ITMI20082249A1 - Procedimento per la produzione di bio-olio da biomassa - Google Patents

Description

PROCEDIMENTO PER LA PRODUZIONE DI BIO-OLIO DA BIOMASSA

La presente invenzione riguarda un procedimento per la produzione di bio-olio da biomassa includente almeno un polisaccaride.

Più in particolare, la presente invenzione riguarda un procedimento per la produzione di bio-olio da biomassa includente almeno un polisaccaride che comprende sottoporre detta biomassa ad idrolisi acida, sottoporre la miscela ottenuta da detta idrolisi acida ad idrolisi enzimatica, sottoporre gli zuccheri ottenuti da dette idrolisi acida ed enzimatica a fermentazione in presenza di almeno un lievito oleaginoso, e sottoporre la sospensione acquosa comprendente cellule di detto lievito oleaginoso ottenuta da detta fermentazione a trattamento termico.

Il bio-olio così ottenuto può essere vantaggiosamente utilizzato nella produzione di biocarburanti che possono essere utilizzati tal quali, o in miscela con altri carburanti, per autotrazione. Oppure, detto bio-olio, può essere utilizzato tal quale (biocombustibile), o in miscela con combustibili fossili (olio combustibile, lignite, ecc.), per la generazione di energia elettrica.

In genere, si definisce biomassa qualsiasi sostanza di matrice organica, vegetale o animale, che può essere destinata a fini energetici, ad esempio, come materia prima per la produzione di biocarburanti e/o biocombustibili, o di componenti che possono essere aggiunti ai carburanti e/o ai combustibili. La biomassa può, quindi, costituire una fonte di energia rinnovabile in alternativa alle materie prime tradizionali di origine fossile usualmente utilizzate nella produzione di combustibili. A tale scopo, à ̈ particolarmente utile, la biomassa lignocellulosica.

La produzione di zuccheri da biomassa, in particolare da biomassa lignocellulosica, à ̈ nota nell’arte.

La biomassa lignocellulosica à ̈ una struttura complessa comprendente tre componenti principali: la cellulosa, l’emicellulosa e la lignina. Le loro quantità relative variano a seconda del tipo di biomassa lignocellulosica utilizzata. Ad esempio, nel caso di piante, dette quantità variano a seconda della specie e dell'età della pianta.

La cellulosa à ̈ il maggiore costituente della biomassa lignocellulosica ed à ̈ generalmente presente in quantità compresa tra il 30% in peso ed il 60% in peso rispetto al peso totale della biomassa lignocellulosica. La cellulosa à ̈ costituita da molecole di glucosio (da circa 500 a 10000 unità) unite tra loro da un legame β−1,4−glucosidico. L'instaurarsi di legami ad idrogeno tra le catene determina la formazione di domini cristallini che impartiscono resistenza ed elasticità alle fibre vegetali. In natura si trova allo stato puro solo nelle piante annuali come cotone e lino, mentre nelle piante legnose à ̈ sempre accompagnata da emicellulosa e lignina.

L'emicellulosa, che à ̈ generalmente presente in quantità compresa tra il 10% in peso ed il 40% in peso rispetto al peso totale della biomassa lignocellulosica, si presenta come un polimero misto, relativamente corto (da 10 a 200 molecole) e ramificato, formato sia da zuccheri a sei atomi di carbonio (glucosio, mannosio, galattosio), sia da zuccheri a cinque atomi di carbonio (xilosio, arabinosio). Alla presenza dell’emicellulosa si devono alcune importanti proprietà delle fibre vegetali, la principale delle quali à ̈ quella di favorire l'imbibizione di dette fibre vegetali, quando à ̈ presente l'acqua, provocandone il rigonfiamento. L'emicellulosa presenta, inoltre, proprietà adesive e, pertanto, tende a cementare o a diventare di consistenza cornea, quando si disidrata, con la conseguenza che dette fibre vegetali diventano rigide e si imbibiscono più lentamente.

La lignina à ̈ generalmente presente in quantità compresa tra il 10% in peso ed il 30% in peso rispetto al peso totale della biomassa lignocellulosica. La sua principale funzione consiste nel legare e cementare tra loro le varie fibre vegetali così da conferire compattezza e resistenza alla pianta e costituisce, inoltre, una protezione contro insetti, agenti patogeni, lesioni e luce ultravioletta. Viene utilizzata principalmente come combustibile ma, attualmente, trova anche largo impiego nell'industria come disperdente, indurente, emulsionante, per laminati plastici, cartoni e manufatti in gomma. Inoltre, può essere trattata chimicamente per produrre composti aromatici, tipo vanillina, siringaldeide, pidrossibenzaldeide, che possono essere usati nella chimica farmaceutica, oppure nell'industria cosmetica ed alimentare.

Allo scopo di ottimizzare la trasformazione della biomassa lignocellulosica in prodotti per uso energetico, à ̈ noto sottoporre detta biomassa ad un trattamento preliminare così da separare la lignina ed idrolizzare la cellulosa e l’emicellulosa a zuccheri semplici quali, ad esempio, glucosio e xilosio. Detti zuccheri possono essere utilizzati quali fonti di carbonio nei processi di fermentazione in presenza di microorganismi per la produzione di alcoli e/o di lipidi.

Ad esempio, la domanda di brevetto US 2008/0102176 descrive un metodo per l’estrazione di grassi vegetali comprendente: polverizzare il materiale grezzo contenente cellulosa al fine di ottenere particelle aventi un diametro di 1-2 mm; immergere le particelle in acido solforico a concentrazione pari a 1-2% per acidificare dette particelle allo scopo di aumentare l’idrolisi della cellulosa e di regolare il pH ad un valore di 4,5±0,5; rimuovere le particelle acidificate dall'acido solforico ed aggiungere, in sequenza, la cellulasi ed un lievito oleaginoso alle particelle acidificate e sottoporre a fermentazione per 8-9 giorni a temperatura di 25-30°C ed ad umidità di 85-90%; aggiungere un idrocarburo alifatico quale solvente ai prodotti di fermentazione allo scopo di estrarre i grassi ottenendo una miscela di estrazione; e rimuovere le particelle acidificate rimaste nella miscela di estrazione e separare i grassi dal solvente tramite distillazione ottenendo olio grezzo. Preferibilmente, la cellulasi à ̈ il Trichoderma viride ed il lievito oleaginoso à ̈ Rhodotorula glutinis. I grassi ottenuti possono essere convertiti in biodiesel dopo esterificazione.

