專利名稱：次臨界條件下用水從藻類選擇性地生產(chǎn)基于烴的燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及從藻類生物質(zhì)以及藻類的脂肪族生物聚合物來生產(chǎn)基于烴的燃料的方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于找出替代性能源來滿足美國以及全世界的能源需求的最近重點正在引起對于新燃料來源的研究的加速。從生物質(zhì)生產(chǎn)燃料是許多替代性能源戰(zhàn)略的一個重要關(guān)注點。精煉的植物油已成為生產(chǎn)生物柴油的典型起始材料。近年來涌現(xiàn)出了對藻類作為一種可能的燃料來源的關(guān)注，這是因為相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點包括但不限于(I)將CO2從大氣中去除；不與農(nóng)作物競爭并且；(3)比當(dāng)前使用的作物更高的每英畝生產(chǎn)的生物燃料加侖數(shù)的潛力。從藻類生物質(zhì)和其他微生物生產(chǎn)生物燃料的現(xiàn)有方法主要涉及以下轉(zhuǎn)化藻類生物質(zhì)中甘油三酸酯通過轉(zhuǎn)酯反應(yīng)轉(zhuǎn)化至脂肪酸甲酯，或者通過將這些藻油轉(zhuǎn)化成基于烴的燃料的多種催化高溫過程轉(zhuǎn)化至基于烴的燃料。大多數(shù)關(guān)注點已集中在細胞腔以及構(gòu)成膜脂質(zhì)的磷脂中存在的甘油三酸酯上。然而，現(xiàn)有方法的一個問題是藻類從水中的去除以及水從藻類中的去除。
發(fā)明概述
在此披露的是在不要求先前的水去除的情況下從包含膠鞘的微生物和藻類生產(chǎn)基于烴的燃料的方法，以及直接從膠鞘自身生產(chǎn)基于烴的燃料的方法。在此還披露了用于在此披露的方法的包含選擇性地生產(chǎn)具有所希望鏈長的烴的改性藻類和膠鞘的原料，以及使該藻類和膠鞘改性的方法。在此還披露了從藻類生產(chǎn)烴和有機肥料而不需要在加工之前將水從該藻類中去除的方法。在此披露的用于從藻類生產(chǎn)選擇性烴的一種方法包括提供一種水飽和藻類的原料，在一個次臨界溫度下在一個反應(yīng)器中使該水飽和藻類與水接觸預(yù)定的時間段，從該反應(yīng)器中收集一種液體產(chǎn)物，并且將這些烴與該水性液相產(chǎn)物分離。在此披露的用于從藻類生產(chǎn)選擇性烴的另一種方法包括從藻類中提取膠鞘，在一個次臨界溫度下在一個反應(yīng)器中使膠鞘與水接觸預(yù)定的時間段，從該反應(yīng)器中收集一種液體產(chǎn)物，并且將這些烴與該水性液相產(chǎn)物分離。在此披露的用于從一種原料生產(chǎn)烴和有機肥料的另一種方法包括在一個次臨界溫度下在一個反應(yīng)器中使具有膠鞘的水飽和藻類與水接觸預(yù)定的時間段，從該反應(yīng)器中收集一種液體產(chǎn)物，將這些烴與該水性液相產(chǎn)物分離，并且收集在將烴與水性液相產(chǎn)物分離之后剩余的一種液體作為有機肥料。在此還披露了用于生產(chǎn)選擇性烴的包含具有膠鞘的基因修飾藻類的原料，以及用于生產(chǎn)選擇性烴的包含從藻類提取的并且隨后被化學(xué)改性的膠鞘的一種原料。
附圖簡要說明
本文說明書參考了附圖，其中貫穿若干視圖，相似參考數(shù)字指代相似部件，并且其中

