ITMI20131915A1 - Procedimento per l'estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale - Google Patents
Procedimento per l'estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algaleInfo
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- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Description
“PROCEDIMENTO PER L’ESTRAZIONE DI LIPIDI E DI ZUCCHERI DA BIOMASSA ALGALE”
La presente invenzione riguarda un procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale.
Più in particolare, la presente invenzione riguarda un procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale che comprende produrre una sospensione acquosa di biomassa algale; portare il pH di detta sospensione acquosa di biomassa algale ad un valore maggiore o uguale a 10; concentrare detta sospensione acquosa di biomassa algale mediante aggiunta di almeno un flocculante anionico; recuperare la biomassa algale concentrata ottenuta; sottoporre detta biomassa algale concentrata ad estrazione dei lipidi ottenendosi: (i) una fase organica comprendente lipidi; (ii) una fase semi-solida comprendente un residuo di detta biomassa algale; sottoporre detta fase semi-solida (ii) ad idrolisi ottenendosi zuccheri.
I lipidi così ottenuti possono essere vantaggiosamente utilizzati nella produzione di biodiesel o green diesel che possono essere utilizzati tal quali, oppure in miscela con altri carburanti per autotrazione.
Gli zuccheri così ottenuti possono essere vantaggiosamente utilizzati come fonti di carbonio nei processi di fermentazione sia per la produzione di lipidi, sia per la produzione di alcoli (e.g., etanolo, butanolo). Detti alcoli possono essere vantaggiosamente utilizzati come biocombustibili per autotrazione, o come componenti che possono essere aggiunti ai combustibili per autotrazione.
Le alghe, in particolare le microalghe, vengono attualmente coltivate per la produzione di composti di pregio quali, ad esempio, acidi grassi poli-insaturi [ad esempio, acido eicosapentaenoico (EPA), acido docosaesaenoico (DHA), e simili], vitamine (ad esempio, β-carotene, e simili) e gelificanti, che vengono collocati nei settori nutrizionale, farmaceutico e cosmetico.
La coltivazione di microalghe per i suddetti settori si caratterizza per le capacità produttive piuttosto limitate (dell’ordine di centinaia-migliaia di tonnellate per anno) e per l’elevato valore aggiunto dei composti ottenuti (centinaia-migliaia di dollari per chilo). Per questo motivo possono essere tollerati sistemi di produzione, in particolare di estrazione e di purificazione, complicati e costosi, che devono soddisfare i rigidi vincoli di tipo sanitario e nutrizionale tipici dei suddetti settori.
Il passaggio dai settori sopra menzionati, in cui tradizionalmente trovano impiego le microalghe, al settore ambientale/energetico, richiede lo sviluppo di tecnologie tali da portare a forti incrementi della capacità produttiva (dall’ordine delle centinaia-migliaia di tonnellate per anno ai milioni di tonnellate per anno) e alla forte riduzione dei costi di produzione a causa del contenuto valore aggiunto dei composti destinati al settore ambientale/energetico (centinaia-migliaia di dollari per tonnellata).
Processi relativi all’estrazione di composti da biomasse algali sono descritti nell’arte.
Ad esempio, la domanda di brevetto internazionale WO 2010/000416, a nome della Richiedente, descrive un procedimento per l’estrazione di acidi grassi da biomassa algale comprendente: produrre una sospensione acquosa di biomassa algale; sottoporre la sospensione acquosa di biomassa algale ad idrolisi acida ed estrazione tramite l’aggiunta di almeno un solvente organico apolare e di almeno un acido inorganico a detta sospensione acquosa di biomassa algale, così da ottenere le seguenti tre fasi: (i) una fase semi-solida comprendente un residuo fangoso della biomassa algale; (ii) una fase acquosa comprendente composti inorganici e composti organici idrofili; (iii) una fase organica comprendente acidi grassi e composti organici idrofobici diversi da detti acidi grassi. Dette fasi (i) - (iii) vengono sottoposte ad ulteriori trattamenti allo scopo di ottenere: oli pirolitici, biodiesel o green diesel, biogas.
La domanda di brevetto internazionale WO 2010/089063, a nome della Richiedente, descrive un procedimento per l’estrazione di lipidi da biomassa algale comprendente: produrre una sospensione acquosa di biomassa algale; aggiungere a detta sospensione acquosa di biomassa algale almeno un solvente organico immiscibile o sostanzialmente immiscibile con acqua ottenendo una miscela acquosa-organica; sottoporre detta miscela acquosa-organica ad evaporazione dell’acqua ed estrazione dei lipidi, operando ad una temperatura tale da ottenere il sostanziale completo allontanamento dell’acqua da detta miscela acquosa-organica ottenendo: (i) una fase organica comprendente lipidi e detto solvente organico; (ii) una fase semi-solida comprendente un residuo di detta biomassa algale. Dette fasi (i) e (ii) vengono sottoposte ad ulteriori trattamenti allo scopo di ottenere: oli pirolitici, biodiesel o green diesel, biogas.
La domanda di brevetto americano US 2011/0086386 descrive un metodo di frazionamento di biomassa (ad esempio, di biomassa algale) comprendente gli stadi di: condizionare la permeabilità di una biomassa sospesa in una soluzione acquosa di almeno un solvente portandola ad un determinato pH (ad esempio, a pH compreso tra 1 e 6,5 o a pH compreso tra 7,5 e 14), così da formare una biomassa condizionata; contattare intimamente la biomassa condizionata con almeno un solvente apolare; separare allo scopo di ottenere una soluzione di solvente apolare e una soluzione polare di biomassa; recuperare i prodotti cellulari dalla soluzione di solvente apolare e la soluzione polare di biomassa; sottoporre a frazionamento la soluzione polare di biomassa così da ottenere componenti polari e componenti solubili in acqua. Detto metodo consente di recuperare non solo i prodotti di interesse (che possono essere, a loro volta, utilizzati in campo nutrizionale o farmaceutico, o dei biocarburanti), ma anche di recuperare i sottoprodotti e di riciclare nutrienti e acqua.
Il brevetto americano US 7,869,195, descrive un metodo per estrarre lipidi e per disidratare una biomassa umida comprendente: centrifugare una biomassa algale umida così da aumentare il contenuto solido tra circa il 10% e circa il 40%, ottenendo una biomassa algale centrifugata; miscelare la biomassa algale centrifugata con un solvente anfifilico ottenendo una miscela; scaldare la miscela ottenendo una biomassa algale disidratata e priva di grassi (“defatted”); separare il sovente anfifilico dalla biomassa algale disidratata e priva di grassi (“defatted”) ottenendo solvente anfifilico, acqua e lipidi; evaporare il solvente anfifilico dall’acqua e dai lipidi; e separare l’acqua dai lipidi. Detti lipidi possono essere utilizzati per produrre biocarburanti ed energia rinnovabile.
Il brevetto americano US 8,115,022, descrive un metodo per isolare clorifille e olio ricco in omega-3 da alghe comprendente: (a) disidratare cellule algali sostanzialmente intatte sospese in un mezzo liquido ottenendo una biomassa algale; (b) estrarre (ad esempio, tramite aggiunta di etanolo) una frazione sostanzialmente liquida comprendente lipidi neutri, carotenoidi, e clorofille dalla biomassa algale, detti lipidi neutri includenti acidi grassi omega-3; e (c) separare i carotenoidi e le clorofille dai lipidi neutri (ad esempio, tramite un materiale adsorbente o una membrana per diafiltrazione). Detti lipidi possono essere utilizzati per produrre biocarburanti.
E’ altresì noto che la raccolta della biomassa algale è piuttosto complicata e costosa (può, infatti, pesare per il 20% - 30% sul costo totale del processo di produzione di biomassa algale.
Di conseguenza, studi sono stati fatti allo scopo di migliorare il processo di raccolta della biomassa algale.
Ad esempio, Molina Grima E. e altri, in “Biotechnology Advances” (2003), Vol. 20, pg. 491-515, descrivono vari procedimenti per la raccolta della biomassa algale quali, ad esempio, flocculazione, centrifugazione, filtrazione. Per quanto riguarda la flocculazione viene descritto l’utilizzo di agenti flocculanti quali, ad esempio: sali di metalli (e.g., cloruro di ferro, solfato di alluminio, solfato di ferro); sali di metalli polimerizzati (e.g., solfato poliferrico); polimeri cationici (polielettroliti); bioflocculanti (e.g., chitosano). Oppure, detta flocculazione può essere attuata portando il pH del brodo di coltura della biomassa algale ad un valore compreso tra 11,8 e 12.
Knuckey R. M. e altri, in “Aquacultural Engineering” (2006), Vol. 35, Issue 3, pg. 300-313, descrivono una tecnica di flocculazione per microalghe marine comprendente portare il pH del brodo di coltura di dette microalghe ad un valore compreso tra 10 e 10,6 utilizzando idrossido di sodio (NaOH), aggiungere un polimero non-ionico (Magnafloc LT-25) ad una concentrazione finale pari a 0,5 mg/l. Il flocculato ottenuto viene recuperato e neutralizzato con un acido allo scopo di ottenere un fattore di concentrazione di dette microalghe compreso tra 200 e 800 volte.
Brennan L. e altri, in “Renewable and Sustainable Energy Reviews” (2010), Vol. 14, Issue 2, pg. 557-577, descrivono la produzione di biocarburanti da microalghe. Tra i vari procedimenti per il recupero delle microalghe dal brodo di coltura vengono descritti la flocculazione in presenza di sali di metalli (e.g., cloruro di ferro, solfato di alluminio, solfato di ferro); di polimeri non-ionici (e.g., Magnafloc LT-25); di bioflocculanti (e.g., chitosano). Oppure, detta flocculazione può essere attuata tramite ultrasuoni.