Dai et al., descrivono la produzione di biodiesel da lieviti oleaginosi nel seguente articolo: “Biodiesel generation from oleaginous yeast Rhodotorula glutinis with xylose assimilating capacity†, pubblicato in “African Journal of Biotechnology†(2007), Vol. 6 (18), pag. 2130-2134. In detto articolo, la biomassa lignocellulosica viene macinata e sottoposta ad idrolisi acida in presenza di acido solforico. Gli zuccheri così ottenuti, vengono utilizzati come fonti di carbonio in un procedimento di fermentazione in presenza di un ceppo di Rhodotorula glutinis, previamente selezionato, in grado di utilizzare anche i pentosi, in particolare xilosio, allo scopo di ottenere oli che vengono successivamente estratti tramite estrazione Soxhlet e sottoposti a transesterificazione allo scopo di ottenere biodiesel.

Noti nell’arte sono anche trattamenti termici (quali, ad esempio, processi di liquefazione, trattamenti idrotermali) che permettono di convertire biomasse solide (quali ad esempio, biomasse lignocellulosiche, biomasse derivanti da rifiuti organici, da rifiuti derivanti dall’agricoltura e/o dall’industria agricola, biomasse derivanti da rifiuti domestici) in prodotti liquidi così da trasformare un materiale che à ̈ voluminoso, difficile da maneggiare e con bassa densità energetica, in un bio-olio ad elevata densità energetica (i.e. elevato potere calorifico) che possa essere utilizzato tal quale come biocarburante e/o biocombustibile, oppure come fonte di prodotti chimici o come fonte di biocarburanti e/o biocombustibili.

Maggiori dettagli relativi a trattamenti termici (trattamenti idrotermali o di liquefazione) di biomasse possono essere trovati, ad esempio, in “Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects†, “Mechanisms of Thermochemical Biomass Conversion Processes. Part 3: Reactions of Liquefaction†(2008), 30:7, pag. 649-659; oppure in “Energy & Environmental Science†(2008), “Thermochemical biofuel production in hydrothermal media: A review of sub- and supercritical water technologies†, 1, pag. 32-65.

Il brevetto US 4,334,026 descrive un procedimento ibrido bio-termale di liquefazione allo scopo di migliorare la liquefazione di composti contenenti carbonio per produrre combustibili liquidi contenenti alcool comprendente: alimentare composti organici ad un reattore di fermentazione; fermentare detti composti organici in condizioni atte a produrre alcool in una coltura liquida biologica; separare il combustibile liquido contenente alcool ed il residuo di fermentazione, rimuovere l’acqua ed introdurre detto residuo di fermentazione in un convertitore termochimico; convertire termochimicamente almeno una buona parte della componente organica di detto residuo di fermentazione operando in condizioni di elevata temperatura ottenendo prodotti convertiti termochimicamente e residui termochimici, una parte di almeno uno di detti prodotti convertiti termochimicamente o di loro derivati, o di detti residui termochimici, essendo inviata a detto reattore di fermentazione. Quali composti organici possono essere utilizzate piante terrestri o acquatiche (e.g., alghe), rifiuti forestali e/o agricoli, rifiuti industriali, e simili.

Il brevetto US 4,935,567 descrive un procedimento per la liquefazione di una biomassa contenente cellulosa allo scopo di ottenere un prodotto liquefatto, che comprende: (a) alimentare ad un recipiente di reazione la biomassa, l'acqua e un liquido organico contenente ossigeno (ad esempio, un estere, un chetone, un alcool), ottenendo una miscela che consiste essenzialmente di detta biomassa, detto liquido organico e acqua, il totale del liquido organico contenente ossigeno e dell'acqua in detta miscela essendo pari di 5-20 parti in peso per parti in peso di biomassa (peso secco) e la quantità del liquido organico contenente ossigeno in detta miscela essendo pari al 5%-80% rispetto al totale di detti liquido e acqua; (b) riscaldare detta miscela a 200°C-400°C, a pressione di 3-100 atmosfere, ottenendo un prodotto liquefatto sotto forma di una fase liquida oleosa coesistente con una fase acquosa; (c) separare detta fase liquida oleosa da detta fase acquosa e recuperare detta fase liquida oleosa come prodotto liquefatto; e (d) riscaldare detta fase liquida oleosa separata per distillare i composti a basso punto di ebollizione e recuperare il prodotto liquefatto avente un aumentato potere calorifico come residuo di distillazione. Allo scopo di accelerare la liquefazione, detto processo di liquefazione può essere condotto in presenza di un catalizzatore alcalino (ad esempio, idrossido di sodio, idrossido di potassio, carbonato di sodio, carbonato di potassio, e simili.). Il prodotto liquefatto così ottenuto può essere utilizzato come combustibile o come materiale grezzo per vari composti chimici.

Tuttavia, i procedimenti sopra riportati possono presentare alcuni inconvenienti.

Ad esempio, per idrolizzare entrambi le componenti polisaccaridiche della biomassa (e.g., emicellulosa e cellulosa), in particolare in presenza di acido solforico diluito (e.g., a concentrazione comprese tra 0,5% e 11%), à ̈ necessario operare a temperature elevate (e.g., superiori a 160°C). A dette temperature, si ha la formazione di sottoprodotti derivanti dalla disidratazione degli zuccheri e dalla parziale depolimerizzazione della lignina. Tali sottoprodotti, in particolare il furfurale, l’idrossimetilfurfurale, i composti fenolici, possono agire da inibitori della crescita dei microorganismi usualmente utilizzati nei successivi processi di fermentazione degli zuccheri. Inoltre, in presenza di acido solforico diluito, la resa di zuccheri, in particolare glucosio, à ̈ generalmente bassa (e.g., inferiore al 50%).

Inoltre, prima di sottoporre gli zuccheri a fermentazione, può essere necessario neutralizzare l’acido solforico allo scopo di portare il pH a valori accettabili per la successiva fermentazione. Generalmente, la neutralizzazione à ̈ attuata tramite aggiunta di ossidi e/o idrossidi quali, ad esempio, ossido di calcio, idrossido di calcio, o idrossido di bario, con conseguente formazione di sali (e.g., solfato di calcio, solfato di calcio diidrato o “gypsum†, solfato di bario) che precipitano e che devono quindi essere separati dagli zuccheri prima che gli stessi vengano sottoposti a fermentazione. Inoltre, detti sali devono essere successivamente smaltiti tramite opportuni trattamenti con conseguente aumento dei costi di produzione. Inoltre, à ̈ oneroso e molto difficile recuperare e riutilizzare detto acido inorganico.

