser utilizado como o agente oxidante.
[0091] O método pode ainda compreender a etapa de separar os ácidos carboxílicos alifáticos ou qualquer uma ou mais das etapas de processamento descritas acima.
[0092] Além disso, a invenção proporciona um método de produção de ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais átomos de carbono, o método que compreende a conversão de dióxido de carbono para o ácido fórmico e, em seguida, a conversão do ácido fórmico para ácidos carboxílicos alifáticos com um comprimento de cadeia de cinco ou mais de carbono átomos, em que um agente de oxidação é utilizado para iniciar a conversão de dióxido de carbono para o ácido fórmico.
[0093] As características preferidas do método acima são as mesmas para os métodos de produção de ácidos carboxílicos alifáticos acima. Por exemplo, as características relacionadas à variedade de comprimentos de cadeia principal de carbono que são produzidas, a temperatura e pH a que as reações são realizadas, a fonte de dióxido de carbono, o agente sequestrante de dióxido de carbono, a emulsão, etc. são características preferidas para este método.
[0094] Por exemplo, em geral, o ácido fórmico e os ácidos carboxílicos alifáticos serão produzidos em solução. A solução deverá conter o dióxido de carbono. Este pode ser o dióxido de carbono que está dissolvido no ar. De preferência, o gás de dióxido de carbono é borbulhado através da solução para aumentar o nível de dióxido de carbono disponível para reagir. Quando o dióxido de carbono é borbulhado através da solução, o mesmo pode vir de um cilindro de gás comprimido. Em alternativa, o mesmo pode estar contido no gás a partir de outra fonte. Por exemplo, os gases residuais de combustão podem ser borbulhados através da solução.
[0095] Em algumas modalidades, o dióxido de carbono (por exemplo, os gases residuais de combustão) pode ser borbulhado através da solução (o que pode, opcionalmente, conter um agente sequestrante de dióxido de carbono).
[0096] De preferência, o dióxido de carbono é a única fonte de carbono. De preferência, um agente sequestrante de dióxido de carbono é introduzido na solução. Isto contribui para aumentar o nível de dióxido de carbono na solução/mistura de reação a fim de manter/aumentar a velocidade da reação.
[0097] Os agentes sequestrantes de dióxido de carbono adequados são bem conhecidos por aqueles versados na técnica e incluem compostos de metais alcalinos, tais como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, cloreto de bário, trietanolamina, dietanolamina, monoetanolamina, amônia, metanol, sulfolano, éteres de polietileno glicol, polietileno glicóis, glicerol, e tensoativos, tais como as séries de Triton TX. Alguns agentes sequestrantes de dióxido de carbono adequados são descritos em Ortrud Ashenbrenner and Peter Styring (2010)(21).De preferência, o agente sequestrante de dióxido de carbono é a trietanolamina ou o polietileno glicol. Em algumas modalidades, o agente sequestrante de dióxido de carbono é a trietanolamina. Em outras modalidades, o agente sequestrante de dióxido de carbono é um polietileno glicol, tal como PEG 300. De um modo vantajoso, polietileno glicóis não requerem uma reação química para liberar o dióxido de carbono, não contêm nitrogênio que pode potencialmente formar as emissões de NOX em combustão, não formam sabões, e ajudam a reduzir as cinzas no produto final.
[0098] De preferência, as reações ocorrem em uma emulsão óleo-em-água.
[0099] O método pode ainda compreender a etapa de separar os ácidos carboxílicos alifáticos ou qualquer uma ou mais das etapas de processamento descritas acima.
[0100] O método de produção de óleo é "conduzido" de uma nova maneira. A primeira etapa do processo é a redução de dióxido de carbono para produzir o ácido fórmico. O ácido fórmico é um agente de redução (redox potencial -0,25). A primeira etapa da reação corrige o dióxido de carbono, mas também gera equivalentes redutores suficientes para conduzir a parte seguinte do processo (construção da cadeia). O uso de uma bateria química "in situ" pode ser usado para conduzir outras reações redox. O ácido fórmico (redutor), em seguida, reduz os ácidos carboxílicos (oxidante) disponíveis, acrescentando um carbono a uma cadeia crescente e liberando o oxigênio como O2. Isto evita a necessidade de adicionar um agente de redução para conduzir a reação, o carbono e os equivalentes redutores a serem sequestrados no produto final.