La domanda di brevetto americana US 2009/0162919 descrive un metodo per la concentrazione di microalghe unicellulari comprendente: a) contattare le microalghe aventi un diametro medio delle singole cellule inferiore a 20 µm in un ambiente acquoso con un flocculante inorganico (e.g., alluminio cloruro, alluminio solfato, polialluminio cloruro, alluminato di sodio), presente a concentrazione inferiore al 10% rispetto alla biomassa delle microalghe secca, ottenendosi una soluzione comprendente microalghe flocculate in fiocchi (“flocs”) aventi un diametro medio di almeno 100 µm; e b) separare i fiocchi (“flocs”) di microalghe dall’ambiente acquoso ottenendosi una biomassa di microalghe con concentrazione di almeno l’1%. Fiocchi (“flocs”) aventi un diametro medio dell’ordine dei millimetri, possono essere ottenuti aggiungendo a detta soluzione o un ulteriore flocculante scelto tra polimeri organici cationici o non-ionici, oppure tra biopolimeri quali, ad esempio, chitosano, argille.
Tuttavia, i processi sopra riportati possono presentare alcune criticità. Infatti, le reazioni che permettono la flocculazione della biomassa algale sono sensibili a diversi parametri quali, ad esempio, pH, temperatura, proprietà della superficie cellulare delle alghe utilizzate, concentrazione dei “chemicals” utilizzati per la crescita delle alghe, salinità del terreno di coltura utilizzato (in particolare, nel caso delle alghe che crescono in acqua salata), valore del COD (“Chemical Oxygen Demand”), specie contaminanti (e.g., batteri) che possono essere presenti nell’ambiente dove crescono le alghe (in particolare se coltivate in “open ponds”), forza ionica della fase acquosa, ma soprattutto allo stato vegetativo (vitalità) dell’alga. Lo stato vegetativo dell’alga, infatti, varia in modo significativo durante una giornata per vari motivi quali, ad esempio: per effetto del variare della luce solare, con induzione di fenomeni di fotoacclimatazione e fotoinibizione; in funzione della modalità di coltivazione, a batch, semibatch o in continuo; in funzione delle diverse fasi di crescita dell’alga, ovvero la fase di crescita esponenziale, la fase di maturazione, la fase di “starvation”. Le tante variabili che influenzano il processo di flocculazione rendono, quindi, impossibile predirne le condizioni operative di sicura efficacia e rendono indispensabili diverse prove sperimentali che, comunque, una volta portate a livello industriale, possono mostrarsi non sempre efficaci.
La Richiedente si è quindi posta il problema di trovare un procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in cui il processo di flocculazione sia in grado di superare le suddette criticità, sia riproducibile e sia applicabile a livello industriale.
La Richiedente ha ora trovato un procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in cui la flocculazione di detta biomassa algale può essere vantaggiosamente condotta tramite uno spostamento del pH della sospensione acquosa contenente la biomassa algale, ottenuta dalla coltura delle alghe, ad un valore basico (i.e. ad un valore maggiore o uguale a 10) e la successiva aggiunta di almeno un agente flocculante. Detto procedimento consente una buona raccolta della biomassa algale e di ottenere, quindi, una biomassa algale concentrata che può essere sottoposta ad estrazione dei lipidi ottenendo le seguenti fasi: (i) una fase organica comprendente lipidi che vengono recuperati e (ii) una fase semi-solida comprendente un residuo della biomassa algale che viene sottoposta ad idrolisi ottenendo zuccheri. Inoltre, operando in accordo con il suddetto procedimento, si ottiene una separazione netta della biomassa algale per flocculazione ottenendosi una fase acquosa chiarificata simile all’acqua utilizzata per la coltivazione delle alghe che può essere riutilizzata per detta coltivazione senza essere sottoposta ad ulteriori trattamenti. Inoltre, detto procedimento è particolarmente utile nel caso di un procedimento di coltivazione di alghe in continuo, più in particolare di alghe che crescono in acqua salata. Inoltre, detto procedimento è facilmente riproducibile ed applicabile a livello industriale.
Costituisce pertanto oggetto della presente invenzione un procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale comprendente:
- produrre una sospensione acquosa di biomassa algale;
- portare il pH di detta sospensione acquosa di biomassa algale ad un valore maggiore o uguale a 10, preferibilmente compreso tra 10,2 e 12, ottenendosi una sospensione acquosa di biomassa algale a pH basico;
- aggiungere almeno un flocculante anionico a detta sospensione acquosa di biomassa algale a pH basico ottenendosi una biomassa algale concentrata; - recuperare detta biomassa algale concentrata;
- sottoporre detta biomassa algale concentrata ad estrazione dei lipidi ottenendosi:
(i) una fase organica comprendente lipidi;
(ii) una fase semi-solida comprendente un residuo di detta biomassa algale;
- sottoporre detta fase semi-solida (ii) ad idrolisi ottenendosi zuccheri.
Allo scopo della presente descrizione e delle rivendicazioni che seguono, le definizioni degli intervalli numerici comprendono sempre gli estremi a meno di diversa specificazione.
Allo scopo della presente descrizione e delle rivendicazioni che seguono, il termine “comprendente” include anche i termini “che consiste essenzialmente di” o “che consiste di”.
In accordo con una forma di attuazione preferita della presente invenzione, detto procedimento può essere condotto in batch, semi-batch o in continuo, preferibilmente in continuo.
In accordo con una forma di attuazione preferita della presente invenzione, detta sospensione acquosa di biomassa algale deriva dalla coltivazione di alghe, preferibilmente dalla coltivazione di microalghe.
Dette microalghe possono crescere, da sole o in consorzio con altri microrganismi, sia in acqua dolce, sia in acque ad elevata salinità, ad esempio in acque salmastre con una concentrazione di sali anche maggiore di 5 g/l. Negli ecosistemi naturali, le microalghe coesistono spesso con altri microorganismi (ad esempio, altre alghe e batteri) con cui sviluppano interazioni che aumentano la stabilità e la sopravvivenza del consorzio.
Allo scopo della presente descrizione e delle rivendicazioni che seguono, con il termine di “microalghe”, si intendono, anche dove non specificato, microrganismi vegetali e procarioti fototrofi o eterotrofi, oppure i consorzi di microrganismi appositamente coltivati che contengono le microalghe stesse. E’ da notare che allo scopo della presente invenzione, nel caso in cui si utilizzino i suddetti consorzi, detti consorzi devono contenere prevalentemente microalghe.
Allo scopo della presente invenzione, preferibilmente, detta sospensione acquosa di biomassa algale viene ottenuta dalla coltivazione di alghe in “open ponds” del tipo “raceway paddle wheel ponds” [in Figura 2 è riportato lo schema di una “open pond” del tipo “raceway paddle wheel pond” (Pond P - 1)] aventi profondità superiori a 0,15 m e preferibilmente comprese tra 0,2 m e 0,3 m, e superfici attive esposte ad irraggiamento solare o tramite apposite lampade, dell’ordine di pochi metri quadrati per ogni “open pond”fino a 1000 m<2>- 2000 m2 per ogni “open pond” nel caso di “open ponds” di tipo industriale, oppure dalla coltivazione di alghe in recipienti, in particolare, in fotobioreattori aventi superfici attive esposte ad irraggiamento solare o tramite apposite lampade, dell’ordine di pochi metri quadrati per ogni fotobioreattore fino a 100 m<2>- 400 m2 per ogni fotobiorettore nel caso di fotobioreattori di tipo industriale.
Esempi specifici di microalghe che possono essere vantaggiosamente utilizzate allo scopo della presente invenzione sono: Nannochloropsys, Tetraselmis, Scenedesmus, Phaeodactylum, Chlorella, Amphipleura, Amphora, Chaetoceros, Cyclotella, Cymbella, Fragilaria, Navicula, Nitzschia, Achnantes, Dulaniella, Oscillatoria, Oocystis, Porphiridium, o loro combinazioni.
In accordo con una forma di attuazione preferita della presente invenzione, detta coltivazione di alghe può essere condotta in presenza di acqua dolce o di acqua salata proveniente da fonti naturali o artificiali quali, ad esempio, da lavorazioni industriali, preferibilmente di acqua salata.
Preferibilmente, detta acqua salata può essere acqua di mare o di tipo salmastro, naturale o artificiale, anche ad elevata concentrazione salina compresa, ad esempio, tra 5 g/l e 90 g/l.
Esempi di acque salmastre che possono essere vantaggiosamente utilizzate allo scopo della presente invenzione sono le acque provenienti dai campi di produzione del petrolio. In particolare, dai campi di produzione di petrolio nell’area nord-africana che sono situati in un contesto ad elevato irraggiamento solare, in aree desertiche non utilizzabili per colture alimentari ed hanno una elevata co-produzione di acqua che ha, generalmente, un volume diverse volte superiore alla corrispondente produzione di petrolio.
Qualora necessario, è possibile favorire la crescita della biomassa algale, alimentando nutrienti a base di azoto, fosforo, oligo-elementi, laddove questi non siano già presenti nell’acqua. In generale, si alimentano soluzioni di sali organici e/o inorganici solubili in acqua quali, ad esempio, i sali ammoniacali e i fosfati di metalli alcalini o alcalini terrosi (ad esempio, fosfati di sodio, potassio, calcio, magnesio), o fosfati di ammonio. Inoltre, insieme all’acqua, oltre ai suddetti nutrienti, viene alimentata una corrente di anidride carbonica (CO2), come fonte di carbonio, attraverso appositi distributori che sono deposti sul fondo delle “open ponds”, o inseriti opportunamente nei recipienti di crescita (e.g., fotobioreattori). Come anidride carbonica (CO2) può essere altresì utilizzata quella contenuta nei gas di combustione industriali (impianti di raffineria, impianti termoelettrici, impianti di generazione dell’idrogeno, ecc.).