Inoltre, la presenza di alcool nei combustibili liquidi prodotti tramite liquefazione, può comportare difficoltà nella separazione di detti combustibili liquidi dalla biomassa acquosa di partenza a causa della elevata polarità di detti combustibili liquidi. Inoltre, l’utilizzo di un liquido organico (ad esempio, estere, chetone, alcool) nel procedimento di liquefazione, può comportare difficoltà nella fase di separazione della fase liquida oleosa dalla fase acquosa a causa della presenza di detto liquido organico, nonché un aumento dei costi di produzione.

La Richiedente ha ora trovato che la produzione di bio-olio da biomassa (ovvero, la conversione della biomassa in prodotti liquidi utilizzabili, ad esempio, come biocombustibili e/o biocarburanti), in particolare da biomassa includente almeno un polisaccaride, può essere vantaggiosamente attuata mediante un procedimento che comprende sottoporre detta biomassa ad idrolisi acida in presenza di una soluzione acquosa di almeno un acido organico, ad una temperatura inferiore o uguale a 160°C, sottoporre la miscela ottenuta da detta idrolisi acida ad idrolisi enzimatica, sottoporre gli zuccheri ottenuti da dette idrolisi acida ed enzimatica a fermentazione in presenza di almeno un lievito oleaginoso, e sottoporre la sospensione acquosa comprendente cellule di detto lievito oleaginoso ottenuta da detta fermentazione a trattamento termico.

Numerosi sono i vantaggi ottenuti tramite detto procedimento. Ad esempio, detto procedimento consente di ottenere, una elevata resa di zuccheri pentosi ed esosi, derivanti dall’idrolisi acida di detta biomassa, che possono essere successivamente utilizzati come fonte di carbonio nei processi di fermentazione di lieviti oleaginosi allo scopo di produrre bio-olio. Il bio-olio così ottenuto può essere vantaggiosamente utilizzato nella produzione di biocarburanti che possono essere utilizzati tal quali, o in miscela con altri carburanti, per autotrazione. Oppure, detto bioolio, può essere utilizzato tal quale (biocombustibile), o in miscela con combustibili fossili (olio combustibile, lignite, ecc.), per la generazione di energia elettrica o calore.

Inoltre, la possibilità di operare a temperatura non elevata, i.e. a temperatura inferiore o uguale a 160°C, consente di diminuire la formazione di sottoprodotti quali, ad esempio, furfurale, idrossimetilfurfurale, composti fenolici, che possono agire da inibitori della crescita dei microrganismi usualmente utilizzati nei successivi processi di fermentazione degli zuccheri.

Altro vantaggio rilevante, risiede nel fatto che detto procedimento consente di recuperare l’acido organico che può essere così riciclato al suddetto procedimento, in particolare può essere riciclato all’idrolisi acida della biomassa. Detto recupero consente, inoltre, di evitare la neutralizzazione e, quindi, la produzione di sali ed il loro successivo smaltimento.

Ulteriore vantaggio rilevante, risiede nel fatto che la fase acquosa che si ottiene dopo trattamento termico della sospensione acquosa comprendente cellule di detto lievito oleaginoso, detta fase acquosa comprendente, zuccheri, frazioni glucosidiche e proteiche solubili in acqua, derivanti dal trattamento termico (idrolisi termica) delle proteine e dei polisaccaridi contenuti nella membrana cellulare dei lieviti oleaginosi utilizzati, può essere riciclata al suddetto procedimento, in particolare può essere riciclata alla fermentazione. In questo modo, à ̈ possibile diminuire la quantità di azoto che deve essere usualmente aggiunta al terreno di coltura in cui avviene la fermentazione e fornire zuccheri aggiuntivi per la fermentazione.

Costituisce pertanto oggetto della presente invenzione un procedimento per la produzione di bioolio da biomassa includente almeno un polisaccaride comprendente:

- sottoporre detta biomassa ad idrolisi acida in presenza di una soluzione acquosa di almeno un acido organico scelto tra acidi alchil- o arilsolfonici aventi da C7a C20atomi di carbonio, preferibilmente da C9a C15atomi di carbonio, oppure tra acidi carbossilici alogenati ad una temperatura compresa tra 80°C e 160°C, preferibilmente tra 100°C e 150°C, ottenendo una prima miscela comprendente una prima fase solida ed una prima fase acquosa;

- sottoporre detta prima miscela ad idrolisi enzimatica ottenendo una seconda miscela comprendente una seconda fase solida ed una seconda fase acquosa;

- sottoporre detta seconda fase acquosa a fermentazione in presenza di almeno un lievito oleaginoso ottenendo una sospensione acquosa comprendente cellule di detto lievito oleaginoso; - sottoporre detta sospensione acquosa a trattamento termico ottenendo una fase oleosa comprendente bioolio ed una terza fase acquosa.

Allo scopo della presente descrizione e delle rivendicazioni che seguono, le definizioni degli intervalli numerici comprendono sempre gli estremi a meno di diversa specificazione.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detto polisaccaride può essere scelto tra cellulosa, emicellulosa, o loro miscele. Cellulosa, o miscele di emicellulosa e cellulosa, sono particolarmente preferite.

In accordo con una ulteriore forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta biomassa à ̈ una biomassa lignocellulosica. Come già detto sopra la biomassa lignocellulosica comprende tre componenti: emicellulosa, cellulosa e lignina.

Preferibilmente, detta biomassa lignocellulosica può essere scelta tra:

- i prodotti di colture espressamente coltivate per uso energetico (ad esempio, miscanto, panico, canna comune), compresi scarti, residui e rifiuti di dette colture o della loro lavorazione;

- i prodotti delle coltivazioni agricole, della forestazione e della silvicoltura, compresi legno, piante, residui e scarti delle lavorazioni agricole, della forestazione e della silvicoltura; - gli scarti dei prodotti agro-alimentari destinati all’alimentazione umana o alla zootecnia;

- i residui, non trattati chimicamente, dell’industria della carta;

- i rifiuti provenienti dalla raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani (e.g., rifiuti urbani di origine vegetale, carta, ecc.).