[0101] A invenção será agora descrita em detalhe por meio de exemplos apenas com referência às figuras em que: A Figura 1 é um escaneamento infravermelho de uma fonte de energia produzida pelo microrganismo da invenção. A fonte de energia é um produto de óleo que compreende os ácidos carboxílicos alifáticos e o escaneamento infravermelho que mostra as características químicas típicas de um ácido carboxílico alifático.
[0102] A Figura 2 mostra um primeiro sistema de tanque que pode ser usado para produzir o óleo de acordo com a invenção.
[0103] A Figura 3 mostra um segundo sistema de tanque que pode ser usado para produzir o óleo de acordo com a invenção.
[0104] A Figura 4 é um fluxograma que mostra o processo para a produção de óleo, utilizando o segundo sistema de tanque.
[0105] A seguinte descrição é, em modo algum, limitante ao escopo da invenção.
[0106] Os seguintes aspectos da invenção serão discutidos:
[0107] 1) Propriedades de cultura bacteriana;
[0108] 2) Produção de blocos de construção de carbono (ácido fórmico);
[0109] 3) O conjunto de blocos de construção em ácidos carboxílicos alifáticos de cadeia longa e média, curta; e
[0110] 4) O produto.
[0111] A cultura de bactérias, de preferência, tem as seguintes propriedades: • É um organismo aeróbio, quimiolitotrófico em crescimento em dióxido de carbono como a sua única fonte de carbono. • Possui um sistema de enzima hidrogenase tolerante a oxigênio que é extracelular. Este sistema de enzima deve ser estável e ativo entre pH 3,0 e 8,5 e entre 5°C e 60°C. • Possui um componente de enzima extracelular capaz de montar o ácido fórmico em moléculas de hidrocarboneto de cadeia curta, média e longa, com uma funcionalidade de ácido carboxílico. • É capaz de formar um óleo como produto com os valores típicos como especificados abaixo. O óleo deve ser sintetizado extracelular e fisicamente separado para a parte superior do meio de reação.
[0112] Em uma modalidade, a bactéria é Acetobacter lovaniensis FJ1.
[0113] O microrganismo deve reduzir o dióxido de carbono para ácido fórmico usando um sistema de enzima hidrogenase. O hidrogênio é oxidado para gerar os elétrons para a redução de dióxido de carbono para o ácido fórmico como se segue: CO2 + H2 HCOOH
[0114] Este sistema de enzima funciona em um extrato livre de célula que implica atividade extracelular.
[0115] O microrganismo deve ser capaz de gerar o ácido fórmico e formar moléculas mais complexas por meio da adição etapa por etapa de ácido fórmico. Os níveis elevados de ácido fórmico são formados e um nível mínimo de 250 g por litro de equivalentes de ácido fórmico é mantido. Este é o lugar onde o nível de acidez é calculado como ácido fórmico. Ácidos carboxílicos alifáticos de cadeia curta se formam primeiro.
[0116] A presença de ácidos carboxílicos alifáticos C2, C3, C4 e C5 implica na adição etapa por etapa de ácido fórmico, uma vez que os comprimentos da cadeia pares e ímpares são representados. Ácidos isobutírico e isovalérico foram ausentes, ou abaixo do nível de detecção demonstrando que os ácidos carboxílicos alifáticos de cadeia reta foram produzidos. A quantidade de qualquer ácido carboxílico alifático aumenta com o tempo.
[0117] O sistema é, em seguida, mantido em equilíbrio entre a produção de ácido fórmico e a formação de moléculas maiores. Em condições de equilíbrio, a quantidade de óleo gerada (como medida por peso seco) é de 5 a 10% de acidez, medido como equivalentes de ácido fórmico. O óleo é, em seguida, gerado em uma base contínua, através da remoção de uma camada oleosa, na interface líquida de ar e a adição de um volume igual de meio fresco. A camada oleosa superficial é reunida e concentrada.
