BR112014012915B1 - Método de produção de lipídios, e, composição - Google Patents

Abstract

método de produção de lipídios, e, composição é provido um método para obtenção de lipídios de biomassa microbiana como algas pelo tratamento da biomassa microbiana com uma solução contendo pelo menos um ácido a-hidroxissulfônico para extrair e recuperar componentes lipossolúveis. o ácido a-hidroxissulfônico pode ser facilmente removido do produto contendo componentes lipossolúveis e reciclado. (300 kpa man.)

Description

“MÉTODO DE PRODUÇÃO DE LIPÍDIOS, E, COMPOSIÇÃO” Campo da invenção [0001] A invenção refere-se a um processo para recuperar lipídios de biomassa microbiana.

Antecedentes da invenção [0002] Micro-organismos como fungos, leveduras, bactérias, e algas têm capacidade de produzir lipídios. Lipídios constituem um amplo grupo de moléculas de ocorrência natural que inclui gorduras, ceras, esteróis, vitaminas solúveis em gordura (como vitaminas A, D, E, e K), monoglicerídeos, diglicerídeos, triglicerídeos, fosfolipídios, e outros. As principais funções dos lipídios incluem armazenamento de energia, formação de componentes estruturais de membranas celulares e importantes moléculas de sinalização. [0003] Lipídio é geralmente acumulado em célula microbiana.

Portanto têm sido praticados vários métodos para extrair lipídios de células microbianas dotadas de capacidade de produção de lipídios. Para liberar lipídios do material fonte, pode ser necessário destruir paredes celulares antes da extração do lipídio. A ruptura pode ocorrer fisicamente, enzimaticamente e/ou quimicamente. Preferivelmente, ruptura celular é efetuada por meios mecânicos. Vários métodos têm sido usados para a ruptura física de células, incluindo homogeneização, sonicação, congelamento/descongelamento, extrusão, e moagem mecânica. Entretanto, estes métodos requerem um tempo bastante longo para recuperar uma quantidade suficiente de lipídios e, portanto, extração eficiente não pode ser executada. Por exemplo, homogeneização de biomassa microbiana a úmido pode criar emulsões que dificultam o subsequente estágio de extração.

Sumário da invenção [0004] Em uma modalidade, é provido um método de produção de lipídios compreendendo: (a) provier uma biomassa microbiana; (b) contactar a biomassa microbiana com uma solução contendo pelo menos um ácido α- hidroxissulfônico produzindo assim uma biomassa tratada com ácido; e (c) extrair lipídios da biomassa tratada com ácido.

[0005] Em outra modalidade, é provido um método de produção de lipídios compreendendo: (a) prover uma biomassa microbiana; (b) contactar a biomassa microbiana com uma solução contendo pelo menos um ácido α-hidroxissulfônico produzindo assim uma biomassa tratada com ácido; (c) extrair lipídios da biomassa tratada com ácido; e (d) remover o ácido α-hidroxissulfônico em sua forma de componente da biomassa tratada com ácido por aquecimento e/ou redução de pressão para produzir um produto com ácido removido contendo biomassa tratada com ácido substancialmente livre de ácido α-hidroxissulfônico.

[0006] Em outra modalidade, o método compreende a reciclagem do ácido α- hidroxissulfônico removido para o estágio (b) como componentes ou em sua forma recombinada.

[0007] As características e vantagens da presente invenção serão evidentes para os especialistas na técnica. Embora numerosas mudanças possam ser feitas pelos especialistas na técnica, tais mudanças estão dentro do escopo da invenção.

Breve Descrição do Desenho [0008] Este desenho ilustra certos aspectos de algumas das modalidades da invenção, e não deve ser usado para limitar ou definir a invenção.

[0009] A figura ilustra esquematicamente um diagrama de fluxo de blocos de uma modalidade do processo de tratamento desta invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [00010] Foi verificado que a destruição de células microbianas pelo uso de ácido α- hidroxissulfônico aumenta notavelmente a permeabilidade de um solvente para as células e a eficiência da extração dos lipídios contidos nas células microbianas. O ácido α- hidroxissulfônico é eficaz para a destruição de paredes de células microbianas melhorando a recuperação de lipídios da biomassa microbiana. Além disso, o ácido α- hidroxissulfônico é reversível para materiais facilmente removíveis e recicláveis e não forma emulsões por homogeneização em alta pressão.