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta biomassa può essere trattata sottoponendola ad un procedimento preliminare di macinazione o di pezzatura prima di essere sottoposta ad idrolisi acida. Preferibilmente, detta biomassa può essere trattata fino ad ottenere particelle aventi un diametro compreso tra 0,1 mm e 10 mm, più preferibilmente compreso tra 0,5 mm e 4 mm. Particelle aventi un diametro inferiore a 1 mm sono particolarmente preferite.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta biomassa à ̈ presente nella miscela di reazione in quantità compresa tra il 5% in peso ed il 40% in peso, preferibilmente tra il 20% in peso ed il 35% in peso, rispetto al peso totale della miscela di reazione.

Allo scopo della presente descrizione e delle rivendicazioni che seguono, con il termine “miscela di reazione†si intende la miscela comprendente la biomassa e la soluzione acquosa di detto almeno un acido organico.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detto almeno un acido organico à ̈ solubile in acqua ed estraibile con un solvente organico insolubile in acqua.

Allo scopo della presente invenzione e delle rivendicazioni che seguono, con il termine “acido organico solubile in acqua†si intende un acido organico che ha una solubilità in acqua distillata, a 25°C, di almeno 0,5 g/100 ml di acqua distillata, preferibilmente di almeno 2 g/100 ml di acqua distillata.

Allo scopo della presente invenzione e delle rivendicazioni che seguono, con il termine “acido organico estraibile con un solvente organico insolubile in acqua†si intende un acido organico che à ̈ estraibile con un solvente organico insolubile in acqua con una resa di almeno l’80%, preferibilmente di almeno il 90%, detta resa essendo calcolata rispetto alla quantità totale dell’acido organico presente nella soluzione acquosa.

Allo scopo della presente invenzione e delle rivendicazioni che seguono, con il termine “solvente organico insolubile in acqua†si intende un solvente organico che ha una solubilità in acqua distillata, a 25°C, inferiore al 4% in volume, preferibilmente inferiore al 2% in volume.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detti acidi alchil- o arilsolfonici possono essere scelti tra: acido dodecilsolfonico, acido para-toluen-solfonico, acido 1-naftalen-solfonico, acido 2-naftalen-solfonico, acido 1,5-naftalen-disolfonico, o loro miscele. Acido paratoluen-solfonico, acido 2-naftalen-solfonico, acido 1,5-naftalen-disolfonico, o loro miscele, sono particolarmente preferiti.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detti acidi carbossilici alogenati possono essere scelti tra quelli aventi aventi un numero di atomi di carbonio non superiore a 20, preferibilmente compreso tra 2 e 15, quali, ad esempio, acido trifluoroacetico, acido dicloroacetico, acido tricloroacetico, acido perfuoroottanoico, o loro miscele. Acido dicloroacetico, acido tricloroacetico, acido perfuoroottanoico, o loro miscele, sono particolarmente preferiti.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detto almeno un acido organico à ̈ presente nella soluzione acquosa ad una concentrazione compresa tra lo 0,1% in peso ed il 5% in peso, preferibilmente tra lo 0,5% in peso ed il 2,5% in peso, rispetto al peso totale della soluzione acquosa.

Detto acido organico agisce come catalizzatore per l’idrolisi acida di detta biomassa. In particolare, nel caso in cui la biomassa di partenza à ̈ una biomassa lignocellulosica, detto acido organico agisce, in modo specifico, come catalizzatore per l’idrolisi acida dell’emicellulosa. E’ da notare che il procedimento oggetto della presente invenzione, nel caso in cui la biomassa di partenza à ̈ una biomassa lignocellulosica, consente non solo di ottenere l’idrolisi acida dell’emicellulosa, ma anche di migliorare la predisposizione della cellulosa, cellulosa che rimane sostanzialmente non idrolizzata, alla successiva idrolisi enzimatica, grazie ad una migliore destrutturazione della biomassa di partenza.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta idrolisi acida può essere condotta per un tempo compreso tra 20 minuti e 6 ore, preferibilmente tra 30 minuti e 3 ore.

Detta idrolisi acida può essere condotta in reattori noti nell’arte quali, ad esempio, autoclavi, o opportuni estrusori.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta prima fase solida comprende lignina e cellulosa e detta prima fase acquosa comprende almeno uno zucchero avente da C5a C6atomi di carbonio e detto almeno un acido organico. Preferibilmente, detto zucchero à ̈ xilosio. Preferibilmente, detto xilosio deriva dall’idrolisi acida dell’emicellulosa.

Detta idrolisi acida consente di ottenere almeno uno zucchero avente da C5a C6atomi di carbonio, in particolare xilosio derivante dall’idrolisi acida della emicellulosa, con una elevata resa. Più in particolare, detta idrolisi acida, consente di ottenere una resa di xilosio maggiore o uguale all’80%, detta resa essendo calcolata rispetto alla quantità totale di xilosio presente nella biomassa di partenza.

Detta idrolisi acida consente, inoltre, di ottenere elevate rese di cellulosa e di lignina.

Allo scopo di recuperare detto almeno un acido organico, detta prima miscela può essere sottoposta ad estrazione con un solvente organico insolubile in acqua.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detto procedimento comprende, inoltre, sottoporre detta prima miscela ad estrazione con almeno un solvente organico insolubile in acqua. Preferibilmente, detto solvente organico insolubile in acqua può essere scelto tra: idrocarburi alogenati quali, ad esempio, cloruro di metilene, monocloro benzene, diclorobenzene, o loro miscele; idrocarburi aromatici quali, ad esempio, toluene, xilene, o loro miscele. Cloruro di metilene, o toluene, sono particolarmente preferiti.

Detto solvente organico insolubile in acqua viene successivamente evaporato ottenendo una ulteriore fase solida comprendente detto almeno un acido organico.

Come detto sopra, il procedimento oggetto della presente invenzione consente di recuperare detto almeno un acido organico con una elevata resa, in particolare, con una resa di almeno l’80%, preferibilmente di almeno il 90%, detta resa essendo calcolata rispetto alla quantità totale dell’acido organico presente in detta soluzione acquosa. Detto almeno un acido organico può essere quindi successivamente riciclato al procedimento oggetto della presente invenzione, in particolare può essere riciclato all’idrolisi acida. E’ da notare che, nel caso in cui il recupero di detto almeno un acido organico à ̈ pari al 100%, detta prima fase acquosa risulterà priva di detto almeno un acido organico. Inoltre, anche il solvente organico evaporato, dopo condensazione. può essere riciclato al procedimento della presente invenzione, in particolare può essere riciclato a detta estrazione.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detto procedimento comprende, inoltre, riciclare detto almeno un acido organico a detta idrolisi acida.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detto procedimento comprende, inoltre, riciclare detto almeno un solvente organico insolubile in acqua a detta estrazione.

