La presente invención se dirige a un procedimiento para la obtención de una mezcla de ésteres de ácidos grasos,

apta para como carburante o combustible en motores ciclo diésel, que comprende: a) obtención de una biomasa microbiana con un contenido en triglicéridos igual o superior al 20% en peso seco, mediante el empleo de un microorganismo oleaginoso que utiliza glicerina como fuente de carbono; y b) conversión de los triglicéridos contenidos en la biomasa obtenida en la etapa a) en una mezcla de ésteres de ácidos grasos. Asimismo, la invención se dirige a dicho microorganismo oleaginoso, a un procedimiento para su selección y a polinucleótidos obtenidos a partir del mismo

Procedimiento mejorado para la producción de biodiésel.

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de combustible para motores de ciclo diésel a partir de aceites de origen microbiano, así como a los microorganismos que producen dichos aceites. Asimismo, la invención se dirige a dicho microorganismo oleaginoso, a un procedimiento para su selección y a polinucleótidos obtenidos a partir del mismo.

Estado de la técnica

La producción actual de biodiésel se basa en la transesterificación (o alcoholisis) de triglicéridos de origen vegetal (girasol, colza, palma y otras especies) con alcoholes de bajo peso molecular (metanol, etanol) para producir metil/etil ésteres de ácidos grasos y glicerina. La reacción de esterificación es factible con cualquier alcohol pero prácticamente sólo el metanol y etanol se utilizan para este proceso (EP 523 767). El alcohol metílico es el más utilizado debido a su bajo coste y a sus propiedades físico-químicas que le permiten reaccionar con cualquier aceite de baja acidez.

La producción de biodiésel se realiza a partir de triglicéridos y alcohol, combinándose éstos en una proporción 10/1 en peso. Por lo que partiendo de 1 tonelada de aceite, se obtienen aproximadamente I tonelada de biodiésel y unos 100 kg de glicerina cruda.

La glicerina cruda, con una riqueza del 70-85%, se puede purificar mediante una fase de acondicionamiento donde además de un paso de neutralización se realiza una evaporación con el fin de incrementar su concentración hasta alcanzar un 90-95%. Finalmente este producto concentrado se purifica a través de columnas obteniéndose glicerina de alta pureza cuyo destino es principalmente la industria farmacéutica y cosmética. Sin embargo, el crecimiento reciente del mercado de biodiésel, por encima del 50% anual, ha generado la saturación del mercado mundial de glicerina. Esta situación se agravará en un futuro próximo si se cumplen los objetivos de substitución de los carburantes actuales por biocarburantes establecidos por los Organismos Públicos dando lugar a un excedente de glicerina cruda en los mercados mundiales. En esta situación su valorización comercial mediante purificación, no parece la solución más atractiva para las plantas de biodiésel, ya que el proceso de purificación resulta demasiado costoso para competir en un mercado saturado. Debido a esta situación, se han comenzado a considerar otras aplicaciones como su posible utilización como combustible, a pesar de los inconvenientes desde el punto de vista medio ambiental.

Por otra parte, el proceso de producción de biodiésel actual, en su mayoría a partir de semillas oleaginosas o de aceites vegetales, depende en gran medida del precio de estas materias primas que suponen entre un 50-60% de los costes de producción. Aunque la utilización de aceites usados, u otro tipo de grasas, pueden reducir el precio de la materia prima, este proceso requiere una serie de etapas adicionales para el refinamiento de estos aceites. Por lo tanto es necesario explorar nuevas estrategias para reducir el precio del biodiésel, especialmente aquellas que disminuyan el número de etapas, mejoren los rendimientos, y utilicen materias primas más económicas.

Recientemente se ha propuesto la utilización de aceites no comestibles como reservas alternativas para producir biodiésel, en particular aceites de semillas de Jatropa curcas, Pongamia pinnata o Madhuca indica (Shah et al., Energy fuels, 2004, 18, 154-159; Karmee SK et al, 2005, Bioresource Technol, 96, 1425-1429; Ghadge SV et al, Bioresource Technol, 2006, 97, 379-384). Sin embargo, estas alternativas no son viables en todos los países debido a las condiciones climáticas o geográficas.

La producción actual de triglicéridos a partir de cultivos herbáceos oleaginosos o de plantas leñosas con alto contenido en aceites es de unas 120 millones de toneladas al año. Si se cumplen las expectativas de crecimiento del mercado del biodiésel, el suministro de estos triglicéridos se encontrará en una situación límite pudiendo, incluso, poner en peligro el suministro de alimentos y la industria oleoquímica tradicional. La producción de más cultivos de este tipo requiere una gran cantidad de tierras cultivables, situación que en muchas regiones no es posible.

Por tanto, la industria del biodiésel necesita reservas alternativas de triglicéridos que se puedan obtener por otras vías y, en especial, de aquellas que puedan operar en continuo y sin requerimientos de grandes extensiones cultivables.

La producción de lípidos a partir de microorganismos ha sido, desde hace tiempo, objeto de investigación. Algunos hongos, levaduras y algas poseen la capacidad de acumular, intracelularmente, hasta más de un 70% de su biomasa en forma de lípidos (Ratledge C, Acta Biotechnol, 1991, 11, 429-438) durante periodos de stress metabólico, por lo que, de forma similar a lo que sucede con las semillas vegetales, se les denomina microorganismos oleaginosos (Ratledge, Biochemie, 2004, 86, 807-815).