[00011] Micro-organismos contendo lipídios nas células microbianas como biomassa microbiana podem ser tratados pelo presente processo. Biomassa microbiana pode ser formada fotossinteticamente ou por fermentação. Biomassa microbiana pode incluir, por exemplo, microalgas, leveduras, fungos ou bactérias.

[00012] Os ácidos α-hidroxissulfônicos de fórmula geral em que R1 e R2 são individualmente hidrogênio ou hidrocarbila com até 9 átomos de carbono contendo ou não oxigênio podem ser usados no tratamento da presente invenção. O ácido α-hidroxissulfônico pode ser uma mistura dos ácidos mencionados acima. O ácido pode geralmente ser preparado reagindo pelo menos um composto carbonila ou precursor de composto carbonila (e.g., trioxano e paraformaldeído) com dióxido de enxofre ou precursor de dióxido de enxofre (e.g., enxofre e oxidante, ou trióxido de enxofre e agente redutor) e água de acordo com a seguinte equação geral 1 em que R1 e R2 são individualmente hidrogênio ou hidrocarbila com até 9 átomos de carbono ou uma mistura dos mesmos. [00013] Exemplos ilustrativos de compostos carbonila úteis para preparar os ácidos α-hidroxissulfônicos usados nesta invenção são: Ri=R2=H (formaldeído) Ri =H, R2=CH3 (acetaldeído) Ri =H, Ι«ΙΚ'ΙΙ. (propionaldeído) R.=H. R2= CH2CH2CH3 (n-butiraldeído) Ri=H, R2=CH(CH3)2 (i-butiraldeído) R1 =H, R2= CH2OH (glicolaldeído) R1 =H, R2= CHOHCH2OH (gliceraldeído) R1 =H, R2= C(=O)H (glioxal) R1 =H, R2= : R1=H, R2= R1 =H, R2= R1 =R2=CH3 (acetona) R1=CH2OH, R2=CH3 (acetol) R1=CH3, R2=CH2CH3 (metil etil cetona) R1=CH3, R2=CHC(CH3)2 (óxido de mesitila) R1=CH3, R2=CH2CH(CH3)2 (metil i-butil cetona) R1, R2=(CH2)5 (ciclo-hexanona) ou R1 =CH3, R2=CH2Cl (cloroacetona) [00014] Os compostos carbonila e seus precursores podem ser uma mistura dos compostos descritos acima. Por exemplo, a mistura pode ser um composto carbonila ou um precursor, por exemplo, trioxano que é conhecido por reverter termicamente a formaldeído em temperaturas elevadas ou um álcool que pode ser convertido no aldeído por desidrogenação do álcool em aldeído por qualquer método conhecido. Um exemplo de tal conversão de álcool em aldeído é descrito abaixo. Um exemplo de uma fonte de compostos carbonila pode ser uma mistura de hidroxiacetaldeído e outros aldeídos e cetonas produzidos a partir de óleo de pirólise rápida como descrito em "Fast Pyrolysis and Bio-oil Upgrading, Biomass-to-Diesel Workshop" (Pirólise / Rápida e Melhoramento de Bio-Óleo, Seminário Biomassa a Diesel), Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington, 5-6 Setembro, 2006. Os compostos carbonila e seus precursores podem também ser uma mistura de cetonas e/ou aldeídos com ou sem alcoóis que pode ser convertida em cetonas e/ou aldeídos, preferivelmente na faixa de 1 a 7 átomos de carbono. [00015] A preparação de ácidos α-hidroxissulfônicos pela combinação de um composto orgânico de carbonila, SO2 e água é uma reação geral ilustrada na equação 2 para acetona.