Allo scopo del procedimento oggetto della presente invenzione, detta idrolisi enzimatica può essere condotta secondo tecniche note nell’arte come descritto, ad esempio, nei brevetti americani US 5,628,830, US 5,916,780 e US 6,090,595, utilizzando enzimi commerciali quali ad esempio, Celluclast 1.5L (Novozymes), Econase CE (Rohm Enzymes), Spezyme (Genecor), Novozym 188 (Novozymes), impiegati singolarmente o in miscela fra loro.

Allo scopo di aggiustare il pH a valori compresi tra 4 e 6, preferibilmente tra 4,5 e 5,5, a detta prima miscela, prima dell’idrolisi enzimatica, può essere aggiunto acido acetico glaciale in quantità tale da ottenere il pH desiderato.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta seconda fase solida comprende lignina e detta seconda fase acquosa comprende almeno uno zucchero avente da C5a C6atomi di carbonio, preferibilmente xilosio, glucosio, cellobiosio, o loro miscele. In particolare, detta seconda fase acquosa comprende xilosio derivante dall’idrolisi acida dell’emicellulosa, glucosio e cellobiosio derivanti dall’idrolisi enzimatica della cellulosa.

In particolare, detta idrolisi enzimatica consente di ottenere una elevata resa di glucosio, più in particolare una resa di glucosio maggiore o uguale al 90%, detta resa essendo calcolata rispetto alla quantità totale di glucosio presente nella biomassa di partenza.

Le quantità di zuccheri contenuti nella biomassa di partenza così come le quantità di zuccheri ottenuti dopo idrolisi (idrolisi acida e/o enzimatica), possono essere determinate mediante tecniche note nell’arte quali, ad esempio, cromatografia liquida ad alte prestazioni (High Performance Liquid Chromatography – HPLC).

Detta seconda fase solida e detta seconda fase acquosa, possono essere separate tramite tecniche note nell’arte quali, ad esempio, filtrazione, centrifugazione. Preferibilmente, dette fasi vengono separate per filtrazione.

Detta seconda fase solida, comprendente lignina, può essere valorizzata come combustibile, ad esempio come combustibile per produrre l’energia necessaria a sostenere i procedimenti di trattamento della biomassa.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta fermentazione può essere condotta ad una temperatura compresa tra 20°C e 40°C, preferibilmente tra 25°C e 35°C.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta fermentazione può essere condotta per un tempo compreso tra 3 giorni e 10 giorni, preferibilmente tra 4 giorni e 8 giorni.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta fermentazione può essere condotta ad un pH compreso tra 4,5 e 6,5, preferibilmente tra 5 e 6. Allo scopo di mantenere il pH negli intervalli desiderati, può essere aggiunta al terreno di coltura utilizzato per la fermentazione una soluzione acquosa di almeno una base inorganica quale, ad esempio, idrossido di sodio, idrossido di potassio, idrossido di calcio, idrossido di magnesio, o loro miscele, in quantità tale da ottenere il pH desiderato.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detto lievito oleaginoso può essere scelto tra: Rhodotorula glutinis, Rhodotorula gracilis, Rhodotorula graminis, Lypomices starkeyi, Lypomices lipofer, Trigonopsis variabilis, Candida kefyr, Candida curvata, Candida lipolytica, Torulopsis sp., Pichia stipitis.

In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, detta fermentazione à ̈ una fermentazione a coltura discontinua (“fed–batch fermentation†).

Preferibilmente, detto lievito oleaginoso, prima di essere utilizzato in detta fermentazione, può essere fatto crescere in un terreno di coltura contenente xilosio, cellobiosio, glucosio, o loro miscele, ad una concentrazione preferibilmente compresa tra l’1% in peso ed il 2% in peso, rispetto al peso totale di detto terreno di coltura.

Detta fermentazione può essere vantaggiosamente condotta in fermentatori noti nell’arte, in presenza di terreni di coltura usualmente utilizzati allo scopo comprendenti vari nutrienti quali, ad esempio, azoto, fosfato di potassio, magnesio, sali, vitamine.

Allo scopo di concentrare le cellule di lievito nella sospensione acquosa ottenuta dalla fermentazione, detta sospensione acquosa, prima di essere sottoposta a trattamento termico, può essere sottoposta ad un trattamento di ispessimento.

In accordo con una forma preferita della presente invenzione, al termine della fermentazione, detta sospensione acquosa può essere inviata ad un trattamento di ispessimento. In questa fase la concentrazione delle cellule di lievito viene portata a valori compresi fra il 5% in peso ed il 50% in peso, preferibilmente tra il 15% in peso ed il 30% in peso, rispetto al peso totale (peso secco) della sospensione acquosa. Detto ispessimento può essere condotto mediante tecniche note nell’arte quali, ad esempio, sedimentazione, decantazione, flocculazione, filtrazione, e simili.

Detto trattamento termico (trattamento idrotermale) prevede di riscaldare in un recipiente, in pressione, la sospensione acquosa concentrata derivante dal trattamento di ispessimento. Detto trattamento termico può essere effettuato operando in diverse modalità quali, ad esempio, “batch†, “semi-batch†, o in continuo.

In accordo con una forma preferita della presente invenzione, detto trattamento termico può essere condotto a temperatura compresa tra 80°C e 350°C, preferibilmente tra 150°C e 330°C.

La pressione à ̈ preferibilmente mantenuta a valori tali da mantenere almeno parte dell’acqua in detta sospensione acquosa allo stato liquido.

In accordo con una forma preferita della presente invenzione, detto trattamento termico può essere condotto a pressione compresa tra 0,1 MPa e 25 MPa, preferibilmente tra 0,5 MPa e 18 MPa.

In accordo con una forma preferita della presente invenzione, detto trattamento termico può essere condotto per un tempo uguale o superiore a 1 minuto, preferibilmente compreso tra 0,5 ore e 2 ore.

Premesso che l’energia termica necessaria al trattamento termico può derivare totalmente o parzialmente dal recupero termico o dalla combustione di vettori energetici tradizionali, ad esempio gas metano, GPL, olio minerale, carbone, eccetera, non si esclude che l’energia termica possa derivare da energia solare.