[0118] O produto de óleo consiste em uma mistura de ácidos carboxílicos de comprimentos de cadeia variados. O comprimento da cadeia é ajustado pela taxa de remoção a partir da cultura primária. O comprimento de cadeia e as proporções de moléculas geradas são variados ajustando as condições de reação e o tipo de equipamento utilizado. Os tipos de reatores que podem ser utilizados incluem, mas não são limitados a bateladas, contínuos e semicontínuos. Os tipos de reatores incluem, mas não slimitados a, reatores fechados, reatores abertos, pá agitada, circulada, e gás levantado.
[0119] A produção de óleo pode ser feita em uma base semicontínua. O organismo é mantido em cultura de batelada usando um meio mínimo, como detalhado na tabela abaixo. Esta é a "cultura em estoque".
[0120] O pH do meio é ajustado a 4,0 ± 0,2. A acidez da cultura em estoque é mantida a 20-25%, calculada como o ácido fórmico.
[0121] Antes do uso, em um tanque de reação, o meio de cultura celular é diluído em 1/10 em água e mantido em um tanque intermédio. Este é a cultura de trabalho.
[0122] O óleo é produzido em tanques de reação, incluindo mas não limitado, aos sistemas de tanque descritos abaixo. As fontes de dióxido de carbono incluem, mas não limitadas, a dióxido de carbono atmosférico, carbonato, íons de bicarbonato, águas residuais contendo íons de carbonato ou bicarbonato, o gás comprimido e os gases de escape que contêm o dióxido de carbono.
[0123] O tanque de reação é um tanque estreito comprido (Figura 2), construído a partir de um plástico ou material de revestimento de plástico. Conectores fêmeas de um tamanho adequado são fixados no lado do tanque para permitir a adição de meios ou remoção do produto. Dimensão típica seria de 5 unidades de comprimento por 1 a 1,5 unidades de largura e 0,5 a 1,0 unidades de profundidade.
[0124] Uma divisória é definida no tanque 1/5 a partir de uma extremidade do tanque. Esta divisória é de 4/5 a altura do tanque. Bombas de circulação com mangueiras são adicionadas a cada divisória. Uma barra de pulverização para recirculação do conteúdo também pode ser adicionada a cada divisória. O dióxido de carbono comprimido pode ser adicionalmente adicionado ao tanque de reação através de um cilindro de gás e uma linha. Uma lâmpada aquecedora ou aquecedor pode ser posicionado sobre a menor das duas seções do tanque.
[0125] Para iniciar a produção de óleo no tanque de reação, a maior seção do recipiente de reação é cheia com meio de cultura de estoque. O meio é, em seguida, circulado até o pH ter aumentado para entre 5 e 7 e o óleo separa para a superfície superior. A bomba é, em seguida, desligada.
[0126] Alternativamente, para iniciar a produção de óleo no tanque de reação, a maior seção do recipiente de reação é cheia com meio de cultura de estoque e uma pequena quantidade de óleo é adicionada para atuar como um iniciador. O óleo e a cultura de estoque são misturados pela circulação até uma forma de emulsão. Dióxido de carbono adicional é bombeado através da mistura de reação até a conversão de emulsão para óleo ocorrer. Conversão para óleo é medida pela redução do nível de água na mistura de reação.
[0127] O óleo pode ser removido a partir da superfície superior, puxando um coletor de gordura ou de som através da superfície superior, deslocando o óleo para dentro da menor das duas seções do tanque. O volume deslocado é substituído por um volume igual de meio de cultura de trabalho.
[0128] Quando a divisória está cheia e a reação está completa, o óleo é bombeado para dentro de um tanque de assentamento na posição vertical e deixado em repouso. Um agente antimicrobiano é adicionado e a água deixada assentar. A água é removida através da válvula inferior.
[0129] O óleo pode ainda ser processado por meio de filtração ou por remoção de água a níveis especificados utilizando filtros desmulsificantes ou agentes de secagem.