圖1A至IC是以下物質(zhì)的13C交叉極化魔角自旋核磁共振(CPMAS NMR)光譜凍干的柵藻(Scenedesmus sp.)(圖1A),通過酸水解處理的該生物質(zhì)(圖1B)或用氫氧化鈉處理的該生物質(zhì)(圖1C)。區(qū)域L對應(yīng)于來自該膠鞘的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)，C對應(yīng)于糖類并且P對應(yīng)于蛋白質(zhì)。圖2是使用2D NMR數(shù)據(jù)的布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)種類L的一個修正版膠鞘結(jié)構(gòu)模型。圖3A-3B是來自布朗葡萄藻種類L的初始膠鞘(圖3A)以及在300° C下密封熱解中獲得的膠鞘殘渣(圖3B)的二維NMR光譜。MC盒中的交叉峰對應(yīng)于直鏈脂肪族結(jié)構(gòu)并且SC盒中的交叉峰對應(yīng)于支鏈脂肪鏈。圖4是以下物質(zhì)的13C直接極化魔角自旋核磁共振(DPMAS NMR)光譜(I)凍干的藻類；⑵在260° C下72h水處理之后的剩余殘渣；(3)在360° C下72h水處理之后的剩余殘渣。區(qū)域(A)是針對脂肪族碳的；(P)是針對蛋白質(zhì)特征碳的；(C)是針對糖類特征碳的。圖5A是在360° C下藻類的72h熱解實驗之后在水面上漂浮的油的氣相色譜圖。圖5B是在360° C下膠鞘的72h熱解實驗之后在水面上漂浮的油的氣相色譜圖。
詳細說明綠藻和其他微生物如布朗葡萄藻、柵藻、各種甲藻以及各種黃綠藻中的一些種類能夠代謝由一種稱為膠鞘的脂肪族生物聚合物構(gòu)成的單層或多層保護性外壁。這種保護性膠鞘生物聚合物是不可溶且不 可水解的一種難降解材料。它存在于沉積物中并且被認為隨地質(zhì)時間轉(zhuǎn)化成石油。在此披露了用于從這些藻類生產(chǎn)基于烴的燃料而不需去除水的方法，以及從藻類中含有的或從藻類分離的膠鞘生物聚合物生產(chǎn)基于烴的燃料的方法。如在此所使用，“水飽和藻類”是直接從水中取得的并且經(jīng)過加工而未全部去除水的藻類以及微生物。在本說明書中，將“水飽和藻類”稱為藻類。烴產(chǎn)物的鏈長范圍主要在Cltl與C3tl+之間，這等同于可以由傳統(tǒng)煉油廠精煉為煤油(c1Q-c15)、柴油(C16-C18)以及潤滑油(C19+)的一種原油餾分。披露了多種方法和原料，它們具有產(chǎn)生藻類原油的一個裂解機制，該藻類原油具有與石蠟石油相似的特性但將不具有化石燃料如硫和芳香族組分的有害方面，這些有害方面過分地造成了環(huán)境污染。該方法采用復(fù)制例如在被埋頁巖中發(fā)生的熱裂解和排烴(expulsion)的自然過程來產(chǎn)生石油。從藻類生產(chǎn)基于烴的原油將為現(xiàn)有煉油廠提供一種國內(nèi)的、商用的、替代性、碳中和進料。所披露的方法從藻類提供了一種高價值的藻類原油產(chǎn)品而不需去除水，這補充了商業(yè)上開發(fā)的常規(guī)甲酯生物燃料產(chǎn)品并且自然而然地提高了來自這種生物質(zhì)源的生物燃料的產(chǎn)率。在此披露的原料提供了可以容易地且直接地轉(zhuǎn)化成一種可精煉的烴燃料的一種進料。還披露了可以從不同的藻類種類生產(chǎn)的藻類原油的多個品種，從而經(jīng)由一個機械方案使該藻類原油的化學(xué)組成與膠鞘結(jié)構(gòu)相關(guān)。在此披露的方法從包含生物聚合物或膠鞘(在此兩者均稱為“膠鞘”)的微生物和微藻(在此一起稱為“藻類”)生產(chǎn)基于烴的燃料，并且直接從膠鞘自身生產(chǎn)基于烴的燃料。淡水和海水中普遍存在的藻類是能夠生產(chǎn)比大多數(shù)典型陸生植物實質(zhì)上更多的生物燃料的非凡而高效的生物工廠。一些形式的藻類具有占它們的干重高達50%或更高的一個脂質(zhì)含量，并且許多的這種生物質(zhì)可轉(zhuǎn)化成生物柴油。藻類培養(yǎng)要求比其他植物進料(會影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn))顯著減少的土地。