In accordo con una forma di attuazione preferita della presente invenzione, il pH di detta sospensione acquosa può essere portato ad un valore maggiore o uguale a 10, tramite aggiunta di almeno un idrossido di un metallo alcalino quale, ad esempio, idrossido di sodio (NaOH), idrossido di potassio (KOH), o loro miscele; o di un metallo alcalino terroso quale, ad esempio, idrossido di calcio [Ca(OH)2], idrossido di magnesio [Mg(OH)2], o loro miscele; o loro miscele. Detto idrossido di metallo alcalino o alcalino terroso, può essere utilizzato tal quale o in soluzione acquosa, preferibilmente in soluzione acquosa.
Allo scopo della presente invenzione, detto idrossido di un metallo alcalino o alcalino terroso, viene aggiunto in quantità tale da raggiungere il valore di pH desiderato.
In accordo con una ulteriore forma di attuazione preferita della presente invenzione, il pH di detta sospensione acquosa può essere portato ad un valore maggiore o uguale a 10, per completo consumo della anidride carbonica (CO2) durante la crescita della biomassa algale.
In accordo con una forma di attuazione preferita della presente invenzione, detto flocculante anionico può essere scelto tra polimeri anionici ad elevato peso molecolare quali, ad esempio, poliacrilammidi, poliacrilati, polimetacrilati, policarbossilati, preferibilmente poliacrilammidi.
Preferibilmente, detti polimeri anionici hanno un peso molecolare compreso tra 1 MDa e 20 MDa, più preferibilmente compreso tra 2 MDa e 10 MDa.
Esempi di polimeri anionici che possono essere vantaggiosamente utilizzati allo scopo della presente invenzione e che sono disponibili commercialmente sono i prodotti Dryfloc<®>anionici della SNF Acque Italia.
In accordo con una forma di attuazione preferita della presente invenzione, detto flocculante anionico può essere presente in detta sospensione acquosa di biomassa algale a pH basico, in quantità compresa tra 1 ppm e 20 ppm, preferibilmente compresa tra 2 ppm e 10 ppm.
Dopo l’aggiunta di detto flocculante anionico, la biomassa algale concentrata, ottenuta dopo separazione gravitazionale, generalmente effettuata in sedimentatori tipicamente impiegati negli impianti di trattamento acque (ad esempio, sedimentatori a pacchi lamellari), viene recuperata.
Il recupero di detta biomassa algale concentrata può essere attuato secondo vari procedimenti noti nell’arte quali, ad esempio, filtrazione sottovuoto, centrifugazione, filtro-presse o nastro-presse, preferibilmente filtro-presse o nastro-presse. Detti procedimenti consentono, di concentrare ulteriormente la biomassa algale fino ad arrivare ad avere una biomassa algale concentrata avente una concentrazione di biomassa algale (peso secco) compresa tra il 5% in peso ed il 30% in peso, più preferibilmente compresa tra il 10% in peso ed il 25% in peso, rispetto al peso totale della biomassa algale concentrata ottenuta.
Allo scopo della presente descrizione e delle rivendicazioni che seguono, con il termine “concentrazione di biomassa algale (peso secco)” si intende la quantità di biomassa algale secca presente nella biomassa algale concentrata.
L’acqua che si libera dal recupero della biomassa algale concentrata può essere in larga misura recuperata e riutilizzata nel suddetto procedimento, nella fase di produzione di biomassa algale (coltivazione delle alghe) come acqua da scarico industriale; oppure, detta acqua, può essere inviata ad un impianto di trattamento acque di scarico (TAS) così da poter essere sottoposta a trattamenti depurativi di finissaggio prima dello scarico in modo da poter raggiungere le specifiche di legge.
La biomassa algale concentrata ottenuta viene, invece, sottoposta ad estrazione dei lipidi.
In accordo con una forma di attuazione della presente invenzione, detto procedimento può comprendere sottoporre detta biomassa algale concentrata prima dell’estrazione dei lipidi, a disidratazione tramite aggiunta di almeno un solvente organico polare scelto, ad esempio, tra acetone, metanolo, etanolo, acetato di etile, metil-etil chetone (MEK), o loro miscele, preferibilmente acetone, ottenendosi una fase acquosa comprendente detto solvente organico polare e acqua ed una fase organica comprendente detta biomassa algale ulteriormente concentrata.
Preferibilmente, detta disidratazione può essere condotta utilizzando un rapporto tra il volume di acqua nella sospensione acquosa di biomassa algale concentrata ed il volume di solvente organico polare compreso tra 1:0,5 e 1:4, preferibilmente tra 1:1 e 1:2,5, a temperatura ambiente (25°C), per un tempo compreso tra 1 secondo e 10 minuti, preferibilmente compreso tra 2 secondi e 5 minuti.
Detta disidratazione può essere effettuata sia con apparecchiature del tipo “mixer settlers” (ad esempio, Vortex) sia con estrattori liquido-solido in controcorrente. Al termine della disidratazione, la fase acquosa comprendente detto solvente organico polare e acqua e la fase organica comprendente detta biomassa algale ulteriormente concentrata possono essere separate tramite varie tecniche quali, ad esempio, per filtrazione tramite filtri a tamburo, nastro-presse, filtro-presse, centrifughe (ad esempio, centrifughe del tipo “decanter”). Detta disidratazione rappresenta un indubbio vantaggio dal punto di vista tecnologico in quanto l’allontanamento della miscela solvente organico/acqua ed il conseguente recupero del solvente organico (ad esempio, tramite evaporazione) costituisce un notevole risparmio energetico rispetto all’allontanamento per evaporazione della sola acqua contenuta nella biomassa algale concentrata di partenza (il calore latente dei solventi è, infatti, pari a circa un quarto di quello dell’acqua). Inoltre, l’ulteriore concentrazione della biomassa algale consente una migliore estrazione dei lipidi grazie alla presenza di un minor quantitativo di acqua. Inoltre, detta disidratazione consente di allontanare anche una parte dell’acqua intracellulare rendendo così possibile l’impiego dei solventi apolari per l’estrazione dei lipidi, come avviene normalmente nell’industria degli oli vegetali. Una volta allontanato il solvente, ad esempio tramite evaporazione, la fase acquosa residua può essere in larga misura recuperata e riutilizzata nel suddetto procedimento, nella fase di produzione di biomassa algale (coltivazione delle alghe) come acqua da scarico industriale; oppure, detta acqua, può essere inviata ad un impianto di trattamento acque di scarico (TAS) così da poter essere sottoposta a trattamenti depurativi di finissaggio prima dello scarico in modo da poter raggiungere le specifiche di legge.
In accordo con una ulteriore forma di attuazione della presente invenzione, detto procedimento può comprendere sottoporre detta biomassa algale concentrata prima dell’estrazione dei lipidi, o dopo disidratazione, a lisi cellulare.
Preferibilmente, detta lisi cellulare può essere condotta in un omogeneizzatore, a pressione compresa tra 250 bar e 2000 bar, preferibilmente compresa tra 800 bar e 1600 bar, a temperatura ambiente (25°C). E’ da notare che nel caso di utilizzo di un omogeneizzatore detta lisi cellulare avviene nell’ordine di pochi millisecondi (i.e, il tempo di passaggio attraverso il foro di detto omogeneizzatore).
In accordo con una ulteriore forma di attuazione della presente invenzione, detto procedimento può comprendere sottoporre detta biomassa algale concentrata, prima o dopo disidratazione, a lisi cellulare e contemporanea estrazione dei lipidi (“Lisi ed Estrazione Simultanea” - LES), preferibilmente in un omogeneizzatore, in presenza di almeno un solvente organico polare quale, ad esempio, acetone, metanolo, etanolo, acetato di etile, metil-etil chetone (MEK), o loro miscele, preferibilmente acetone, ottenendosi una miscela comprendente detta biomassa algale concentrata, detto solvente organico polare e acqua.
In accordo con una ulteriore forma di attuazione della presente invenzione, detto procedimento può comprendere sottoporre detta biomassa algale concentrata, prima o dopo disidratazione, a lisi cellulare e contemporanea estrazione dei lipidi (“Lisi ed Estrazione Simultanea” - LES), preferibilmente in un omogeneizzatore, in presenza di almeno un solvente organico apolare scelto, ad esempio, tra esano, n-ottano, iso-ottano, nonano, decano, isomeri dello xilene, toluene, benzene, clorobenzene, diclorometano, o loro miscele, tagli di raffineria che comprendono miscele includenti idrocarburi alifatici ed idrocarburi aromatici, miscele di detti idrocarburi alifatici ed aromatici in particolare miscele note come “Light Cycle Oil” (LCO), gasoli, benzine alchilate, o loro miscele, ottenendosi una miscela comprendente detta biomassa algale concentrata, detto solvente organico apolare e acqua.
La suddetta miscela comprendente detta biomassa algale concentrata, detto solvente organico polare o apolare e acqua, viene inviata direttamente alla separazione che può essere attuata tramite varie tecniche quali, ad esempio, per filtrazione tramite filtri a tamburo, nastro-presse, filtro-presse, centrifughe (ad esempio, centrifughe del tipo “decanter”), ottenendosi le suddette fasi (i) e (ii).