[0130] Em um método alternativo, 2 litros de meio de cultura contendo 20% de bactérias são misturados com desinfetante para matar as bactérias antes de começar a produção de óleo. Este meio de cultura contém as enzimas necessárias para converter o dióxido de carbono a ácido fórmico e, em seguida, a ácidos carboxílicos alifáticos.
[0131] O meio de cultura contendo as enzimas (e bactérias mortas) é adicionado a um tanque de reação o qual já contém 200 litros de óleo residual. 50 litros de água são, em seguida, adicionados a cada hora até que o tanque de reação contenha cerca de 2000 litros de líquido. As enzimas bacterianas somente produzem os ácidos carboxílicos alifáticos, quando o tanque de reação contém mais óleo do que água. Como as enzimas produzem os ácidos carboxílicos alifáticos (sob a forma de um óleo), o nível de óleo aumenta. Como o óleo é produzido, o nível de água é aumentado no tanque para deslocar o óleo para um açude. O tanque de reação é alimentado em intervalos com mais água para sustentar a produção de óleo.
[0132] O pH do tanque de reação é mantido a cerca de 6,5 e a temperatura a cerca de 15-20°C.
[0133] A reação é interrompida a intervalos para permitir a liberação de gases dissolvidos e para o equilíbrio de elétron do sistema para reequilibrar.
[0134] Uma vez que os comprimentos desejados de ácidos carboxílicos alifáticos têm sido produzidos no tanque de reação, o óleo é removido a partir da superfície superior, puxando um coletor de gordura ou de som através da superfície superior, deslocando o óleo em uma pequena seção do tanque de reação. A viscosidade do óleo fornece uma indicação do comprimento dos ácidos carboxílicos alifáticos. O óleo é bombeado para um tanque separado e qualquer água residual removida para impedir que quaisquer reações adicionais ocorram, mantendo assim, o comprimento dos ácidos carboxílicos alifáticos com o comprimento desejado. Um agente antimicrobiano é também adicionado antes do óleo ser filtrado.
[0135] Uma segunda opção compreende um tanque de mistura vertical com um fundo cônico, de recirculação através de uma bomba, um aquecedor de imersão termostatizado e uma aspersão para o fundo do tanque para introduzir o gás de dióxido de carbono comprimido (Figura 3). Solução de enzima de estoque, uma pequena quantidade de óleo para atuar como um iniciador e água, é adicionada ao tanque. Opcionalmente, um agente sequestrante de CO2, tal como trietanol amina ou PEG 300 também pode ser adicionado. Além disso, um agente oxidante suave (tal como, hipercloreto de sódio ou hidróxido de sódio) pode ser adicionado para ajudar a iniciar a reação. O aquecedor está fixado a uma temperatura de 35°C e os conteúdos foram misturados por circulação de modo a formar uma emulsão. O dióxido de carbono é introduzido através da aspersão de gás no fundo do tanque. A conversão da emulsão óleo-em-água para o óleo de ácido carboxílico alifático é novamente seguida por redução do nível de água no tanque.
[0136] Quando a reação está completa, o calor, a circulação e o fluxo de gás são terminados e os conteúdos são deixados assentar. Qualquer quantidade de água livre é descarregada através do fundo do tanque e o óleo bombeado para um segundo tanque de sedimentação através do filtro de 20 mícrons. O óleo é permitido para ainda resolver a remover a água residual. A água residual é recirculada ou pode ser destilada para remover o material orgânico, como um óleo leve. (Figura 3). O óleo pode ser queimado através de um calor combinado e motor de energia para gerar calor e eletricidade. Emissões de escape provenientes do motor podem, em seguida, ser recicladas através de um aparelho purificador que consiste em qualquer produto químico sequestrante de dióxido de carbono adequado, incluindo, mas não limitado a polietileno glicol 300 (PEG 300).
[0137] O óleo pode ainda ser processado por meio de filtração ou por remoção de água a níveis especificados utilizando filtros desmulsificantes ou agentes de secagem.