與陸生作物相比較，在每單位面積土地上一些微藻能夠產(chǎn)生約三十倍量的油。微藻可以在一天之內(nèi)展示一次或兩次的加倍率，從而使得它們躋身于將陽光和大氣CO2轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)的最有效有機體。它們能夠以光合作用方式生長以使得除CO2之外，對于生長不要求其他碳源。來自這種生物質(zhì)源的任何燃料的燃燒都將產(chǎn)生從現(xiàn)有大氣CO2中先前固定下來的CO2，這樣使得能源供應(yīng)將被視作是CO2中性的?？梢灾苯訌脑诖伺兜脑孱惿a(chǎn)藻類原油產(chǎn)品，該藻類即為包含膠鞘而不去除水的藻類，在此稱為原料。藻類直接作為原料的使用消除了加工之前提取膠鞘的需要。然而，也可以在加工之前將膠鞘從藻類中分離并且用作原料。使用整體藻類從蛋白質(zhì)和糖類提供了一種有用的副產(chǎn)品，而使用膠鞘因其具有較少的蛋白質(zhì)和糖類而將減少一種有用的副產(chǎn)品的產(chǎn)生，因為在熱解之前這些蛋白質(zhì)和糖類已經(jīng)通過膠鞘分離過程被去除。在柵藻、四角藻(Tetraedron)、綠藻(Chlorella)、葡萄藻以及紅球藻(Haematococcus.)屬的綠藻中，膠鞘最富足并且品種各異。已提出眾多化學(xué)程序來從藻類中分離膠鞘。它們典型地由一連串的有機溶劑、酸以及堿的處理組成，所有處理都會引起游離脂質(zhì)、糖類以及蛋白質(zhì)的去除。然而，這些方法成本高昂并且是勞動密集型的。例如，可以使用主要包含柵藻以及80重量百分數(shù)的水的一種濃縮藻類糊料?？梢栽谝粋€開放的藻池農(nóng)場收集該藻類。該藻類和水的混合物，或水飽和藻類可以處理如下在回流下用6N鹽酸(HCl)溶液處理18小時 或在60° C下用0.5N氫氧化鈉(NaOH)溶液處理4小時。這些方法不限于使用HCl或NaOH。涵蓋了其他酸和堿或物理方法和其他化學(xué)方法的使用。通過13C交叉極化魔角自旋核磁共振(13C CPMAS NMR,圖1A至IC中的光譜)已分析了在兩種處理結(jié)束時收集的初始藻類樣品以及生物聚合物。在這些光譜中，脂質(zhì)結(jié)構(gòu)基本上對應(yīng)于兩個區(qū)域L中的峰，糖類對應(yīng)于區(qū)域C中的峰并且蛋白質(zhì)對應(yīng)于區(qū)域區(qū)域P中的峰,并且區(qū)域L中的峰的部分歸屬于羧酸基團(-C00H)。光譜I (圖1A)屬于凍干柵藻，光譜2 (圖1B)屬于酸水解所得的膠鞘材料，并且光譜3 (圖1C)屬于堿處理所得的膠鞘材料。從圖1A至IC可見，酸水解(圖1B)之后分離的富集膠鞘主要包含脂質(zhì)。幾乎去除了所有的糖類和蛋白質(zhì)。堿處理(圖1C)下分離的富集的膠鞘材料仍含有大量糖類和蛋白質(zhì)，但該膠鞘材料在脂質(zhì)結(jié)構(gòu)上比藻類更集中。使用更強的堿例如5M NaOH可以更有效地去除糖類和蛋白質(zhì)。正如已經(jīng)提到的，可以從不同的藻類種類生產(chǎn)藻類原油的不同品種，其中經(jīng)由一個機械方案使該藻類原油的化學(xué)組成與膠鞘結(jié)構(gòu)相關(guān)。膠鞘中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)與通過本文方法產(chǎn)生的具體烴分布之間的這種直接關(guān)系可以指示這些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的位置和數(shù)量。這種結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品/前體的聯(lián)系影響了從藻類生產(chǎn)的藻類原油的品質(zhì)并且可以經(jīng)過引導(dǎo)而具體地用于汽油、柴油和/或噴氣燃料的生產(chǎn)。