Preferibilmente, detta lisi cellulare e contemporanea estrazione dei lipidi (“Lisi ed Estrazione Simultanea” - LES), può essere condotta utilizzando un rapporto tra il volume della sospensione acquosa di biomassa algale concentrata ed il volume di solvente organico polare o apolare compreso tra 1:1 e 1:2, preferibilmente 1:2, a pressione compresa tra 250 bar e 2000 bar, preferibilmente compresa tra 800 bar e 1600 bar, a temperatura ambiente (25°C). E’ da notare che nel caso di utilizzo di detto omogeneizzatore detta lisi cellulare e contemporanea estrazione dei lipidi (“Lisi ed Estrazione Simultanea” - LES) avviene nell’ordine di pochi millisecondi (i.e, il tempo di passaggio attraverso il foro di detto omogeneizzatore).
Detta estrazione dei lipidi, quando attuata dopo lisi cellulare o disidratazione, può essere condotta tramite aggiunta di almeno un solvente organico apolare scelto, ad esempio, tra esano, n-ottano, iso-ottano, nonano, decano, isomeri dello xilene, toluene, benzene, clorobenzene, diclorometano, o loro miscele, tagli di raffineria che comprendono miscele includenti idrocarburi alifatici ed idrocarburi aromatici, miscele di detti idrocarburi alifatici ed aromatici in particolare miscele note come “Light Cycle Oil” (LCO), gasoli, benzine alchilate, o loro miscele.
Alternativamente, detta estrazione dei lipidi, quando attuata dopo lisi cellulare o disidratazione, può essere condotta tramite aggiunta di almeno un solvente organico polare scelto, ad esempio, tra acetone, metanolo, etanolo, acetato di etile, metil-etil chetone (MEK), o loro miscele, preferibilmente acetone.
Preferibilmente, detta estrazione dei lipidi, quando attuata dopo lisi cellulare o disidratazione, può essere condotta utilizzando un rapporto tra il volume della sospensione acquosa di biomassa algale concentrata ed il volume di solvente organico apolare o polare compreso tra 1:1 e 1:2, preferibilmente 1:1, a temperatura compresa tra 20°C e 100°C, preferibilmente compresa tra 50°C e 80°C, per un tempo compreso tra 30 minuti e 4 ore, preferibilmente compreso tra 1 ora e 3 ore.
Al termine della estrazione dei lipidi si ottengono le suddette fasi (i) e (ii) che possono separarsi per gravità senza richiedere particolari trattamenti di separazione, oppure possono essere separate tramite procedimenti noti nell’arte quali, ad esempio, filtrazione, centrifugazione. Dette fasi (i) e (ii) vengono successivamente recuperate e sottoposte a trattamenti noti nell’arte al fine di ottenere i composti di interesse.
Generalmente, la frazione lipidica presente nella biomassa algale derivante dalla coltivazione di microalghe comprende varie classi di molecole lipidiche quali, ad esempio: gliceridi, ad esempio, mono-, di-, tri-acilgliceridi (formati da acidi grassi e glicerolo); cere (formate da acidi grassi più alcooli e acidi grassi più steroli); idrocarburi; acidi grassi liberi; steroli; fosfolipidi quali, ad esempio, diacil-fosfogliceridi, alchil-acil-fosfolipidi, alchenil-acil-fosfogliceridi (formati da acidi grassi più gruppo fosforico), sfingofosfolipidi (formati da acidi grassi più gruppo fosforico e base azotata); glicolipidi (formati da acidi grassi più carboidrati e base azotata); amminolipidi (formati da acidi grassi più base azotata). Oltre a dette molecole lipidiche, altri composti organici idrofobici quali, ad esempio, fitolo ed altri alcooli idrofobici a lunga catena, clorofille, carotenoidi, terpeni, tocoferoli, sono generalmente presenti in detta biomassa algale.
Preferibilmente, la fase organica (i) comprende, oltre ai lipidi, composti organici idrofobici diversi dai lipidi quali, ad esempio, fitolo ed altri alcooli Preferibilmente, la fase organica (i) comprendente lipidi e solvente organico può essere sottoposta ad evaporazione al fine di recuperare il solvente organico che può essere riutilizzato nel suddetto procedimento ed i lipidi estratti. Dopo evaporazione del solvente organico, i lipidi estratti possono essere sottoposti ad esterificazione in presenza di un alcool avente da 1 a 4 atomi di carbonio, preferibilmente metanolo, etanolo, e di un catalizzatore, preferibilmente di un catalizzatore acido, al fine di produrre glicerolo ed esteri alchilici, in particolare esteri metilici o esteri etilici (biodiesel).
Alternativamente, dopo evaporazione del solvente organico, i lipidi estratti possono essere sottoposti ad idrogenazione/deossigenazione in presenza di idrogeno e di un catalizzatore al fine di produrre green diesel. Processi di idrogenazione/deossigenazione sono noti nell’arte e sono descritti, ad esempio, nella domanda di brevetto europeo EP 1,728,844.
Alternativamente, detta fase organica (i) comprendente lipidi e solvente organico può essere direttamente sottoposta ad esterificazione, oppure ad idrogenazione/deossigenazione. In questo caso, viene così evitato lo stadio di evaporazione del solvente organico.
Il biodiesel o il green diesel che vengono prodotti come sopra descritto, possono essere utilizzati tal quali, oppure in miscela con altri carburanti per autotrazione.
Preferibilmente, la fase semi-solida (ii) comprendente un residuo della biomassa algale, i.e. biomassa algale residua imbibita nel solvente organico (debris), contiene quasi tutti i carboidrati e le proteine inizialmente presenti nella biomassa algale.
Detta fase semi-solida (ii) può essere sottoposta ad idrolisi dei polisaccaridi per la produzione di zuccheri semplici fermentabili.
Detta idrolisi può essere condotta in presenza di almeno un acido diluito quale, ad esempio, acido solforico, acido fosforico, acido cloridrico, presenti in quantità compresa tra l’1% in peso ed il 5% rispetto al peso totale di detta fase semi-solida (ii), operando, ad esempio, a temperatura compresa tra 110°C e 160°C, per un tempo compreso tra 1 ora e 6 ore: operando a dette condizioni e ad alte concentrazioni di biomassa algale in detta fase semi-solida (ii), ad esempio, a concentrazione di biomassa algale compresa tra il 20% in peso ed il 30% in peso rispetto al peso totale di detta fase semi-solida (ii), è possibile mantenere relativamente alte le concentrazioni di zuccheri nell’idrolizzato ottenuto (e.g., concentrazioni > 50 g/l), caratteristica fondamentale per ottimizzare le rese della fermentazione in presenza di microorganismi a cui saranno successivamente inviati. Se invece si opera alla temperatura di ebollizione dell’acqua, è possibile ottenere una idrolisi completa entro poche ore di trattamento: operando a dette condizioni, la concentrazione di inibitori (furfurali) derivati dalla degradazione termica degli zuccheri è ridotta al minimo (< 50 ppm), consentendo l’accumulo di zuccheri fermentabili che contengono una quantità di inibitori della crescita dei microorganismi successivamente utilizzati in fermentazione che non interferisce con la loro crescita.
Alternativamente, è possibile ottenere una idrolisi dei polisaccaridi presenti in detta fase semi-solida (ii) tramite trattamento della stessa con vapore acqueo ad alta temperatura e pressione, accompagnato eventualmente da uno stadio di rilascio improvviso della pressione (tecnica dello “steam-explosion” nota nell’arte). Detto trattamento può essere effettuato in assenza di acidi esogeni, essendo già presenti, nel mezzo di reazione, acidi quali, ad esempio, acido acetico, acido solforico, che derivano dai componenti cellulari e dagli zuccheri acetilati o solfonati presenti nella biomassa algale contenuta in detta fase semisolida (ii). Eventualmente, allo scopo di migliorare ulteriormente le rese di idrolisi, è comunque possibile aggiungere almeno un acido quale, ad esempio, acido solforico, a bassa concentrazione, preferibilmente a concentrazione < 1% in peso rispetto al peso totale di detta fase semi-solida (ii), allo scopo di migliorare ulteriormente le rese di idrolisi.
Dopo la reazione di idrolisi, la soluzione di zuccheri semplici ottenuta viene separata dal residuo (ad esempio, tramite filtrazione, centrifugazione, evaporazione), fino ad ottenere una soluzione contenente una concentrazione di zuccheri la più elevata possibile (ad esempio, > 150 g/l). Allo scopo di aumentare la concentrazione di zuccheri, è possibile trattare detta soluzione di zuccheri semplici mediante membrane selettive, che, oltre a concentrare detti zuccheri semplici, possono essere altresì utilizzate per diminuire il contenuto di sali o acidi disciolti nella stessa: la soluzione di zuccheri concentrata così ottenuta può essere quindi utilizzata per le fermentazioni, mentre il residuo solido ottenuto dopo l’idrolisi, ricco in materiale proteico, può essere trattato separatamente.
La soluzione di zuccheri semplici (monomerici e/o oligomerici) può essere utilizzata per la fermentazione di microorganismi quali, ad esempio, lieviti, batteri. Detta soluzione di zuccheri comprende principalmente glucosio, mannosio e xilosio, altri zuccheri quali, ad esempio mannitolo, acidi glucuronici, ed è particolarmente ricca in zuccheri a sei atomi di carbonio (C6) che sono facilmente fermentabili od utilizzabili come fonte energetica dai microorganismi. In particolare, nel caso si voglia aumentare la produzione di lipidi, si utilizzano lieviti oleaginosi che sono in grado di crescere utilizzando la soluzione di zuccheri derivante dall’idrolisi di detta fase semi-solida (ii). In condizione di stress metabolico (ad esempio, in carenza di azoto), si possono utilizzare tali zuccheri come fonte energetica per accumulare lipidi (principalmente trigliceridi) come fonte energetica di riserva: la concentrazione di lipidi può superare il 50% in peso della biomassa oleaginosa. Dopo rottura della parete cellulare dei lieviti tramite procedimenti noti nell’arte (ad esempio, centrifugazione ed eventuale trattamento termico), è possibile recuperare quantitativamente detti lipidi mediante trattamenti di estrazione con solventi (che, generalmente, vengono riciclati), oppure mediante trattamenti che simultaneamente lisano le cellule della biomassa oleaginosa ed estraggono i lipidi. Detti lipidi possono essere riuniti assieme a quelli ottenuti mediante estrazione diretta della biomassa algale, aumentando sensibilmente la resa complessiva in lipidi dell’intero processo.