Durante detto trattamento termico, si opera anche la rottura delle membrane cellulari delle cellule di lievito oleaginoso presenti in detta sospensione acquosa ottenendosi una miscela includente una fase oleosa comprendente bio-olio ed una fase acquosa comprendente, zuccheri, frazioni glucosidiche e proteine solubili in acqua, derivanti dal trattamento termico (idrolisi termica) delle proteine e dei polisaccaridi contenuti nella membrana cellulare dei lieviti oleaginosi utilizzati. E’ da notare che parte di dette proteine e di detti polisaccaridi, durante detto trattamento termico può essere convertita a bioolio.

In accordo con una forma preferita della presente invenzione, al termine di detto trattamento termico, la miscela ottenuta (fase oleosa fase acquosa) può essere raffreddata a temperatura compresa tra 40°C e 90°C, preferibilmente tra 45°C ed 80°C, prima di essere alimentata ad una sezione di separazione/recupero allo scopo di separare le due fasi.

Generalmente, detta separazione viene attuata mediante tecniche note nell’arte. Ad esempio, può essere vantaggiosamente attuata tramite separazione statica, oppure tramite estrazione con almeno un solvente organico insolubile in acqua che può essere scelto, ad esempio, tra cloruro di metilene, oppure tagli idrocarburici da raffineria, così da ottenere una fase oleosa comprendente bio-olio ed una terza fase acquosa. Alternativamente, detta separazione può essere attuata tramite distillazione frazionata.

Detta terza fase acquosa viene eventualmente raffreddata ulteriormente ad una temperatura compresa fra temperatura ambiente (25°C) e 50°C, e riciclata alla fermentazione. Nel caso fossero ancora presenti impurezze (ad esempio, tracce di bio-olio, tracce di inibitori, ecc.), detta fase acquosa può essere sottoposta ad un trattamento di detossificazione che può essere attuato, ad esempio, tramite filtrazione, centrifugazione, oppure estrazione con un solvente organico insolubile in acqua (e.g., cloruro di metilene).

Durante detto trattamento termico si forma inoltre una fase gassosa pari a circa il 10% – 25% in peso rispetto al peso (peso secco) delle cellule di lievito presenti in detta sospensione acquosa, detta fase gassosa comprendente circa 80% - 95% in moli di anidride carbonica, e dal 10% in moli al 20% in moli di idrocarburi aventi da 1 a 3 atomi di carbonio. Tale fase gassosa, dopo separazione, separazione che può essere condotta ad esempio per depressurizzazione del recipiente in pressione in cui viene condotto detto trattamento termico, prima di inviare la miscela ottenuta (fase oleosa fase acquosa) dopo detto trattamento termico alla separazione, viene generalmente valorizzata nella sua componente idrocarburica come gas combustibile. Alternativamente, la separazione della fase gassosa può essere effettuata durante la separazione della fase oleosa dalla fase acquosa.

Il procedimento oggetto della presente invenzione consente di recuperare i bio-oli con una resa compresa tra il 50% ed il 95%, preferibilmente tra il 55% e l’85%, detta resa essendo calcolata rispetto al peso totale (peso secco) delle cellule di lievito oleaginoso presenti nella sospensione acquosa ottenuta dopo fermentazione.

Il bio-olio ottenuto tramite il suddetto procedimento, può essere inviato alle successive fasi di lavorazione allo scopo di trasformarlo, ad esempio, in biocarburante mediante trattamenti noti nell’arte quali, ad esempio, di idrogenazione o cracking.

La presente invenzione sarà ora illustrata attraverso una forma illustrativa con riferimento alle Figure 1 sotto riportata.

Secondo una tipica realizzazione del procedimento oggetto della presente invenzione, la biomassa (linea 1) (e.g., biomassa lignocellulosica previamente macinata) viene sottoposta ad idrolisi acida in presenza di un acido organico (e.g., acido 2-naftalensolfonico), ottenendo una prima miscela (linea 2) comprendente una prima fase acquosa includente lo xilosio derivante dall’idrolisi dell’emicellulosa e detto acido organico, ed una prima fase solida includente lignina e cellulosa.

Come rappresentato in Figura 1, detta prima miscela (linea 2) viene sottoposta ad estrazione con un solvente organico insolubile in acqua (e.g., cloruro di metilene) allo scopo di recuperare detto acido organico (linea 3) e di riciclarlo, dopo evaporazione del solvente organico, a detta idrolisi acida (linea 4). Detto solvente organico evaporato (linea 5), viene condensato, recuperato e riciclato a detta estrazione (linea 6).

Dopo estrazione con solvente organico, detta prima miscela (linea 7) viene sottoposta ad idrolisi enzimatica, in presenza di un enzima (e.g., una soluzione acquosa di Celluclast 1,5L e Novozym 188) ottenendo una seconda miscela comprendente una seconda fase acquosa includente xilosio derivante dalla idrolisi acida dell’emicellulosa, glucosio e cellobiosio derivanti dalla idrolisi enzimatica della cellulosa, ed una seconda fase solida includente lignina.

Detta prima miscela (linea 7), prima di essere sottoposta ad idrolisi enzimatica, può essere additivata con acido acetico glaciale allo scopo di aggiustare il pH a valori compresi tra 4 e 6 (non rappresentato in Figura 1).

Detta seconda fase acquosa (linea 8) e detta seconda fase solida (linea 9) vengono separate per filtrazione (non rappresentato in Figura 1).

Detta seconda fase acquosa (linea 8) viene sottoposta a fermentazione in presenza di un lievito oleaginoso (e.g., Lypomyces starkey NRRL 1389).

Al termine della fermentazione, si ottiene una sospensione acquosa comprendente cellule di detto lievito oleaginoso (linea 10) che viene sottoposta ad un trattamento di ispessimento alla scopo di concentrare le cellule di detto lievito oleaginoso in detta sospensione acquosa così da ottenere valori di concentrazione preferibilmente compresi fra il 5% in peso ed il 30% in peso, rispetto al peso totale (peso secco) di detta sospensione acquosa.

Al termine del trattamento di ispessimento, la sospensione acquosa concentrata (linea 11) viene sottoposta a trattamento termico operando a temperatura, pressione e tempi di permanenza che consentono di ottenere una miscela comprendente una fase oleosa comprendente bio-olio ed una terza fase acquosa comprendente zuccheri, frazioni glucosidiche e proteine solubili in acqua, derivanti dal trattamento termico (idrolisi termica) delle proteine e dei polisaccaridi contenuti nella membrana cellulare dei lieviti oleaginosi utilizzati, ed eventuali impurezze (ad esempio, tracce di bio-olio).