無意被約束于任何特定理論，我們認為將膠鞘轉(zhuǎn)化成烴的一個關(guān)鍵方面是不同的氧官能團的性質(zhì)和位置以及雙鍵位置。通過使用侵入性和非侵入性技術(shù)已廣泛描繪了膠鞘的結(jié)構(gòu)鑒定。這些分析顯示膠鞘的主要構(gòu)成為直鏈的或支鏈的，連接至酯、縮醛和/或醛基團的高度脂肪族結(jié)構(gòu)。取決于藻類種類，膠鞘結(jié)構(gòu)可以通過醚橋以及通過醚和縮醛官能團而或多或少地交聯(lián)。在Salmon等人的研究中，通過將實驗觀察與數(shù)值分子模型計算結(jié)合起來，描述了膠鞘熱分解中涉及的初始步驟。進行的裂解實驗都表明主要的熱降解涉及酯和醛的斷裂以及C-C骨架的裂解。數(shù)值分子模型模擬證實了這些實驗觀察并且顯示這種膠鞘結(jié)構(gòu)中最弱的鍵對應(yīng)于酯的C-O和C-C鍵以及與雙鍵相鄰的C-C鍵，而在數(shù)值模擬的熱降解期間醛基團仍保持穩(wěn)定。所產(chǎn)生的化合物系列的分布基本上取決于烷基結(jié)構(gòu)中官能團的性質(zhì)和位置，并且與羧酸基團相鄰的均勻斷裂是功能化的烷基結(jié)構(gòu)的裂解中的一個主導(dǎo)過程。下圖2是布朗葡萄藻種類L的一個結(jié)構(gòu)模型。圖3A和3B圖解了不同的E和Z雙鍵構(gòu)象(分別是峰I和G)以及中間鏈(峰3和6)與末端烯烴(峰6’和6”)之間的區(qū)別。另外對于氧合了的基團來說，可以將不同的交叉峰具體地分配給醇和醚基團并且對于相對于處于中間鏈或末端位置中的醛、酯或羧酸基團的多個位置上的亞甲基基團，還觀察到了不同的化學(xué)位移?？梢允鼓z鞘大分子結(jié)構(gòu)的較大分子量構(gòu)造單元與從特定藻類產(chǎn)生的烴相關(guān)?？梢酝ㄟ^將另外的關(guān)鍵元素并入天然膠鞘中來“調(diào)諧”或修改從膠鞘產(chǎn)生的烴分布。實現(xiàn)這一目標(biāo)的一種方法是通過用氫氧化鈉來處理膠鞘，這涉及了酯官能的皂化并且引起脂肪酸的鈉鹽的形成。無意被約束于任何特定理論，我們認為該鈉鹽起到像該脂肪酸的羧酸基團上的一個錨的作用，正如酯官能在膠鞘結(jié)構(gòu)中是固定化的，從而引起在熱解條件下的羧酸基團(酸或酯)的輕易斷裂。一種鈉化的脂肪酸的形成大大地影響了通過熱解而產(chǎn)生的烴的分布，并且來自固體膠鞘熱解的烴產(chǎn)物的性質(zhì)能夠以使得它們作為燃料組分更有價值的方式來進行改變。作為一個非限制性實例，用稀(0. 5M)氫氧化鈉水溶液來處理膠鞘樣品以便將與該結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的脂肪酸基團去質(zhì)子化并且產(chǎn)生鈉鹽。
另一種調(diào)諧方法是膠鞘的氧化聚合。這一反應(yīng)是一種熟知的方法，該方法例如負責(zé)基于亞麻仁油的涂料的干燥并且由含有不飽和脂肪酸的三酰甘油的陽光介導(dǎo)的自動氧化反應(yīng)組成。將氧基團添加至膠鞘的雙鍵并且在生物聚合物結(jié)構(gòu)中的交聯(lián)程度得以增加。通過增加氧基團的數(shù)目，增加了潛在裂解位點的數(shù)目。氧化聚合是與構(gòu)成油的不飽和脂肪酸的化學(xué)反應(yīng)性直接相關(guān)的。首先發(fā)生了涉及到通過空氣中的氧對雙鍵的氧化的一個自動氧化過程并且由此導(dǎo)致過氧化物的形成。接著通過形成過氧化物自由基發(fā)生聚合，從而引起不飽和酸分子之間的交聯(lián)量增加。由于不飽和酸和酯是膠鞘結(jié)構(gòu)的主要組分，氧化了的官能團和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的數(shù)目可以通過氧化聚合來增加。