[00016] Os ácidos α- hidroxissulfônicos parecem ser tão fortes quanto, se não mais fortes que, HCl pois uma solução aquosa do aduto foi relatada como reagindo com NaCl liberando o ácido mais fraco, HCl (ver US 3 549 319). A reação da equação 1 é um equilíbrio verdadeiro, que resulta em reversibilidade fácil do ácido. Isto é, quando aquecido, o equilíbrio desloca-se para os componentes de partida carbonila, dióxido de enxofre, e água. Se os componentes voláteis (e.g. dióxido de enxofre) podem abandonar a mistura de reação via vaporização ou outros métodos, a reação ácida é completamente revertida e a solução torna-se efetivamente neutra. Assim, por aumento de temperatura e/ou abaixamento de pressão, o dióxido de enxofre pode ser eliminado e a reação completamente invertida devido ao princípio de Le Chatelier, o destino do composto carbonila sendo dependente da natureza do material empregado. Se a carbonila é também volátil (e.g. acetaldeído), este material é também facilmente removido na fase vapor. Compostos carbonila como benzaldeído, que são parcamente solúveis em água, podem formar uma segunda fase orgânica e ser separados por meios mecânicos. Assim a carbonila pode ser removida por meios convencionais, e.g., aplicação continuada de calor e/ou vácuo, stripping por vapor ou nitrogênio, lavagem por solvente, centrifugação, etc. Portanto, a formação destes ácidos é reversível sendo que quando a temperatura é elevada, dióxido de enxofre e/ou aldeído e/ou cetona podem ser eliminados da mistura e condensados ou absorvidos em outro local para serem reciclados. Foi verificado que estes ácidos reversíveis, que são aproximadamente tão fortes como ácidos minerais fortes, são eficazes na ruptura de células de micro-organismos. Verificamos que este tratamento aumenta a permeabilidade de um solvente para as células e a eficiência de extração dos lipídios, aumentando assim a recuperação de lipídio. Adicionalmente, como os ácidos são efetivamente removidos da mistura de reação após o tratamento, neutralização com base, complicando o processamento posterior, é substancialmente evitada. A capacidade de reverter e reciclar estes ácidos também permite o uso de concentrações mais altas que as que seriam de outra maneira praticáveis, economicamente ou ambientalmente.

[00017] Foi verificado que a posição de equilíbrio na equação 1 em qualquer temperatura e pressão é altamente influenciada pela natureza do composto carbonila empregado, efeitos estéricos e eletrônicos tendo uma forte influência sobre a estabilidade térmica do ácido, sendo que mais massa em torno da carbonila tende a favorecer uma estabilidade térmica mais baixa da forma ácida. Assim pode-se regular a força do ácido e a temperatura de fácil decomposição pela seleção do composto carbonila apropriado.

[00018] Em algumas modalidades, as reações descritas abaixo são efetuadas em qualquer sistema de projeto adequado incluindo sistemas de fluxo contínuo (como CSTR e reatores de fluxo tampão, vasos e reatores de batelada, semibatelada ou multissistema e reatores de passagem de leito recheado (packed-bed flow-through reactors). Apenas por razões de viabilidade econômica, é preferível que a invenção seja praticada usando um sistema de fluxo contínuo em estado de equilíbrio.

[00019] A figura mostra uma modalidade da presente invenção 100 para recuperar lipídios de biomassa microbiana. Nesta modalidade, biomassa microbiana 10 é introduzida em um sistema de tratamento ácido 20 contendo ácido α- hidroxissulfônico no qual a biomassa microbiana entra em contato com uma solução contendo pelo menos um ácido α- hidroxissulfônico formando assim biomassa tratada com ácido 22. O sistema de tratamento com ácido pode conter vários componentes incluindo ácido α- hidroxissulfônico gerado in situ. O termo "in situ", neste contexto, refere-se a um componente que é produzido dentro do processo total; não é limitado a um reator particular para produção ou uso e é portanto sinônimo de componente gerado no processo. A biomassa tratada com ácido 22 oriunda de 20 é introduzida no sistema de remoção de ácido 30 no qual o ácido é removido em sua forma de componentes 34 e então recuperado (e opcionalmente lavado 36) e reciclado (como componentes ou em sua forma recombinada) por meio da corrente de reciclagem 38 até 20 e a corrente do produto biomassa tratada com ácido 32 contendo a biomassa tratada com ácido substancialmente livre de ácido α-hidroxissulfônico é provida à zona de extração de lipídio 40 onde o lipídio 42 é extraído e recuperado da biomassa extraída 44. Na reciclagem do ácido removido, opcionalmente compostos carbonila adicionais, SO2, e água podem ser adicionados, quando necessário (coletivamente 38). O ácido removido como componentes pode ser reciclado para 38 como componentes e/ou em sua forma recombinada (como ácido α- hidroxissulfônico).

[00020] Assim, uma mistura típica de tratamento ácido contém (a) uma biomassa microbiana contendo pelo menos um lipídio, (b) pelo menos um ácido α- hidroxissulfônico, e (c) água.