L’insieme dei lipidi ottenuti dalla biomassa algale e dalla biomassa oleaginosa (olio) possono essere sottoposti ad esterificazione in presenza di un alcool avente da 1 a 4 atomi di carbonio, preferibilmente metanolo, etanolo, e di un catalizzatore, preferibilmente un catalizzatore acido, al fine di produrre glicerolo ed esteri alchilici, in particolare esteri metilici o esteri etilici (biodiesel). Alternativamente, detti lipidi possono essere sottoposti ad idrogenazione/deossigenazione in presenza di idrogeno e di un catalizzatore al fine di produrre green diesel. Processi di idrogenazione/deossigenazione sono noti nell’arte e sono descritti, ad esempio, nella domanda di brevetto europeo EP 1,728,844. Il biodiesel o il green diesel che vengono prodotti come sopra descritto, possono essere utilizzati tal quali, oppure in miscela con altri carburanti per autotrazione.
Alternativamente, è possibile utilizzare la soluzione di zuccheri ottenuta dall’idrolisi di detta fase semi-solida (ii), per la fermentazione di lieviti o batteri produttori di alcoli (ad esempio, etanolo, butanolo) analogamente a quanto viene fatto nel caso della produzione di alcoli da zuccheri derivanti da biomassa lignocellulosica.
E’ altresì possibile utilizzare la soluzione di zuccheri ottenuta dall’idrolisi di detta fase semi-solida (ii), per la fermentazione di microorganismi, opportunamente selezionati o modificati geneticamente, per la produzione di intermedi quali, ad esempio, intermedi per la sintesi di composti chimici, monomeri per la sintesi di polimeri (ad esempio, idrossialcanoati), gomme o plastiche (ad esempio, dioli).
Il residuo solido ottenuto dall’idrolisi di detta fase semi-solida (ii), caratterizzato da un’alta concentrazione di proteine (> 50%) può essere utilizzato in vari modi, tra i quali, ad esempio, come additivo proteico per alimentazione animale (mangimi), oppure come fonte di azoto e di altri nutrienti essenziali quali, ad esempio, fosforo, e/o sali e/o metalli per la crescita e/o la fermentazione dei microorganismi produttori di biocarburanti.
Alternativamente, detto residuo può essere utilizzato per la produzione di metano come descritto, ad esempio, da Briand X. e altri in “Journal of Applied Phycology” (1997), Vol. 9 (6), pg. 511-524, oppure di idrogeno come descritto, ad esempio, da Yang e altri, in “Journal of Chemical Technology and Biotechnology” (2011), Vol. 86, Issue 3, pg. 454-460, mediante digestione anaerobica.
Alternativamente, detto residuo solido, può essere sottoposto a pirolisi al fine di ottenere oli pirolitici e gas di sintesi (“syngas”). Alternativamente, prima di essere sottoposto a pirolisi, detto residuo può essere sottoposto a rimozione del solvente organico che può essere effettuata come sotto descritto. In particolare, detto residuo, dopo essere stato sottoposto ad allontanamento del solvente, può essere sottoposto a pirolisi ad alta temperatura, ad esempio, a temperatura compresa tra 500°C e 600°C, allo scopo di ottenere principalmente una fase oleosa ed una fase gassosa (“syngas”) e un residuo solido (ceneri) da smaltire.
Alternativamente, detto residuo solido può essere sottoposto a digestione anaerobica ad opera di microrganismi in assenza di ossigeno al fine di ottenere biogas.
E’ da notare che, nel caso della produzione di biogas, occorre sottoporre detto residuo a rimozione del solvente organico che può essere effettuata tramite tecniche note nell’arte quali, ad esempio, lavaggio con solvente fresco e successiva essiccazione in stufa termostata o in essiccatori industriali, filtrazione, oppure evaporazione. Dopo rimozione del solvente organico, il residuo di biomassa algale che si ottiene può essere risospeso in acqua allo scopo di ottenere una sospensione acquosa di biomassa algale da sottoporre a digestione anaerobica. Il solvente organico recuperato può essere riutilizzato in detto procedimento.
La presente invenzione sarà ora illustrata in maggior dettaglio attraverso la Fig. 1 sotto riportata che riporta diverse forme di attuazione della presente invenzione.
La sospensione acquosa di biomassa algale (Microalghe), ottenuta dalla coltivazione di alghe, preferibilmente di microalghe, che può essere convenientemente condotta in “open ponds” (ad esempio del tipo “raceway paddle wheel ponds”), in acqua salata, viene inviata alla fase di raccolta (Separazione/dewatering) effettuata tramite aggiunta di almeno un idrossido di un metallo alcalino o alcalino terroso allo scopo di ottenere una biomassa algale a pH basico (non rappresentata in Figura 1), aggiunta di almeno un flocculante anionico (Flocculanti), recupero della biomassa algale concentrata (ad esempio, tramite filtropressa) (Biomassa algale umida).
L’acqua separata (Acqua) viene recuperata e riutilizzata nel suddetto procedimento (non rappresentato in Figura 1), oppure inviata ad un impianto di trattamento acque di scarico (TAS) (non rappresentato in Figura 1), mentre la biomassa algale concentrata ottenuta (Biomassa algale umida) può essere sottoposta a diversi trattamenti.
In accordo con quanto rappresentato in 1, detta biomassa algale concentrata (Biomassa algale umida) viene sottoposta a lisi cellulare e contemporanea estrazione dei lipidi (“Lisi ed Estrazione Simultanea “ - LES) (Lisi/estrazione) (ad esempio, in un omogeneizzatore) in presenza di almeno un solvente organico polare (ad esempio, acetone), ottenendosi una miscela comprendente biomassa algale concentrata, solvente organico polare e acqua che viene inviata a separazione (S1) (ad esempio, tramite centrifuga) ottenendosi le suddette fase (i) [Estratto (fase organica)] e fase (ii) (Debris). Detta fase (i) [Estratto (fase organica)] viene sottoposta ad ulteriore separazione (S2) (ad esempio, tramite evaporazione) ottenendosi solvente organico polare che sarà riutilizzato nel suddetto procedimento e verrà utilizzato o nella fase di estrazione dei lipidi (Estrazione dei lipidi) o nella fase di lisi cellulare e contemporanea estrazione (“Lisi ed Estrazione Simultanea” - LES) (Lisi/estrazione) e lipidi (Estratto Lipidico) che saranno sottoposti ai trattamenti sopra descritti per ottenere biodiesel o green diesel (non riportati in Figura 1). E’ da notare che, nel caso in cui si utilizzino come solvente di estrazione dei lipidi particolare miscele (già riportate sopra) note come “Light Cycle Oil” (LCO), gasoli, benzine alchilate, o loro miscele, detti lipidi (Estratto Lipidico) possono essere inviati direttamente a processi di raffinazione per la produzione di biodiesel o green-diesel senza essere sottoposti a detta ulteriore separazione (S2).
Detta fase (ii) (Debris) viene sottoposta ad idrolisi (Rottura polisaccaridi) (ad esempio, in presenza di acidi diluiti), ottenendo una soluzione di zuccheri ed un residuo solido che vengono inviati a separazione (S5) (ad esempio, tramite filtrazione o centrifugazione) ottenendo un residuo comprendente principalmente proteine (Residuo proteico) che può essere utilizzato in zootecnia (Mangimi) o può essere inviato a trattamenti al fine di produrre energia (Valorizzazione Energetica) quali, ad esempio, pirolisi ad elevate temperature per ottenere gas di sintesi (Syngas) e olio pirolitico (Olio), e una soluzione di zuccheri (Zuccheri semplici) che viene inviata a fermentazione (Fermentazione A) in presenza, ad esempio, di lieviti oleaginosi (Lieviti) ottenendosi lipidi che vengono addizionati alla biomassa algale concentrata ottenuta dalla fase di separazione/dewatering [Riciclo (lipidi)], oppure a fermentazione (Fermentazione B) in presenza di microorganismi in grado di produrre etanolo (Etanolo).
In accordo con quanto rappresentato in 2, detta biomassa algale concentrata (Biomassa algale umida) viene sottoposta a lisi cellulare (Lisi) (ad esempio, tramite omogeneizzazione, a pressione elevata) e successiva estrazione dei lipidi effettuata come sopra descritto (Estrazione dei lipidi) ottenendosi le suddette fase (i) (Estratto Lipidico) e fase (ii) (Debris), che vengono trattate come sopra descritto.
In accordo con quanto rappresentato in 3, detta biomassa algale concentrata (Biomassa algale umida) viene sottoposta a disidratazione (Disidratazione), ad esempio, tramite aggiunta di un solvente polare (Solvente polare) ottenendosi una fase acquosa comprendente detto solvente organico polare e acqua ed una biomassa algale ulteriormente concentrata. Detta biomassa algale ulteriormente concentrata viene inviata a separazione (S3) (ad esempio, tramite filtro-pressa), ottenendosi una fase acquosa comprendente il solvente organico polare e l’acqua. Detta fase acquosa viene inviata a separazione (S4) (ad esempio, tramite evaporazione) ottenendosi acqua che viene inviata ad ulteriori trattamenti (Acqua al trattamento) e solvente organico polare (Solvente polare) che viene riutilizzato nella fase di disidratazione, ed una fase organica comprendente la biomassa algale concentrata che viene inviata ad estrazione dei lipidi effettuata come sopra descritto (Estrazione dei lipidi) ottenendosi le suddette fase (i) (Estratto Lipidico) e fase (ii) (Debris), che vengono trattate come sopra descritto.