Durante il trattamento termico, si produce anche una fase gassosa comprendente CO2ed idrocarburi gassosi aventi da 1 a 3 atomi di carbonio che può essere separata, ad esempio, per depressurizzazione del recipiente in pressione in cui viene condotto detto trattamento termico, prima di inviare la miscela (fase oleosa fase acquosa) ottenuta dopo trattamento termico alla sezione di separazione fasi. La fase gassosa così ottenuta (linea 13) può essere inviata a trattamenti ulteriori allo scopo di valorizzare la sua componente idrocarburica come gas combustibile.

La miscela (fase oleosa fase acquosa) ottenuta dopo trattamento termico viene raffreddata passando attraverso scambiatori di calore (non rappresentati in Figura 1) ed inviata (linea 12) ad una sezione di separazione fasi così da separare ed estrarre le due fasi ottenendo bio-olio ed una fase acquosa.

Il bio-olio (linea 14) può essere inviato a delle successive fasi di lavorazione per trasformarlo, ad esempio, in biocarburante mediante trattamenti, ad esempio, di idrogenazione o cracking (non illustrati in Figura 1).

Come rappresentato in Figura 1, la fase acquosa (linea 15), viene inviata al trattamento di detossificazione e viene successivamente riciclata, dopo eventuale ulteriore raffreddamento in uno scambiatore di calore (non rappresentato in Figura 1), alla fermentazione (linea 16).

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

Idrolisi acida della biomassa

300 g di legno di conifera previamente macinato (diametro delle particelle < 1 mm) sono stati aggiunti ad una soluzione di 20 g di acido 2-naftalen-solfonico in 1 l di acqua.

La composizione della biomassa di partenza era la seguente: 50% in peso di cellulosa, 25% in peso di emicellulosa, 25% in peso di lignina, rispetto al peso totale della biomassa di partenza.

La miscela di reazione così ottenuta, à ̈ stata mantenuta, sotto agitazione, in una autoclave, a 140°C, per 1 ora, ottenendo una prima miscela comprendente 225 g (peso secco) di una prima fase solida (comprendente cellulosa e lignina) e l095 g di una prima fase acquosa (comprendente xilosio derivante dall’idrolisi dell’emicellulosa e l’acido 2-naftalen-solfonico).

Dopo raffreddamento a 25°C, detta prima miscela à ̈ stata sottoposta ad estrazione con 1 l di cloruro di metilene.

Successivamente, il cloruro di metilene à ̈ stato separato ed evaporato, a pressione ridotta, ottenendo una ulteriore fase solida comprendente 19,6 g (peso secco) di acido 2-naftalen-solfonico (resa di recupero del 98% calcolata rispetto alla quantità totale dell’acido presente nella soluzione acquosa).

Dopo separazione dell’acido, a detta prima miscela à ̈ stato aggiunto acido acetico glaciale fino ad ottenere un pH di detta prima fase acquosa pari a 5. Successivamente, à ̈ stata aggiunta una soluzione acquosa di enzima Celluclast 1,5L (Novozymes) corrispondente a 1485 FPU (Filter Paper Units) e di enzima Novozym 188 (da Novozymes) corrispondente a 18000 BGU (Beta Glucanase Units). La sospensione così ottenuta à ̈ stata mantenuta sotto agitazione, per 72 ore, a 45 °C.

Al termine della idrolisi enzimatica sono stati separati, per filtrazione, 90 g (peso secco) di una seconda fase solida comprendente lignina (75 g – peso secco) e cellulosa non idrolizzata (15 g - peso secco) e 1200 g di una seconda fase acquosa comprendente glucosio (152 g - peso secco) e xilosio (72 g - peso secco).

Fermentazione

250 ml di detta seconda fase acquosa ottenuta come sopra descritto, contenente 200 g/l di zuccheri, sono stati opportunamente diluiti con acqua distillata al fine di ottenere una soluzione avente una concentrazione di zuccheri finale pari a 50 g/l.

A tale soluzione sono stati aggiunti i seguenti nutrienti: ammonio solfato 0,1%, KH2PO40,1%, MgSO47H2O·0,005%, NaCl 0,001%, CaCl20,001%, estratto di lievito 0,1%. Il brodo di fermentazione (terreno di coltura) così ottenuto à ̈ stato inoculato in un fermentatore con cellule di lievito (Lypomices starkey NRRL 1389) (inoculo pari a 2,5 g/l – peso secco) per un volume di fermentazione pari a 1 litro ed il pH viene mantenuto a 5,5 mediante l’aggiunta di una soluzione acquosa di NaOH 0,1 M.

Le cellule di lievito sono state cresciute, sotto agitazione a 500 rpm, a 30°C, areazione 0.5 l/min di aria sterile.

Al fermentatore sono stati aggiunti altri 250 ml di detta seconda fase acquosa ottenuta dall’idrolisi della biomassa, contenente 200 g/l di zuccheri, opportunamente diluiti con acqua distillata al fine di ottenere una soluzione avente una concentrazione di zuccheri finale pari a 50 g/l.

Trattamento termico

La sospensione acquosa ottenuta, pari a circa 1,25 l comprendente 52 g di cellule di lievito, Ã ̈ stata concentrata mediante centrifugazione a 7000 rpm, per 20 minuti ottenendo 0,25 l comprendenti 20% (peso secco) di cellule di lievito che sono stati posti in una autoclave in acciaio da 0,5 l.

L’autoclave à ̈ stata sottoposta ad atmosfera di azoto e la temperatura interna à ̈ stata portata velocemente a 315°C: il tutto à ̈ stato mantenuto, sotto agitazione, a detta temperatura, per 1 ora. La pressione massima registrata nell’autoclave à ̈ stata di 11 MPa.

Successivamente, l’autoclave à ̈ stata portata, velocemente, a temperatura pari a 70°C, e depressurizzata allo scopo di rimuovere la fase gassosa formatasi. Detta fase gassosa, pari a circa 6,2 g à ̈ stata analizzata mediante gas cromatografia online ed à ̈ risultata comprendere 90% in moli di anidride carbonica.

La miscela (fase oleosa fase acquosa) residua, Ã ̈ stata alimentata ad un imbuto separatore ed estratta con cloruro di metilene ottenendo una fase oleosa ed una terza fase acquosa.

Detta fase oleosa à ̈ stata essiccata su solfato di sodio e successivamente evaporata a pressione ridotta allo scopo di allontanare il cloruro di metilene ottenendo circa 35 g di olio (resa su cellule secche di lievito pari a 67,3%).