[00021] Lipídios podem ser extraídos através de uma ampla variedade de métodos conhecidos. A extração pode ser extração física ou extração química. Em uma extração física, a biomassa microbiana é seca, e os lipídios podem ser prensados com uma prensa de óleo (com esmagamento mecânico opcional). Várias configurações de prensa como parafuso, expelidor, e pistão podem ser usadas. O esmagamento mecânico pode ser usado sozinho ou em conjunto com extração química por solvente. Uma escolha comum de solvente para extração química por solvente é hexano, que é largamente usado na indústria. Benzeno e éter podem também ser usados para separar os lipídios. Muitos outros solventes podem também ser usados. Outro método de extração de solvente químico é extração por Soxhlet. Neste método, lipídios do micróbio são extraídos através de repetidas lavagens, ou percolação com um solvente orgânico como hexano ou éter de petróleo sob refluxo em um recipiente de vidro especial. O solvente é reutilizado em cada ciclo. CO2 supercrítico pode também ser usado como solvente. Neste método, CO2 é liquefeito sob pressão e aquecido até o ponto em que ele se torna supercrítico (tendo propriedades tanto de líquido como de gás), permitindo que ele aja como solvente. Lipídios podem também ser removidos de algas alterando quimicamente os lipídios, por exemplo, por hidrólise e esterificação/transesterificação a ésteres metila de ácidos graxos (fatty acid methyl esters (FAME)) e separação em fases do material resultante.

[00022] Vários fatores afetam a ruptura de célula da biomassa microbiana. O composto de carbonila ou composto de carbonila incipiente (como trioxano) com dióxido de enxofre e água devem ser adicionados em um montante e sob condições efetivas para formar ácidos α-hidroxissulfônicos. A temperatura e pressão do tratamento ácido devem ficar na faixa de formação de ácidos α-hidroxissulfônicos e romper as células da biomassa microbiana. O montante do composto carbonila ou seu precursor e do dióxido de enxofre deve ser para produzir ácidos α- hidroxissulfônicos na faixa de 1% em peso, preferivelmente de 5% em peso, no máximo da preferência de 10% em peso, a 55% em peso, preferivelmente a 50% em peso, mais preferivelmente a 40% em peso, com base na solução total. Para a reação, excesso de dióxido de enxofre não é necessário, mas qualquer excesso de dióxido de enxofre pode ser usado para deslocar o equilíbrio da eq. 1 para favorecer a forma ácida em temperaturas elevadas. As condições de contato da reação de hidrólise podem ser realizadas em temperaturas preferivelmente inferiores a 50°C dependendo do ácido α-hidroxissulfônico usado, embora essa temperatura possa ser tão baixa como a temperatura ambiente, dependendo do ácido e da pressão usada. A condição de contato da reação de hidrólise pode ficar, preferivelmente, na faixa de, até e inclusive 150°C, dependendo do ácido α-hidroxissulfônico usado. Em uma condição mais preferida, a temperatura é de pelo menos 80°C, no máximo da preferência de pelo menos 100°C. Em uma condição mais preferida, a temperatura fica na faixa de 90°C a 120°C (inclusive). A reação é preferivelmente realizada em pressão tão baixa quanto possível, dada a necessidade de conter o excesso de dióxido de enxofre. A reação pode, também, ser realizada em uma pressão tão baixa como 1 bar (g) (100 KPa man.), preferivelmente 4 bar (g) (400 KPa man.), a uma pressão tão alta como 10 bar (g) (4000 KPa man.). A temperatura e pressão a serem otimamente utilizadas dependerão do ácido α-hidroxissulfônico particular escolhido e otimizadas com base em considerações econômicas de vasos de contenção e metalurgia praticadas pelos especialistas na técnica.

[00023] A temperatura do tratamento ácido pode ser escolhida de modo que o montante máximo de lipídios extraíveis da biomassa microbiana seja extraído enquanto se limita a formação de produtos de degradação. O montante de solução ácida para “peso seco” de biomassa determina a concentração final de lipídios obtida. Assim é desejável concentração de biomassa tão alta quanto possível.