Allo scopo di meglio comprendere la presente invenzione e per mettere in pratica la stessa, di seguito si riportano alcuni esempi illustrativi e non limitativi della stessa.
ESEMPIO 1
Preparazione della biomassa algale
Negli esempi seguenti, è stato utilizzato il ceppo algale di collezione interna Nannochloropsis sp. che normalmente cresce in acqua marina. Di seguito viene riportato il procedimento di coltivazione adottato.
L’inoculo da immettere nella “open pond”di crescita sotto riportata è stato preparato nel modo seguente:
- un campione di coltura monoalgale precedentemente conservato a -85°C in una soluzione al 10% di glicerina è stato scongelato lasciandolo a temperatura ambiente, quindi è stato sottoposto a centrifugazione per allontanare il surnatante ottenendo una pasta cellulare;
- la pasta cellulare così ottenuta è stata inoculata in tre beute da 250 ml contenente 50 ml di soluzione comprendente nutrienti ottenendo una coltura algale;
- detta coltura algale è stata fatta crescere in camera climatica illuminata ad una temperatura costante di 30°C, in presenza di anidride carbonica (CO2) allo 0,5% in aria;
- dopo una settimana circa la beuta ha raggiunto una concentrazione di 0,3 g/l, questa coltura è stata utilizzata come inoculo per tre beute da 1 litro contente 500 ml di soluzione comprendente nutrienti e posta in camera climatica;
- dopo 2 giorni la coltura presentava una concentrazione di 0,5 g/l, questa coltura è stata utilizzata, come detto sopra, come inoculo per una “open pond” di crescita da laboratorio del volume di 35 litri.
L’inoculo, preparato come sopra descritto, è stato cresciuto nel mezzo di coltura F/2 riportato in letteratura per la coltivazione di microalghe. Le condizioni di crescita adottate sono state le seguenti:
Acqua: acqua di mare artificiale (salinità 33 g/l);
NaNO3: 75 mg/l;
NaH2PO4•H2O: 5 mg/l;
NaSiO3•9H2O: 30 mg/l;
Na2EDTA: 4,36 mg/l;
COCl2•6H2O: 0,01 mg/l;
CuSO4•5H2O: 0,01 mg/l;
FeCl3•6H2O: 3,15 mg/l;
MnCl2•4H2O: 0,18 mg/l;
Na2MoO4•2H2O: 0,006 mg/l;
ZnSO4•7H2O: 0,022 mg/l;
Tiamina HCL: 0,1 mg/l;
Biotina: 0,0005 mg/l;
B12: 0,0005 mg/l;
pH di esercizio: 7,8.
Inoculo “open pond” di crescita: 10% in volume della coltura sopra riportata in terreno F/2.
La “open pond” di crescita è stata illuminata dall’esterno con lampade al tungsteno da 17500 Lux ed è stata mantenuta a 28°C mediante circolazione di acqua di termostatazione. Detta “open pond” è stata inoltre alimentata con una miscela di aria e anidride carbonica (CO2) al 10% in aria, ad un flusso di 200 litri/ora, sotto controllo del pH (set point pH 7,0).
La coltura così preparata presentava una concentrazione algale pari a 0,5 g/l ed è stata utilizzata per inoculare le “open ponds” del tipo “raceway paddle wheel ponds”, posizionate all’esterno, aventi superficie pari a 2,5 m<2>, profondità pari a 0,15 cm ed un volume pari a 375 l. Le “open ponds” del tipo “raceway paddle wheel ponds”, erano munite di pala circolare per mantenere la coltura microalgale in costante agitazione (velocità di 30 cm/s) e presentavano una divisione longitudinale in modo da creare, tramite l’agitazione della pala, un flusso continuo e circolare. Dette “open ponds” erano provviste di sensori per il monitoraggio della temperatura, del pH e della concentrazione dell’ossigeno disciolto.
La fonte di carbonio era costituita da anidride carbonica (CO2) gassosa, che era immessa direttamente all’interno dei reattori e regolata tramite la misura di pH. In Figura 2, come detto sopra, è riportato lo schema di una “open ponds” del tipo “raceway paddle wheel pond”.
Una volta che anche le colture cresciute nelle “open ponds” avevano raggiunto una concentrazione pari a 0,4 g/l - 0,5 g/l, dette colture sono state trasferite in “open ponds” del tipo “raceway paddle wheel ponds”, posizionate all’esterno, aventi superficie pari a 50 m<2>, profondità pari a 20 cm ed un volume pari a 10 m<3>, e messe in produzione.
Detta produzione consisteva nel raccogliere giornalmente il 40% della coltura che veniva sottoposta alla fase di raccolta (separazione/dewatering) mentre nelle “open ponds” veniva ripristinato il mezzo di coltura fresco consistente nel mezzo F/2, sopra descritto, in acqua mare. La fonte di anidride carbonica (CO2) per dette “open ponds” veniva prelevata dal gas di scarico emesso da un impianto di ossidazione parziale del metano per la produzione di idrogeno per processi di raffinazione petrolifera.
La produzione delle “open ponds” è stata determinata moltiplicando il valore della concentrazione di biomassa algale (peso secco) per il volume di coltura prelevato, mentre la concentrazione di biomassa algale giornaliera espressa in grammi/l è stata determinata attraverso misure di peso secco che sono state effettuate come segue:
- un volume noto di coltura (e.g., un litro) è stato filtrato su un filtro Whatman con porosità di 0,42 micron in modo che la biomassa algale ed i solidi inerti in sospensione rimanessero adesi sul filtro;
- il filtro è stato essiccato a 105°C, per 3 ore, in modo da allontanare l’acqua di imbibizione;
- il peso del filtro essiccato a 105°C ha fornito la quantità di biomassa algale e di solidi inerti presenti nella coltura;
- successivamente, il filtro è stato calcinato a 550°C per eliminare la parte di biomassa algale e determinare i solidi inerti presenti nella coltura algale; - la differenza di peso tra il filtro essiccato a 105°C e lo stesso filtro calcinato a 550°C ha fornito la quantità di biomassa algale contenuta in un litro di coltura ed il dato ottenuto è stato indicato come concentrazione della coltura (dovuta solo al peso della massa organica proveniente dalle microalghe) ed è il dato di riferimento per il calcolo della produttività areale e per il calcolo del contenuto lipidico, proteico e zuccherino della coltura.
Tipici valori misurati di contenuto organico (solidi volatili) e del contenuto di solidi inerti sono i seguenti:
- solidi volatili dal 55% al 70 % del peso totale di biomassa algale più solidi inerti;
- solidi inerti dal 30% al 45% del peso totale di biomassa algale più solidi inerti.
E’ stato altresì calcolata la produttività operando come segue:
- moltiplicando il dato di concentrazione della coltura (determinata come sopra descritto) per i litri prelevati giornalmente da ogni “open pond” si è ottenuta la produttività, espressa in grammi (peso secco), di biomassa algale raccolta giornalmente;
- la produttività definita areale è la produttività calcolata come sopra descritto riferita all’unità di superficie efficace di ogni “open pond”, tale dato è stato ottenuto dividendo il valore di detta produttività per i metri quadrati di superficie efficace di ogni “open ponds” che in questo caso erano pari a 50 m<2>;
- la produttività areale giornaliera è quindi espressa in grammi prodotti (peso secco) per metro quadrato per giorno.
In Figura 4 è riportato un grafico con le produttività areali giornaliere durante la produzione algale riferita ad una “open pond” (in ordinata sono riportati i g/m<2>/giorno, in ascissa sono riportati i giorni)
La sospensione acquosa di biomassa algale proveniente dalle “open ponds” è stata miscelata con una soluzione acquosa di idrossido di calcio [Ca(OH)2] al 5%, mediante un miscelatore statico, così da portare il pH da 7,5 a 10,5. Quindi, mediante un secondo miscelatore statico, la sospensione acquosa di biomassa algale a pH 10,5 è stata miscelata con una soluzione acquosa di flocculante anionico (Dryfloc<®>976), previamente preparata ad una concentrazione di 1 g/l, così da ottenere una concentrazione di flocculante nella sospensione acquosa di biomassa algale pari a 4 ppm.
La sospensione acquosa di biomassa algale così trattata è stata immessa in un sedimentatore a pacchi lamellari (Accadueo Impianti srl) avente una capacità pari 15 m<3>. Dopo 30 minuti, la biomassa algale concentrata ottenuta, è stata prelevata dal fondo del sedimentatore: detta biomassa algale concentrata aveva una concentrazione di biomassa algale (peso secco) pari a circa 40 g/l.
Diversi campioni di detta biomassa algale concentrata sono stati spinti, tramite una pompa, attraverso i filtri di una filtropressa, operando a pressione compresa tra 2 atm e 4 atm. Successivamente, la biomassa algale rimasta sui filtri è stata rimossa manualmente ottenendo una biomassa algale concentrata avente, a seconda della pressione a cui si era operato, una concentrazione di biomassa algale (peso secco) compresa tra il 10% in peso ed il 20% in peso, rispetto al peso totale di detta biomassa algale concentrata. L’acqua chiarificata passata attraverso la filtropressa è stata invece riciclata alle “open ponds”.
La biomassa algale concentrata così ottenuta è stata caratterizzata per la determinazione delle quantità in percentuale dei lipidi, proteine e carboidrati: nella seguente Tabella 1 sono riportati i valori percentuali medi ottenuti ed i metodi analitici utilizzati per la loro determinazione.