這種聚合策略通過其交聯(lián)密度修改了膠鞘結(jié)構(gòu)，從而影響到烴的熱解產(chǎn)物分布。一種更為高度交聯(lián)的膠鞘可以產(chǎn)生較小鏈烴片段，這是因為直鏈之間的錨定點的數(shù)目會更少。該結(jié)果會是這樣一個過程其中人們可以“調(diào)諧”膠鞘聚合物以產(chǎn)生所希望的燃料。將關(guān)鍵元素并入膠鞘結(jié)構(gòu)中的第三種方法是通過對藻類自身進行基因修飾并且生長專用于生產(chǎn)以下膠鞘的藻類的培養(yǎng)物，即該膠鞘被調(diào)諧用于生產(chǎn)汽油、柴油和/或噴氣燃料。涵蓋了所設(shè)計的膠鞘藻類的建立以產(chǎn)生可更為容易地加工成“滴落形成(drop-1n-ready)”液體輸運燃料的改進的膠鞘材料。這可以通過以下完成通過負責(zé)膠鞘形成的基因的生物合成途徑的基因分子工程化來將新型裂解點引入膠鞘結(jié)構(gòu)之中。生長條件影響到膠鞘的產(chǎn)生以及脂質(zhì)與通過不同藻類種類的膠鞘產(chǎn)生之間的關(guān)系。無意被約束于某一特定理論，預(yù)期膠鞘的形成可以充當(dāng)一個烴儲槽和/或提供對抗某些環(huán)境應(yīng)力和/或微生物攻擊的一種抗性細胞壁材料。因此，環(huán)境應(yīng)力因素如高光化性光強度、高溫和低溫、升高的氧濃度(氧化應(yīng)力)、高PH和低pH以及鹽度可以具有一定影響力。已知潛在地有利于或抑制烴合成的因素，如生長培養(yǎng)基中氮營養(yǎng)素的較低可用性或SC5058 (一種噌啉酸衍生物[1-N-芐基-3-羧基-4-噌啉酮])的添加也可以具有一定的影響力。對此的原理是烴或者脂肪酸的合成可能通過烴骨架的交聯(lián)或聚合而與膠鞘生物合成相關(guān)。在此使用的平均藻類生物質(zhì)的組成為約50%蛋白質(zhì)，20%糖類，10%難降解生物聚合物(膠鞘)以及15%脂質(zhì)。原料可以在從該過程中收獲之后直接使用。然而，如果希望，也可以凍干該原料。在次臨界溫度范圍(即，374° C以下)內(nèi)加熱水時，其特性發(fā)生變化；溫度上升時，水分子之間的氫鍵減少，這進而使得其離解常數(shù)增加(即，氫氧根和水合氫離子濃度增加)。氫氧根和水合氫離子濃度的這一增加使得水變成能夠水解/解聚脂質(zhì)、糖類以及蛋白質(zhì)的一種水解試劑；因而有效地分離膠鞘。由于膠鞘是不可水解的，所以該膠鞘經(jīng)歷了熱裂解并且產(chǎn)生了油。無論膠鞘是一種純的分離物還是它在整體藻類中與糖類、蛋白質(zhì)以及脂質(zhì)甘油三酸酯混合存在，都會發(fā)生這一過程。用于使該原料經(jīng)受該次臨界溫度范圍的一種方法是加水熱解。下文提供了從在此披露的原料產(chǎn)生藻類原油的實例。在高壓釜中，在三種溫度下，使膠鞘和整體藻類經(jīng)受加水熱解。在72小時處理之后，將這些樣品冷卻至室溫。收集了四種不同的產(chǎn)物1)氣體，2)漂浮在水面上的烴油，3)水以及4)剩余的固體殘渣。分析這些分離物中每一種的化學(xué)組成。在次臨界溫度處理之前和之后收集針對整體藻類的13C NMR光譜(圖4)。在260° C下72小時之后，對應(yīng)于蛋白質(zhì)以及糖類的峰(在50、65、72、105以及175p pm處的峰)完全消失。這些結(jié)果表明糖類和蛋白質(zhì)在它們被從固相中去除時呈可溶狀態(tài)。殘渣中剩余的主峰是脂肪族膠鞘的主峰(33、25、15ppm)以及針對芳香族碳的一個寬峰(100至160ppm)。在這一溫度下,產(chǎn)生的油是少量的(8. 5%的干起始質(zhì)量)。在360° C下72小時之后，油的百分比顯著上升到16. 7%。在該溫度下的殘渣顯示了增加量的芳香族性(100至160ppm)特性，而相比之下脂肪族膠鞘信號減少。這些結(jié)果都表明了以下內(nèi)容