[0138] Sistemas de tanque 1 e 2 diferem entre o tempo necessário para formar o produto de óleo. Sistema de Tanque 1 é uma opção de consumo de pouca energia, mas requer tempos de reação prolongados e sistema de tanque 2 é uma técnica mais rápida, mas requer um maior consumo de energia.
[0139] O óleo é testado para limites especificados.
[0140] O óleo pode ser ainda processado, dependendo da aplicação para a qual o óleo se destina. Em alguns casos, o óleo pode ser misturado com um outro óleo, por exemplo, a fim de modificar as propriedades/características do outro óleo.
[0141] Um produto de óleo é obtido com os seguintes valores típicos:
[0142] Em alternativa, um produto de óleo pode ser obtido com
[0143] Óleo consiste em ácidos carboxílicos alifáticos: - A impressão digital de infra-vermelho (Figura 1) é típica de ácidos carboxílicos alifáticos. - O óleo reage quimicamente como típico de um ácido carboxílico.
[0144] O óleo pode ser usado como estoque de alimentação médio ou longo, curto. - O óleo tem tipicamente um comprimento de cadeia superior a 2 e inferior a 24. - O óleo é tipicamente mono-insaturado com um valor de iodo de 90 a 95 mg de 1/100 g. - O produto de óleo sofre as reações de um ácido carboxílico ou como um estoque de alimentação de cadeia média ou longa, curta para produzir outros produtos comercialmente úteis. Estas reações incluem, mas não são limitadas a: a. Produção de ésteres por reação com álcoois utilizando lipases, catalisadores ácidos ou catalisadores alcalinos. b. Produção de amidas ou através do intermediário de éster ou diretamente através da reação de Schmidt. c. Produção de sais de carboxilato com bases, incluindo, mas não exclusivamente, hidróxidos alcalinos, carbonatos ou carbonatos de hidroxila. d. Redução de álcoois diretamente por hidrogenação ou através dos intermediários de aldeído utilizando os catalisadores, incluindo mas não exclusivamente cloreto de dimetilcloroetilamônio NN e hidreto de alumínio lítio. e. Redução de aldeídos, quer diretamente através de hidrogenação ou através de um intermediário, tal como o halogeneto de ácido empregando a redução de Rosenmund ou o tioéster através da redução de Fukuyama. f. Produção de cloretos de ácido utilizando os reagentes que incluem, mas não exclusivamente oxido de dicloreto de enxofre, cloreto de fósforo (V) e tricloreto de fósforo. g. Descarboxilação do ácido carboxílico ou sal ácido, quer por via enzimática com descarboxilases ou com cal de soda para gerar o hidrocarboneto equivalente. h. Redução do tamanho através da degradação de Barbier Wieland. - O óleo é produzido diretamente e não pela produção antes da biomassa e o seu processamento subsequente. - O óleo não é produzido pela fermentação.
[0145] O método de produção de óleo é "conduzido" em uma nova maneira. A primeira etapa do processo é a redução de dióxido de carbono para produzir o ácido fórmico. O ácido fórmico é um agente de redução (redox potencial-0,25). A primeira etapa da reação corrige o dióxido de carbono, mas também gera equivalentes redutores suficientes para conduzir a parte seguinte do processo (construção da cadeia). O uso de uma bateria química "in situ" pode ser utilizado para conduzir outras reações redox. Ácido fórmico (redutor), em seguida, reduz os ácidos carboxílicos disponíveis (oxidante), adicionando um carbono para uma cadeia em crescimento e liberando oxigênio como O2. Isto evita a necessidade de adicionar um agente de redução para conduzir a reação, o carbono e equivalentes redutores sendo sequestrados no produto final.
[0146] Etapa 1 - C02 + H2 -> HCOOH Etapa 2 - RCOOH + HCOOH - RCH2.COOH + O2
[0147] As etapas iniciais na construção da cadeia são reforçadas pela tendência de ácido fórmico (e os ácidos carboxílicos de cadeia mais curta) para formar dímeros em solução.