[00024] Em algumas modalidades, vários vasos podem ser usados para realizar o tratamento ácido. Estes vasos podem ter qualquer projeto capaz de realizar um tratamento ácido. Projetos adequados de vasos podem incluir, mas não se limitam a reatores de batelada, leito de gotejamento, concorrente, contracorrente, tanque agitado, ou de leito fluidizado. Estagiamento de reatores pode ser empregado para se chegar à solução mais econômica. Projetos adequados de reator podem incluir, mas não se limitam a, um reator de retromistura (e.g., um tanque agitado, uma coluna de borbulhamento, e/ou um reator de mistura por jatos) que pode ser empregado se a viscosidade e características da matéria prima de base biológica parcialmente digerida e meio de reação líquido são suficientes para operar em um regime onde sólidos da alimentação de base biológica são suspensos em um excesso de fase líquida (em oposição a um digestor em pilha). É também possível que um reator de leito de gotejamento possa ser empregado com a biomassa microbiana presente como a fase estacionária e uma solução de ácido α-hidroxissulfônico passando sobre o material.

[00025] O ácido α-hidroxissulfônico pode ser removido da biomassa tratada com ácido por aplicação de calor e/ou vácuo, para reverter a formação de ácido α- hidroxissulfônico a seu material de partida produzindo uma corrente contendo a biomassa tratada com ácido substancialmente livre do ácido α-hidroxissulfônico. Em particular, a corrente de produto é substancialmente livre de ácido α-hidroxissulfônico, significando que não mais que 2% em peso está presente na corrente de produto, preferivelmente não mais de 1% em peso, mais preferivelmente na mais de 0,2% em peso, no máximo da preferência não mais de 0,1% em peso presente na corrente de produto. A temperatura e pressão dependerá do ácido α-hidroxissulfônico particular usado e minimização das temperaturas empregadas são desejáveis para conservar os açúcares obtidos nas reações de tratamento. Tipicamente a remoção pode ser realizada em temperaturas na faixa de 50°C, preferivelmente de 80°C, mais preferivelmente de 90°C, a 110°C, até 150°C, e pressão na de 0,1 bara a 3 bara (10 a 300 KPa man.), mais preferivelmente de 1 bara (atmosférica) (10 KPa man.) a 2 bara (20 KPa man). Pode ser apreciado por uma pessoa com habilidade na técnica que a reação de tratamento 20 e a remoção do ácido 30 pode ocorrer no mesmo vaso ou em um vaso diferente ou em vários tipos diferentes de vasos dependendo da configuração e estagiamento do reator já que o sistema é projetado de modo que a reação seja realizada em condição favorável para a formação e manutenção do ácido α-hidroxissulfônico e remoção favorável para a reação reversa. Como exemplo, a reação no vaso de reação 20 pode ser operada em aproximadamente 100°C e pressão de 4 bar (g) (40 KPa man.) na presença de ácido α-hidroxietanossulfônico e o vaso de remoção 30 pode ser operado em aproximadamente 110°C e uma pressão de 0,5 bar (g) (5 KPa man.). É ainda contemplado que a reversão pode ser favorecida pela destilação reativa do ácido α-hidroxissulfônico formado. Na reciclagem do ácido removido, compostos de carbonila opcionalmente adicionais, SO2, e água podem ser adicionados conforme necessário.

[00026] Embora a invenção seja susceptível a várias modificações e formas alternativas, modalidades específicas da mesma são mostradas por meio de exemplos aqui descritos em detalhe. Deve ser entendido que a descrição detalhada das mesmas não pretende limitar a invenção à forma particular divulgada, mas pelo contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas que caiam dentro do espírito e escopo da presente invenção definida pelas reivindicações anexas. A presente invenção será ilustrada pela seguinte modalidade ilustrativa que é fornecida somente para ilustração e não deve ser interpretada como limitando a invenção reivindicada de qualquer maneira.

MODALIDADES ILUSTRATIVAS Métodos e Materiais Gerais [00027] Nos exemplos, o aldeído ou precursores de aldeído foram obtidos de Sigma-Aldrich Co.