Tabella 1
Metodo analitico Quantità Sostanza
(% p/p secco) Bradford, Bio-rad Protein “Assay
Proteine Analytical Biochemistry” (1976) 56 ± 3
Vol. 72, pg. 248
Bligh and Dyer, “Journal of
Lipidi Biochemistry and Physiology” 15 ± 2
(1959), Vol. 37, pg. 911-917
Trevelyan and Harrison, “Archives
Carboidrati of Biochemistry and Biophysic” 29 ± 2
(1952), Vol. 39(2), pg. 419-439
ESEMPIO 2
Lisi con omogeneizzatore e successiva estrazione lipidica
Un campione di biomassa algale umida concentrata (800 g) prodotta come descritto nell’Esempio 1, avente una concentrazione di biomassa algale (peso secco) pari al 12% in peso rispetto al peso totale di detta biomassa algale umida concentrata, di cui 44% di solidi inerti e 56% di solidi volatili (parte organica) ed avente un contenuto di lipidi del 29% in peso sul peso totale dei solidi volatili, determinato con il metodo riportato in Tabella 1, è stato sottoposto ad omogeneizzazione (omogeneizzatore GEA 3006L della Niro Soavi), operando a 1500 bar, a temperatura ambiente (25°C).
500 ml della biomassa algale ottenuta dopo omogeneizzazione sono stati incubati in un pallone a due litri, per 2 ore, a 63°C, con 1 l di acetone. Dopo blanda centrifugazione è stato recuperato il surnatante (1370 ml) comprendente acqua, acetone e lipidi.
Il residuo solido comprendente la biomassa algale è stato lavato con 200 ml di acetone per due volte: i lavaggi sono stati recuperati ed aggiunti al surnatante (totale volume surnatante 1770 ml), ed il residuo solido rimasto è stato essiccato all’aria ottenendo un residuo di biomassa algale secco.
Al surnatante è stato aggiunto diclorometano in rapporto 3:1 con il surnatante ottenendo una miscela. Detta miscela è stata sottoposta ad agitazione in modo che i lipidi si solubilizzassero completamente nel diclorometano ottenendo due fasi immiscibili. Dette fasi immiscibili costituite dalla miscela acqua/acetone e diclorometano/lipidi sono state separate tramite imbuto separatore. Dalla fase diclorometano/lipidi è stato allontanato il diclorometano per evaporazione, quindi la quantità di lipidi rimasti è stata determinata per pesata.
Sono stati ottenuti 19 g di lipidi pari al 26,8% in peso rispetto ai solidi volatili presenti nella biomassa algale umida concentrata di partenza. Questo dato indica che con il procedimento oggetto della presente invenzione, che può essere adottato su scala industriale, è in grado di estrarre il 92,4% dei lipidi totali contenuti nella biomassa algale umida concentrata di partenza che sono stati determinati secondo il metodo analitico riportato in Tabella 1.
ESEMPIO 3
Disidratazione con solvente polare e successiva estrazione lipidica
Ad un campione di biomassa algale umida concentrata (310 g) prodotta come descritto nell’Esempio 1, avente una concentrazione di biomassa algale (peso secco) pari al 21,67% in peso rispetto al peso totale di detta biomassa algale umida concentrata, di cui 34,5% di solidi inerti e 65,5% di solidi volatili (parte organica) ed avente un contenuto di lipidi del 29% in peso sul peso totale dei solidi volatili, determinato con il metodo riportato in Tabella 1, sono stati aggiunti 485 g di acetone, per un rapporto acqua:acetone uguale a 1:2.
La miscela ottenuta, dopo miscelazione al Vortex per 4 secondi, è stata centrifugata a 2500 rpm, per 4 secondi. Al residuo ottenuto sono stati aggiunti 120 g di acetone, per un rapporto acqua iniziale:acetone uguale a 1:0.5, ed il tutto è stato miscelato nuovamente al Vortex per 4 secondi e centrifugazione a 2500 rpm, per 4 secondi.
La biomassa algale umida (267 g) recuperata mostrava la seguente composizione: 21,86 % in peso rispetto al peso totale di detta biomassa algale umida concentrata di biomassa algale (peso secco), di cui il 33,28% di inerti e il 66,72 % di solidi volatili (parte organica) ed avente un contenuto di lipidi del 29% in peso sul peso totale dei solidi volatili, determinato con il metodo riportato in Tabella 1. La fase liquida, che corrisponde al 78,14% di detta biomassa algale umida, era composta per l’80% di acetone e per solo il 20% di acqua.
Un campione della suddetta biomassa algale umida (6,8 g) è stato sottoposto ad estrazione lipidica utilizzando come solvente polare l’acetone: a tale scopo, la biomassa algale umida è stata incubata per due ore, in un pallone da 100 ml, a due colli, alla temperatura di 65°C ÷ 70°C, con 20 ml di acetone (rapporto biomassa algale umida:acetone pari a 1:3) ottenendo un surnatante (26 ml) costituito da acqua/acetone/lipidi ed una biomassa algale residua (debris) che sono stati separati per filtrazione.
Il residuo solido comprendente la biomassa algale residua (debris) è stato lavato con 200 ml di acetone per due volte: i lavaggi sono stati recuperati ed aggiunti al surnatante (totale volume surnatante 205 ml), ed il residuo solido rimasto è stato essiccato all’aria ottenendo un residuo di biomassa algale secco.
La determinazione dei lipidi è stata effettuata come descritto nel’Esempio 2.
Sono stati ottenuti 281 mg di lipidi pari al 27,94% in peso rispetto ai solidi volatili presenti nella biomassa algale umida concentrata di partenza. Questo dato indica che con il procedimento oggetto della presente invenzione, che può essere adottato su scala industriale, è in grado di estrarre il 96,3% dei lipidi totali contenuti nella biomassa algale umida concentrata di partenza che sono stati determinati secondo il metodo analitico riportato in Tabella 1.
ESEMPIO 4
Lisi e simultanea estrazione con solvente (“Lisi ed Estrazione Simultanea” -LES)
Ad un campione di biomassa algale concentrata (100 g) prodotta come descritto nell’Esempio 1, avente una concentrazione di biomassa algale (peso secco) pari al 20% in peso rispetto al peso totale di detta biomassa algale umida concentrata, di cui 35% di solidi inerti e 65% di solidi volatili (parte organica) ed avente un contenuto di lipidi del 14,16% in peso sul peso totale dei solidi volatili, determinato con il metodo riportato in Tabella 1, sono stati aggiunti 160 g si acetone, per un rapporto acqua:acetone 1:2 ed il tutto è stato sottoposto al processo di omogeneizzazione (omogeneizzatore GEA 3006L della Niro Soavi), operando a 1500 bar, a temperatura ambiente (25°C).
La biomassa algale umida ottenuta dopo omogeneizzazione è stata centrifugata a 2500 rpm, ed è stato recuperato il surnatante (165 ml) comprendente acqua, acetone e lipidi.
Il residuo solido comprendente la biomassa algale secca è stato lavato con 200 ml di acetone per due volte: i lavaggi sono stati recuperati ed aggiunti al surnatante (totale volume surnatante 565 ml), ed il residuo solido rimasto è stato essiccato all’aria ottenendo un residuo di biomassa algale secco.
La determinazione dei lipidi è stata effettuata come descritto nel’Esempio 2.
Sono stati ottenuti 2,45 g di lipidi pari al 12,27% in peso rispetto ai solidi volatili presenti nella biomassa algale umida concentrata di partenza. Questo dato indica che con il procedimento oggetto della presente invenzione, che può essere adottato su scala industriale, è in grado di estrarre l’86,65% dei lipidi totali contenuti nella biomassa algale umida concentrata di partenza che sono stati determinati secondo il metodo analitico riportato in Tabella 1.
ESEMPIO 5
Idrolisi ed estrazione zuccheri
Un campione (10 g) costituito da un residuo di biomassa algale secca (debris) ottenuto a valle dell’estrazione lipidica descritta nell’Esempio 2, è stato sottoposto ad idrolisi acida con lo scopo di rendere semplici (monomeri) gli zuccheri complessi presenti nella biomassa algale secca di partenza (debris).
A tale scopo, a detto campione, sono stati aggiunti 20 ml di acqua e la quantità necessaria di acido solforico così da ottenere un pH della soluzione pari a 1 ottenendosi una sospensione di biomassa algale.
La sospensione così ottenuta è stata sottoposta ad agitazione, per 5 minuti, successivamente portata, sempre sotto agitazione, a 141°C, per mezzo di un bagno termostatico, e lasciata a detta temperatura per 5 ore.
Gli zuccheri semplici risultanti a valle dell’idrolisi si solubilizzavano nella fase acquosa della sospensione. La fase acquosa ricca di zuccheri semplici è stata quindi separata dal “debris” cellulare mediante centrifugazione, a 2500 rpm.
Per la determinazione degli zuccheri presenti nella fase acquosa isolata si è proceduto utilizzando il metodo citato nella pubblicazione Trevelyan and Harrison, “Archives of Biochemistry and Biophysic” (1952), Vol. 39(2). pg. 419-439.
La quantità di zuccheri semplici ottenuti è risultata essere pari al 50% circa degli zuccheri totali che risultavano pari al 12% nella biomassa algale di partenza (debris) che sono stati determinati con lo stesso metodo sopra riportato e riportato anche in Tabella 1.
Claims (18)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale comprendente: - produrre una sospensione acquosa di biomassa algale; - portare il pH di detta sospensione acquosa di biomassa algale ad un valore maggiore o uguale a 10, preferibilmente compreso tra 10,2 e 12, ottenendosi una sospensione acquosa di biomassa algale a pH basico; - aggiungere almeno un flocculante anionico a detta sospensione acquosa di biomassa algale a pH basico ottenendosi una biomassa algale concentrata; - recuperare detta biomassa algale concentrata; - sottoporre detta biomassa algale concentrata ad estrazione dei lipidi ottenendosi: (i) una fase organica comprendente lipidi; (ii) una fase semi-solida comprendente un residuo di detta biomassa algale; - sottoporre detta fase semi-solida (ii) ad idrolisi ottenendosi zuccheri.