Detta fase acquosa, avente un COD totale pari a 43200 mg/l à ̈ stata riciclata alla fermentazione.

Claims (35)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la produzione di lipidi da biomassa includente almeno un polisaccaride che comprendente: - sottoporre detta biomassa ad idrolisi acida in presenza di una soluzione acquosa di almeno un acido organico scelto tra acidi alchil- o arilsolfonici aventi da C7a C20atomi di carbonio, oppure tra acidi carbossilici alogenati, ad una temperatura compresa tra 80°C e 160°C, ottenendo una prima miscela comprendente una prima fase solida ed una prima fase acquosa; - sottoporre detta prima miscela ad idrolisi enzimatica ottenendo una seconda miscela comprendente una seconda fase solida ed una seconda fase acquosa; - sottoporre detta seconda fase acquosa a fermentazione in presenza di almeno un lievito oleaginoso ottenendo una sospensione acquosa comprendente cellule di detto lievito oleaginoso; - sottoporre detta sospensione acquosa a trattamento termico ottenendo una fase oleosa comprendente bio-olio ed una terza fase acquosa.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detti acidi alchil- o aril solfonici hanno da C9a C15atomi di carbonio.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta temperatura à ̈ compresa tra 100°C e 150°C.
4. 4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto polisaccaride à ̈ scelto tra cellulosa, emicellulosa, o loro miscele.
5. 5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta biomassa à ̈ una biomassa lignocellulosica.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui detta biomassa lignocellulosica à ̈ scelta tra: - i prodotti di colture espressamente coltivate per uso energetico, compresi scarti, residui e rifiuti di dette colture o della loro lavorazione; - i prodotti delle coltivazioni agricole, della forestazione e della silvicoltura, compresi legno, piante, residui e scarti delle lavorazioni agricole, della forestazione e della silvicoltura; - gli scarti dei prodotti agro-alimentari destinati all’alimentazione umana o alla zootecnia; - i residui, non trattati chimicamente, dell’industria della carta; - i rifiuti provenienti dalla raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani.
7. 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta biomassa à ̈ trattata sottoponendola ad un procedimento preliminare di macinazione o di pezzatura prima di essere sottoposta ad idrolisi acida.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui detta biomassa à ̈ trattata fino ad ottenere particelle aventi un diametro compreso tra 0,1 mm e 10 mm.
9. 9. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta biomassa à ̈ presente nella miscela di reazione in quantità compresa tra il 5% in peso ed il 40% in peso rispetto al peso totale della miscela di reazione.
10. 10. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un acido organico à ̈ solubile in acqua ed estraibile con un solvente organico insolubile in acqua.
11. 11. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti acidi alchil- o aril- solfonici sono scelti tra acido dodecil-solfonico, acido para-toluen-solfonico, acido 1-naftalen-solfonico, acido 2-naftalensolfonico, acido 1,5-naftalen-disolfonico, o loro miscele.
12. 12. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti acidi carbossilici alogenati sono scelti tra quelli aventi un numero di atomi di carbonio non superiore a 20 quali, acido trifluoroacetico, acido dicloroacetico, acido tricloroacetico, acido perfuoroottanoico, o loro miscele.
13. 13. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un acido organico à ̈ presente nella soluzione acquosa ad una concentrazione compresa tra lo 0,1% in peso ed il 5% in peso rispetto al peso totale della soluzione acquosa.
14. 14. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta idrolisi acida viene condotta per un tempo compreso tra 20 minuti e 6 ore.
15. 15. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima fase solida comprende lignina e cellulosa.
16. 16. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima fase acquosa comprende almeno uno zucchero avente da C5a C6atomi di carbonio e detto almeno un acido organico.
17. 17. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta prima miscela viene sottoposta ad estrazione con un solvente organico insolubile in acqua.
18. 18. Procedimento secondo la rivendicazione 17, in cui detto solvente organico insolubile in acqua à ̈ scelto tra: idrocarburi alogenati quali cloruro di metilene, monocloro benzene, diclorobenzene, o loro miscele; idrocarburi aromatici quali toluene, xilene, o loro miscele.
19. 19. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto procedimento comprende riciclare detto almeno un acido organico in detta idrolisi acida.
20. 20. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto procedimento comprende riciclare detto almeno un solvente organico insolubile in acqua a detta estrazione.
21. 21. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda fase solida comprende lignina.
22. 22. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta seconda fase acquosa comprende almeno uno zucchero avente da C5a C6atomi di carbonio.
23. 23. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fermentazione viene condotta ad una temperatura compresa tra 20°C e 40°C.
24. 24. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fermentazione viene condotta per un tempo compreso tra 3 giorni e 10 giorni.
25. 25. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fermentazione viene condotta ad un pH compreso tra 4,5 e 6,5.
26. 26. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto lievito oleaginoso à ̈ scelto tra: Rhodotorula glutinis, Rhodotorula gracilis, Rhodotorula graminis, Lypomices starkeyi, Lypomices lipofer, Trigonopsis variabilis, Candida kefyr, Candida curvata, Candida lipolytica, Torulopsis sp., Pichia stipitis.
27. 27. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fermentazione à ̈ una fermentazione a coltura discontinua (“fed–batch fermentation†).
28. 28. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta sospensione acquosa, al termine della fermentazione, viene inviata ad un trattamento di ispessimento in cui la concentrazione delle cellule di lievito viene portata a valori compresi fra il 5% in peso ed il 50% in peso rispetto al peso totale (peso secco) della sospensione acquosa.
29. 29. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto trattamento termico viene condotto a temperatura compresa tra 80°C e 350°C.
30. 30. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto trattamento termico viene condotto condotto a pressione compresa tra 0,1 MPa e 25 MPa.
31. 31. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto trattamento termico viene condotto per un tempo uguale o superiore a 1 minuto.
32. 32. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto trattamento termico viene condotto per un tempo compreso tra 0,5 ore e 2 ore.
33. 33. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui al termine di detto trattamento termico, la miscela ottenuta (fase oleosa fase acquosa) viene raffreddata a temperatura compresa tra 40°C e 90°C, prima di essere alimentata ad una sezione di separazione/recupero delle seguenti fasi: detta fase oleosa comprendente bio-olio e detta terza fase acquosa.
34. 34. Procedimento secondo la rivendicazione 33, in cui detta terza fase acquosa viene riciclata alla fermentazione.
35. 35. Bio-olio ottenuto tramite il procedimento di cui ad una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.