[00028] Produtos de microalgas comerciais obtidos de Reed Mariculture Inc. foram usados para realizar os experimentos (algas verdes Nannochloropsis). Métodos analíticos [00029] Determinação de lipídios para material de algas em massa: [00030] A determinação do teor total de lipídios foi realizada usando o Extrator de Solventes Dinoex (ASE 350). A amostra de algas foi liofilizada de um dia para o outro. Uma célula extratora (66 ml) foi, então, enchida com um grama de amostra de algas juntamente com areia. Dois filtros de fibra de vidro (0,2 mícrons) foram postos nas duas extremidades da célula extratora ASE (accelerated solvent extraction - extração acelerada de solvente) para bloquear qualquer escape potencial de algas para os solventes extraídos)..Uma mistura de metanol e clorofórmio (65%:35%) foi usada como um sistema solvente para extrair os lipídios em 10 min de tempo estático a 60°C em 10,342 MPa (1500 psi) de pressão. Após a extração ASE, quaisquer sais do extrato foram lavados em um funil separação agitando-o com água deionizada. Solventes clorofórmio/metanol separados foram evaporados até secura em evaporador centrífugo Genevac. O teor de lipídios foi calculado após pesagem dos lipídios secos usando uma balança analítica.

[00031] O teor de lipídios é reportado como lipídio = (peso do extrato de amostra - peso do extrato de controle)/ peso seco.

Exemplos [00032] Procedimento Geral para formação de ácidos α- hidroxissulfônicos.

[00033] Aldeídos e cetonas reagirão prontamente com dióxido de enxofre em água para formar ácidos α- hidroxissulfônicos de acordo com a equação 1 acima. Estas reações são geralmente rápidas e um tanto exotérmicas. A ordem de adição (SO2 a carbonila ou carbonila a SO2) não parece afetar o resultado da reação. Se a carbonila é capaz de reações aldólicas, preparação de misturas concentradas (> 30% em peso.) são melhor conduzidas em temperaturas abaixo da ambiente para minimizar reações secundárias. Verificamos ser vantajoso acompanhar o curso da reação usando Espectroscopia de Infravermelho in situ (ISIR) empregando sondas capazes de serem inseridas em vasos ou sistemas de reação de pressão. Existem numerosos fabricantes desses sistemas como sonda sentinela da Mettler Toledo Autochem. Além de ser capaz de ver os materiais de partida: água (1640 cm-1), carbonila (de aproximadamente. 1750 cm-1 a 1650 cm-1 dependendo da estrutura da carbonila orgânica) e SO2 (1331 cm-1), a formação do ácido α- hidroxissulfônico é acompanhada pela formação de bandas características do grupo SO3 (banda ampla em cerca de 1200 cm-1) e os alongamentos do grupo α-hidróxi (bandas única a múltiplas em cerca de 1125 cm-1). Além de monitorar a formação do ácido α-hidroxissulfônico, a posição relativa do equilíbrio em qualquer temperatura e pressão pode ser prontamente avaliada pelas alturas relativas de pico dos componentes de partida e do complexo ácido.

[00034] A presença definitiva do ácido hidroxissulfônico pode também ser confirmada com o ISIR.

Exemplo 1.

[00035] Formação de ácido α-hidroxietano sulfônico a 40 % em peso a partir de acetaldeído.

[00036] Em um Vaso de Reação de Pressão Lab-Crest de 340,19 g (12 onças) (frasco de Fischer-Porter) foram colocados 260 gramas de água desgaseificada por nitrogênio. Foram então acrescentados 56,4 gramas de acetaldeído via seringa com agitação. A mistura acetaldeído/água não mostrou nenhuma pressão de vapor aparente. O conteúdo do frasco de Fischer-Porter foi transferido para um reator de aço de 600 ml C276 equipado com SiComp da IR optics. Um vaso de Hoke de saída única foi carregado com 81,9 gramas de dióxido de enxofre, invertido e ligado ao topo do reator. O SO2 foi adicionado ao sistema de reação em uma única porção. A pressão no reator subiu para cerca de 3 bar (300 KPa man.), e, em seguida, caiu rapidamente para pressão atmosférica à medida que ISIR indicava o aparecimento e, então, o rápido consumo do SO2. A temperatura da mistura de reação aumentou aproximadamente 31 °C durante a formação do ácido (de 14°C a 45°C). ISIR e pressão de reação indicaram que a reação se completou em aproximadamente 10 minutos. A solução final mostrou um espectro de infravermelho com as seguintes características: uma banda larga centrada em 1175 cm-1 e duas bandas agudas em 1038 cm-1 e 1015 cm-1. O reator foi purgado duas vezes por pressurização com nitrogênio a 3 bar (300 KPa man.) e, então, ventado. Isto produziu 397 gramas de uma solução estável de ácido α-hidroxietano a 40 % em peso sem nenhum acetaldeído ou SO2 residual. Uma amostra deste material foi dissolvida em d6-DMSO e analisada por RMN 13C, revelando duas absorbâncias de carbono em 81,4, e 18,9 ppm correspondendo aos dois carbonos de ácido α-hidroxietano sulfônico sem nenhuma outra impureza orgânica ao limite de detecção (800: 1).