Algunas levaduras pertenecientes a los géneros Rhodotorula, Rhodosporidium, Yarrowia, Cryptococcus, Debaryomyces, Candida o Lypomyces y algunas microalgas del género Chlorella acumulan triglicéridos conteniendo unos perfiles de ácidos grasos de las series C16 y C18 (eg. palmítico, esteárico, oleico) muy similares a los presentes en los aceites vegetales como, por ejemplo, la colza o soja. Por lo que, potencialmente, los aceites procedentes de estos microorganismos (aceites de origen microbiano, SCO) podrían ser utilizados para producir biodiésel, ya que cumplirían los estándares indicados en la normativa EN 14214.

Existe poca información sobre la producción de biodiésel a partir de lípidos producidos por microorganismos. Recientemente se ha descrito un proceso utilizando la microalga Chorella starkey (Bioresource Technol, 2006, 97, 841-846) y otro con levaduras (J Chem Technol Biotechnol, 2007, 82, 775-780). Sin embargo, en ambos casos la materia prima utilizada fue glucosa por lo que el balance económico del proceso no resulta viable.

Subproductos/residuos orgánicos generados a partir de procesos industriales de los sectores agroalimentario, forestal o industrial, son susceptibles de ser utilizados como materia prima para la producción de compuestos de mayor valor añadido mediante la utilización de microorganismo o enzimas. Entre estos subproductos se encontraría la glicerina cruda procedente de la industria del biodiésel.

En base a estos antecedentes, resultaría necesario desarrollar procesos mejorados en la industria del biodiésel que solucionaran desde el punto de vista estratégico, económico y técnico:

Breve descripción de la invención

Los autores de la presente invención han desarrollado un nuevo procedimiento para la producción de un combustible biodiésel a partir de glicerina como fuente de carbono, logrando un proceso con rendimientos similares a los establecidos, pero mejorando la calidad del producto y el coste del proceso de producción. Concretamente, el proceso permite obtener una mezcla de ésteres de ácidos grasos, apta como carburante o combustible para motores tipo diésel, a partir de biomasa microbiana con un alto contenido en triglicéridos.

Así, un primer aspecto de la presente invención se dirige a un procedimiento para la obtención de biodiésel que comprende:

En una realización particular, la biomasa microbiana obtenida en el apartado a) se somete a una separación de los triglicéridos contenidos en ella, los cuales son convertidos posteriormente en una mezcla de ésteres de ácidos grasos según la etapa b).

En una realización particular, en el paso a) se obtiene una biomasa microbiana con un contenido en triglicéridos entre el 20% y el 70% en peso seco.

En otra realización particular...

1. Un procedimiento para la obtención de biodiésel que comprende:

2. Procedimiento según reivindicación 1, en el que la biomasa microbiana obtenida en el apartado a) se somete a una separación de los triglicéridos contenidos en ella como paso previo a la posterior conversión de éstos en una mezcla de ésteres de ácidos grasos según la etapa b).

3. Procedimiento según reivindicación 2, en el que la separación comprende una extracción.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el contenido en triglicéridos en la biomasa microbiana está comprendido entre el 20% y el 70% en peso seco.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el microorganismo es una levadura.

6. Procedimiento según reivindicación 5, en el que el microorganismo es una levadura del género Rhodosporidium.

7. Procedimiento según reivindicación 6, en el que el microorganismo es Rhodosporidium toruloides CECT 13006.

8. Procedimiento según reivindicación 6, en el que el microorganismo es Rhodosporidium toruloides CECT 13007.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la glicerina constituye un 70-100% de la fuente de carbono.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende adicionalmente la adición de semillas vegetales oleaginosas a la biomasa obtenida en la etapa a) como paso previo a su conversión en ésteres de ácidos grasos.

11. Procedimiento según reivindicación 1 ó 2 en el que la etapa b) se realiza mediante alcoholisis.

12. Procedimiento según reivindicación 11, donde la alcoholisis se realiza en medio ácido.

13. Procedimiento según reivindicación 11 ó 12, en el que la alcoholisis se realiza a una temperatura comprendida entre 40ºC y 70ºC.

14. Procedimiento según reivindicación 13, en el que la alcoholisis se realiza a una temperatura comprendida entre 50ºC y 70ºC.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que la alcoholisis se realiza con metanol o etanol.

16. Procedimiento según reivindicación 15, en el que la alcoholisis se realiza con metanol.

17. Un procedimiento para la obtención de biodiésel que comprende:

18. Microorganismo oleaginoso capaz de acumular triglicéridos utilizando glicerina como fuente de carbono.

19. Microorganismo oleaginoso según reivindicación 18, donde dicho microorganismo es capaz de acumular un contenido en triglicéridos igual o superior al 20% en peso seco.

20. Microorganismo según reivindicación 18 ó 19, donde dicho microorganismo es una levadura.

21. Microorganismo según reivindicación 20, donde dicho microorganismo es una levadura del género Rhodosporidium.

22. Microorganismo según reivindicación 21, donde dicho microorganismo es Rhodosporidium toruloides CECT 13006.

23. Microorganismo según reivindicación 21, donde dicho microorganismo es Rhodosporidium toruloides CECT 13007.