- 2. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con la rivendicazione 1, in cui detto procedimento è condotto in batch, semi-batch o in continuo, preferibilmente in continuo.
- 3. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con la rivendicazione 1 o 2, in cui detta sospensione acquosa di biomassa algale deriva dalla coltivazione di alghe, preferibilmente dalla coltivazione di microalghe.
- 4. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta coltivazione di alghe è condotta in presenza di acqua dolce o di acqua salata proveniente da fonti naturali o artificiali quali lavorazioni industriali, preferibilmente di acqua salata.
- 5. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il pH di detta sospensione acquosa è portato ad un valore maggiore o uguale a 10, tramite aggiunta di almeno un idrossido di un metallo alcalino quale idrossido di sodio (NaOH), idrossido di potassio (KOH), o loro miscele; o di un metallo alcalino terroso quale idrossido di calcio [Ca(OH)2], idrossido di magnesio [Mg(OH)2], o loro miscele; o loro miscele.
- 6. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 4, in cui il pH di detta sospensione acquosa è portato ad un valore maggiore o uguale a 10, per completo consumo della anidride carbonica (CO2) durante la crescita della biomassa algale.
- 7. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto flocculante anionico è scelto tra polimeri anionici ad elevato peso molecolare quali poliacrilammidi, poliacrilati, polimetacrilati, policarbossilati, preferibilmente poliacrilammidi.
- 8. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con la rivendicazione 7, in cui detti polimeri anionici hanno un peso molecolare compreso tra 1 MDa e 20 MDa, più preferibilmente compreso tra 2 MDa e 10 MDa.
- 9. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto flocculante anionico è presente in detta sospensione acquosa di biomassa algale a pH basico, in quantità compresa tra 1 ppm e 20 ppm, preferibilmente compresa tra 2 ppm e 10 ppm.
- 10. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto procedimento comprende sottoporre detta biomassa algale concentrata prima dell’estrazione dei lipidi, a disidratazione tramite aggiunta di almeno un solvente organico polare scelto tra acetone, metanolo, etanolo, acetato di etile, metil-etil chetone (MEK), o loro miscele, preferibilmente acetone, ottenendosi una fase acquosa comprendente detto solvente organico polare e acqua ed una fase organica comprendente detta biomassa algale ulteriormente concentrata.
- 11. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto procedimento comprende sottoporre detta biomassa algale concentrata prima dell’estrazione dei lipidi, o dopo disidratazione, a lisi cellulare, detta lisi cellulare essendo preferibilmente condotta in un omogeneizzatore, a pressione compresa tra 250 bar e 2000 bar, preferibilmente compresa tra 800 bar e 1600 bar, a temperatura ambiente (25°C).
- 12. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui detto procedimento comprende sottoporre detta biomassa algale concentrata, prima o dopo disidratazione, a lisi cellulare e contemporanea estrazione dei lipidi (“Lisi ed Estrazione Simultanea” - LES), preferibilmente in un omogeneizzatore, in presenza di almeno un solvente organico polare quale, ad esempio, acetone, metanolo, etanolo, acetato di etile, metil-etil chetone (MEK), o loro miscele, preferibilmente acetone, ottenendosi una miscela comprendente detta biomassa algale concentrata, detto solvente organico polare e acqua.
- 13. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui detto procedimento comprende sottoporre detta biomassa algale concentrata, prima o dopo disidratazione, a lisi cellulare e contemporanea estrazione dei lipidi (“Lisi ed Estrazione Simultanea” - LES), preferibilmente in un omogeneizzatore, in presenza di almeno un solvente organico apolare scelto tra esano, n-ottano, iso-ottano, nonano, decano, isomeri dello xilene, toluene, benzene, clorobenzene, diclorometano, o loro miscele, tagli di raffineria che comprendono miscele includenti idrocarburi alifatici ed idrocarburi aromatici, miscele di detti idrocarburi alifatici ed aromatici in particolare miscele note come “Light Cycle Oil” (LCO), gasoli, benzine alchilate, o loro miscele, ottenendosi una miscela comprendente detta biomassa algale concentrata, detto solvente organico apolare e acqua.
- 14. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con la rivendicazione 12 o 13, in cui detta lisi cellulare e contemporanea estrazione dei lipidi (“Lisi ed Estrazione Simultanea” -LES), è condotta utilizzando un rapporto tra il volume della sospensione acquosa di biomassa algale concentrata ed il volume di solvente organico polare o apolare compreso tra 1:1 e 1:2, preferibilmente 1:2, a pressione compresa tra 250 bar e 2000 bar, preferibilmente compresa tra 800 bar e 1600 bar, a temperatura ambiente (25°C).
- 15. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui detta estrazione dei lipidi, quando attuata dopo lisi cellulare o disidratazione, è condotta tramite aggiunta di almeno un solvente organico apolare scelto tra esano, n-ottano, iso-ottano, nonano, decano, isomeri dello xilene, toluene, benzene, clorobenzene, diclorometano, o loro miscele, tagli di raffineria che comprendono miscele includenti idrocarburi alifatici ed idrocarburi aromatici, miscele di detti idrocarburi alifatici ed aromatici in particolare miscele note come “Light Cycle Oil” (LCO), gasoli, benzine alchilate, o loro miscele.
- 16. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui detta estrazione dei lipidi, quando attuata dopo lisi cellulare o disidratazione, è condotta tramite aggiunta di almeno un solvente organico polare scelto tra acetone, metanolo, etanolo, acetato di etile, metil-etil chetone (MEK), o loro miscele, preferibilmente acetone.
- 17. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con la rivendicazione 15 o 16, in cui detta estrazione dei lipidi, quando attuata dopo lisi cellulare o disidratazione, è condotta utilizzando un rapporto tra il volume della sospensione acquosa di biomassa algale concentrata ed il volume di solvente organico apolare o polare compreso tra 1:1 e 1:2, preferibilmente 1:1, a temperatura compresa tra 20°C e 100°C, preferibilmente compresa tra 50°C e 80°C, per un tempo compreso tra 30 minuti e 4 ore, preferibilmente compreso tra 1 ora e 3 ore.
- 18. Procedimento per l’estrazione di lipidi e di zuccheri da biomassa algale in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta idrolisi può essere condotta: - in presenza di acidi diluiti quali acido solforico, acido fosforico, acido cloridrico, presenti in quantità compresa tra l’1% in peso ed il 5% rispetto al peso totale di detta fase semi-solida (ii), operando a temperatura compresa tra 110°C e 160°C, per un tempo compreso tra 1 ora e 6 ore; oppure operando alla temperatura di ebollizione dell’acqua; - tramite trattamento della fase semi-solida (ii) con vapore acqueo ad alta temperatura e pressione, accompagnato eventualmente da uno stadio di rilascio improvviso della pressione (tecnica dello “steamexplosion” nota nell’arte), eventualmente in presenza di un acido quale acido solforico, a bassa concentrazione, preferibilmente a concentrazione < 1% in peso rispetto al peso totale di detta fase semi-solida (ii).
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| CN109207250A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-15 | 湖北旭舟林农科技有限公司 | 一种山桐子高效烘干除异味的方法及其装置 |
| CN110484571B (zh) * | 2019-09-29 | 2023-04-25 | 哈尔滨工业大学 | 利用玉米秸秆半连续生产氢气和油脂的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009077087A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Eni S.P.A. | Process for the production of algal biomass with a high lipid content |
| US20120022278A1 (en) * | 2010-07-26 | 2012-01-26 | Sapphire Energy, Inc. | Process for the recovery of oleaginous compounds from biomass |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4328118A (en) * | 1979-06-13 | 1982-05-04 | Ecological Consultants (Proprietary) Ltd. | Algae processing |
| US20060264684A1 (en) | 2005-05-19 | 2006-11-23 | Petri John A | Production of diesel fuel from biorenewable feedstocks |
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| US7977076B2 (en) * | 2006-12-29 | 2011-07-12 | Genifuel Corporation | Integrated processes and systems for production of biofuels using algae |
| EP2129784A4 (en) * | 2007-02-26 | 2013-10-02 | Korean Inst Of Ind Technology | METHOD OF PRODUCING BIOCARBURANT USING MARINE ALGAE |
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-
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-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009077087A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Eni S.P.A. | Process for the production of algal biomass with a high lipid content |
| US20120022278A1 (en) * | 2010-07-26 | 2012-01-26 | Sapphire Energy, Inc. | Process for the recovery of oleaginous compounds from biomass |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| GONZALEZ-DELGADO A.D., PERALTA-RUIZ Y., PARDO Y., KAFAROV V.: "Energy integration of bioethanolproduction process topology from microalgae biomass: evaluation of sscf, ssf, acid hydrolysis and product purification alternatives", CHEMICAL ENGINEERING TRANSACTIONS, vol. 35, October 2013 (2013-10-01), pages 1069 - 1074, XP002723191 * |
| LUCELIA BORGES ET AL: "Effects of flocculants on lipid extraction and fatty acid composition of the microalgae Nannochloropsis oculata and Thalassiosira weissflogii", BIOMASS AND BIOENERGY, vol. 35, no. 10, 2 September 2011 (2011-09-02), , PERGAMON, AMSTERDAM, NL, pages 4449 - 4454, XP028308684, ISSN: 0961-9534, [retrieved on 20110909], DOI: 10.1016/J.BIOMBIOE.2011.09.003 * |
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