[0148] (1) Qiang, L. et al. Applied Microbiology & Biotechnology (2008), pp 749-756. (2) Haas, M.J. et al. Biodiesel Handbook (2005) Eds. Knothe, G., Krahl, J. and Gerpen, J.V. AOCS Press, Urbana, IL pp 42-61. (3) Eliasson, B. et al. Ind Eng. Chem. Res. (1998) 37 pp 3350. (4) Wenzhein, L. Advances in Carbon Dioxide Conversion and Utilization (2 010) Edit Hu, Y Am Chem Soc, Washington D.C. (5) Howell, K. Scientific American (2009) pp 22. (6) Liao, J.C. et al. Nature Biotechnology 29 (2011) 346-351. (7) Yin, S. et al, (05.01.2012), Patente US 2012003705. (8) McCollom, R. et al. Origens of Life and Evolution in the Biosphere (1999) 29 153-166. (9) Yoneyama, H. Catalysis Today (1997) 39 169-175. (10) Reda, T. et al. PNAS (2008) 105 10654-10658. (11) Song Yin et al. (2012), Patente US 2012/0003705. (12) Simpson, S.D. (2010), Patente US 2010/0317074A1. (13) Hickey, R. (2012) Patente US 2012/0003706A1. (14)Hickey, R. (2012) Patente US 2012/0003707A1. (15) Kohn,R. A. and Kim S-W (2012) Patente US 2012/0034664A1. (16) Worm, P et al. Microbiology (2011) 157 286-289. (17) Molinari, F., Villa, R., Aragozzini, F., Cabella, P., Barbeni, M. and Squarcia, F.J. Chem. Biotechnol. (1997) 70 294-298. (18) Fox, M.G.A., Fox, F. , Dickinson, M and Ratledge, R.J. Gen Microbiol. (1992) 138 1963-1972. (19) Tosatto, S.C.E., Toppo, S., Carbonera, D., Giacometti, G.M. and Costantini, P. Int. J. Hydrogen Energy (2008) 33 570-578. (20) Eberz, G., Hogrefe, C., Kortluke, C., Kamienski, A. and Friedrich, B.J. Bacteriol (1986) 168 636-641. (21) Ortrud Ashenbrenner e Peter Styring (2010) Energy Environmental Science 3, 1106-1113.
Claims (13)
1. Uso da cepa Acetobacter que tem o número de acesso NCIMB 41808 caracterizado pelo fato de que é para a produção de ácidos carboxílicos alifáticos.
2. Método para a produção de ácidos carboxílicos alifáticos caracterizado pelo fato de que compreende a produção de ácidos carboxílicos alifáticos utilizando um meio que compreende a cepa Acetobacter que tem o número de acesso NCIMB 41808.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a reção para produzir os ácidos carboxílicos alifáticos ocorre a um pH entre 3,0 e 8,5.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a reação para produzir os ácidos carboxílicos alifáticos ocorre a um pH entre 6,0 e 7,0.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que a reação para produzir os ácidos carboxílicos alifáticos ocorre a uma temperatura entre 5°C e 60°C.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que a reação para produzir os ácidos carboxílicos alifáticos ocorre a uma temperatura entre 15°C e 20°C.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que o dióxido de carbono é a única fonte de carbono.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dióxido de carbono é borbulhado através do meio.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8, caracterizado pelo fato de que o meio é uma emulsão óleo em água.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 9, caracterizado pelo fato de que o meio compreende um agente sequestrante de dióxido de carbono.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 10, caracterizado pelo fato de que o meio compreende um agente oxidante.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 11, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda remover ou exterminar as células de Acetobacterapós a cultura.
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ou mais das seguintes etapas: 1) separar os ácidos carboxílicos alifáticos; 2) filtrar os ácidos carboxílicos alifáticos; 3) misturar os ácidos carboxílicos alifáticos com um combustível diferente, de preferência, um combustível líquido; 4) modificar quimicamente os ácidos carboxílicos, por exemplo, em éster, álcoois, cetonas ou aldeídos, e 5) destilar e separar certas frações de ácidos carboxílicos alifáticos.
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