1.在低溫例如低于260°C下發(fā)生糖類和蛋白質(zhì)與膠鞘的分離。
2.在360°C下發(fā)生膠鞘的裂解。
3.在更高溫度下產(chǎn)生大量油。在360° C下72小時從藻類產(chǎn)生的油通過氣相色譜法和氣相色譜法/質(zhì)譜分析法的分析(圖5A，頂部)顯示，主要組分是飽和的直鏈烴，與在一些原油中觀察到的那些相似。從膠鞘的加水熱解而獲得的油在組成上是相似的(圖5B，底部)；在該溫度下的油的產(chǎn)率是膠鞘干重的14.5%。這表明在整體藻類的加水熱解過程中產(chǎn)生的油主要是源于膠鞘。與來自膠鞘的峰相比較，來自整體藻類的油中存在一些另外的峰最很可能歸因于脂質(zhì)甘油三酸酯或整體藻類的當(dāng)前未知的組分。這些峰中的一些是烷化的芳香烴，最有可能衍生自蛋白質(zhì)的加水熱解。主要是未用于燃料生產(chǎn)的糖類和蛋白質(zhì)的藻類組分溶解于水相之中。這種液體產(chǎn)物可以用作一種有前景的緩釋肥料以及土壤添加劑，這給予了更多的水和無機營養(yǎng)素保留作用以及生物質(zhì)/作物支撐能力。這種材料提供了抵消將藻類轉(zhuǎn)化成燃料的成本的一種高價值副產(chǎn)物。還能夠按以下方式培養(yǎng)藻類將氮和磷從水中去除并且消耗大氣CO2;由此使從這種來源產(chǎn)生的任何燃料都有資格作為可再生能源。
從藻類生產(chǎn)基于烴的原油將為現(xiàn)有煉油廠提供一種國內(nèi)的、商用的、替代性、碳中和進料。在此披露的方法從藻類提供了一種高價值燃料前體產(chǎn)品，這補充了商業(yè)上開發(fā)的常規(guī)甲酯生物燃料產(chǎn)品并且增強了來自這種生物質(zhì)源的生物燃料的產(chǎn)率。這些方法還提供了可以通過熱解方法容易地且直接地轉(zhuǎn)化成一種可精煉的烴燃料的一種進料。雖然已結(jié)合某些實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明不限于披露的實施例，而與之相反的是，本發(fā)明意在覆蓋隨附權(quán)利要求精神和范圍內(nèi)包括的各種修改以及等效安排，這些權(quán)利要求的范圍被給予最寬泛的解釋，以便于涵蓋在法律下允許的所有這類修改以及 等效結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種從藻類生產(chǎn)選擇性烴的方法，該方法包括提供水飽和藻類的一種原料；在一個次臨界溫度下在一個反應(yīng)器中使該水飽和藻類與水接觸一個預(yù)定的時間段；從該反應(yīng)器中收集一種水性液相產(chǎn)物；并且將這些烴與該水性液相產(chǎn)物分離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中這些被分離的烴的烴鏈長度是在Cltl至C3tl+的范圍之間并且這些烴鏈長度根據(jù)所提供的水飽和藻類的類型而在該范圍內(nèi)變化。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括收集在將這些烴與該水性液相產(chǎn)物分離之后剩余的一種液體作為有機肥料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在提供該水飽和藻類作為該原料之前使藻類進行基因修飾。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中使藻類進行基因修飾包括通過負責(zé)膠鞘形成的基因的生物合成途徑的基因分子工程化，來將新型裂解點引入一個膠鞘結(jié)構(gòu)之中。