Exemplos 2 [00037] Tratamento de microalgas com soluções de ácido α-hidroxietano sulfônico.

[00038] Em uma autoclave de 300 ml equipada com uma sonda DiComp IR, foram colocados aproximadamente 100 gramas de algas verdes Nannochloropsis úmidas (teor de água 81,60%). A isto foram adicionados aproximadamente 6,16 gramas de acetaldeído com agitação. Um vaso de Hoke de saída única carregado com aproximadamente 10,0 gramas de dióxido de enxofre foi invertido e ligado ao topo do reator. O SO2 foi adicionado ao sistema de reação em uma única porção. O reator contém agora uma mistura contendo aproximadamente 16% em peso de algas verdes em contato com solução de ácido α-hidroxissulfônico (17,64 gramas de ácido α-hidroxissulfônico total).

[00039] A mistura de reação é agitada (1000 a 1500 rpm como notado na coluna I usando um impulsor com pás em ângulo de 45° para baixo (45° downpitch impeller) e começa a aquisição dos espectros de IR. A mistura de reação é, então, aquecida até a temperatura alvo de 100°C e mantida por um período de uma hora. O aquecimento é descontinuado e o reator resfriado a temperatura ambiente usando um fluxo de ar comprimido. O reator foi ventado e, então, purgado com uma corrente lenta de nitrogênio por alguns minutos para eliminar qualquer dióxido de enxofre do espaço de gás do reator. O reator foi aberto e o conteúdo filtrado através de um funil de frita de vidro usando um aspirador a vácuo. O reator foi enxaguado com três porções separadas de 25 ml de água (anotando o peso em todos os enxágues), os enxágues sendo usados para completar a transferência de sólidos e enxágue dos sólidos no funil. Para enxaguar completamente os sólidos no funil, foi necessário desligar o vácuo, adicionar a água, suspender os sólidos por agitação manual e, então, restabelecer o vácuo par o filtro. O peso acumulado do filtrado e enxágues foi obtido. O filtrado foi seco, e, então, extraído com hexano para recuperar os lipídios por extração em Soxhlet. 20.22% do lipídio baseado no peso seco foi recuperado após pré-tratamento com ácido, secagem e extração em comparação com 3,06% para materiais não tratados. Uma amostra não tratada foi também submetida a laboratório analítico para determinar o teor de lipídios. Usando o método de ASE (extração acelerada por solvente) e hexano como solvente, somente 12,7 % o lipídio foi recuperado. Todas as 3 amostras dos lipídios extraídos apresentaram a mesma composição determinada por RMN C13.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Método de produção de lipídios, caracterizado por: (a) prover uma biomassa microbiana; (b) contactar a biomassa microbiana com uma solução contendo um ácido α-hidroxissulfônico, produzindo, assim, biomassa tratada por ácido; e, (c) extrair lipídios da biomassa tratada com ácido.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente (d) remover o ácido α- hidroxissulfônico na sua forma de componentes da biomassa tratada com ácido por aquecimento e/ou redução de pressão para produzir um produto com ácido removido contendo biomassa tratada com ácido substancialmente livre do ácido α-hidroxissulfônico.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por adicionalmente reciclar o ácido α- hidroxissulfônico removido para a etapa (b) como componentes ou em sua forma recombinada.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ácido α-hidroxissulfônico está presente em um montante de 1% em peso a 55% em peso, com base na solução.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o ácido α-hidroxissulfônico é produzido a partir de (a) um composto carbonila ou um precursor de um composto carbonila com (b) dióxido de enxofre ou um precursor de dióxido de enxofre e (c) água.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o ácido α-hidroxissulfônico é gerado in-situ.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) é realizada em uma temperatura na faixa de 50°C a 150°C e uma pressão na faixa de 1 bar (g) a 10 bar (g) (100 kPa a 1000 kPa man.).

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma porção do lipídio é adicionalmente convertida em um componente de biocombustível.

9. Composição, caracterizada por: (a) uma biomassa microbiana contendo lipídios produzidos pelo método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8; (b) um ácido α-hidroxissulfônico; e, (c) água.