6.—種從藻類生產(chǎn)選擇性烴的方法,該方法包括從藻類提取膠鞘；在一個次臨界溫度下在一個反應(yīng)器中使該膠鞘與水接觸一個預(yù)定的時間段； 從該反應(yīng)器中收集一種水性液相產(chǎn)物；并且將這些烴與該水性液相產(chǎn)物分離。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中提取膠鞘包括從水飽和藻類生產(chǎn)一種藻類糊料；并且用酸或堿之一處理該藻類糊料一段時間。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中這些被分離的烴的烴鏈長度是在C1至C3tl+的范圍之間并且這些烴鏈長度根據(jù)提取該膠鞘的藻類類型而在該范圍內(nèi)變化。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括在提取該膠鞘之后使該膠鞘化學(xué)改性以便具有選擇性前體。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中使該膠鞘化學(xué)改性包括該膠鞘的氧化聚合。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中使該膠鞘化學(xué)改性包括該膠鞘的皂化。
12.如權(quán)利要求6所述的方法，進一步包括收集在將這些烴與該液體產(chǎn)物分離之后剩余的一種液體作為有機肥料。
13.一種用于生產(chǎn)選擇性烴的原料，該原料包含具有膠鞘的基因修飾的藻類。
14.如權(quán)利要求13所述的原料，其中該基因修飾的藻類具有新型裂解點。
15.一種用于生產(chǎn)選擇性烴的原料，該原料包含從藻類提取的并且隨后化學(xué)改性的膠鞘。
16.如權(quán)利要求15所述的原料，其中該膠鞘通過氧化聚合來化學(xué)改性以便具有增加的氧化了的官能團以及增加的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求15所述的原料，其中該膠鞘通過皂化來化學(xué)改性以便具有鈉化的脂肪酸。
18.一種用于從一種原料生產(chǎn)烴和有機肥料的方法，該方法包括在一個次臨界溫度下在一個反應(yīng)器中使具有膠鞘的水飽和藻類與水接觸一個預(yù)定的時間段； 從該反應(yīng)器中收集一種水性液相產(chǎn)物； 將這些烴與該水性液相產(chǎn)物分離；并且 收集在將這些烴與該水性液相產(chǎn)物分離之后剩余的一種液體作為有機肥料。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中這些被分離的烴的烴鏈長度是在C1至C3tl+的范圍之間并且這些烴鏈長度根據(jù)所使用的水飽和藻類的類型而在該范圍內(nèi)變化。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進一步包括在化學(xué)上或在基因上調(diào)諧該水飽和藻類所包含的藻類以便具有可用來產(chǎn)生特定烴鏈長度的選擇性前體。
全文摘要
在此披露了在不要求先前的水去除的情況下從包含膠鞘的微生物和藻類生產(chǎn)基于烴的燃料的方法，以及直接從膠鞘自身生產(chǎn)基于烴的燃料的方法。在此還披露了用于在此披露的方法的包含選擇性地產(chǎn)生具有所希望鏈長的烴的改性藻類和膠鞘的原料，以及使該藻類和膠鞘改性的方法。在此還披露了從藻類生產(chǎn)烴和有機肥料而不需要在加工之前將水從該藻類中去除的方法。
文檔編號C10G3/00GK103038320SQ201180037954
公開日2013年4月10日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者帕特里克·G·哈徹, 艾洛迪·薩爾蒙 申請人:弗吉尼亞州研究基金會