Método para producir biodiesel.

Un proceso para la formación de biodiésel que comprende las etapas de:

(l.) obtener un bioaceite que contiene al menos un glicérido de ácido graso;

(" . ) poner en contacto el bioaceite con al menos un microorganismo de la especie Geobacillus o Acinetobactercapaz de hidrolizar al menos un enlace de éster de dicho al menos un glicérido para formar un bioaceite hidrolizado; y

(1 11 .) di rectamente o indirectamente usar dicho bioaceite hidrolizado en biodiésel

MÉTODO PARA PRODUCIR BIODIESEL

Esta invención hace referencia a un proceso para la producción de biodiésel, en concreto a un proceso para reducir el consumo de hidrógeno durante la formación de biodiésel usando microorganismos de la especie Geobacillus o Acinetobacter para hidrolizar los glicéridos presentes en el biocomponente.

Existe una creciente preocupación mundial por el cambio climático y, por tanto, las emisiones de dióxido de carbono. En Europa al menos se están tomando medidas al más alto nivel para tratar de reducir las emisiones de dióxido de carbono en todos los ámbitos de la vida. Esto significa una mayor confianza en las fuentes de energía renovable como la energía solar y eólica, aumentando los impuestos sobre productos ineficientes en términos energéticos y una mayor inversión en aprovechar el poder del mar. Otro campo que se está desarrollando con rapidez es el de los biocombustibles, especialmente para vehículos.

La directiva de biocombustibles de 2003 (Directiva 2003/30) estableció un objetivo indicativo de cuota de mercado del 5, 75% para biocombustibles a finales de 2010. El valor de referencia se basa en el contenido energético del combustible y cada estado miembro debe fijar objetivos nacionales. En el paquete energético y climático y el programa de energía renovable relacionado publicado el 10 de enero de 2007, la Comisión Europea propone alcanzar un objetivo obligatorio mínimo del 10% de biocombustibles para uso de vehículos en la UE para el año 2020.

El uso de vehículos flexifuel, que funcionan con alcohol, en concreto etanol (y también metanol) , ya se conocen bien. El etanol puede producirse a partir de la caña de azúcar y se usa frecuentemente en mezclas con gasolina para formar un biocombustible (E5, E85) . Sin embargo, el metanol es tóxico y no es un material ideal para el mercado masivo. Por tanto, su uso se limita actualmente a vehículos de competición. [0005] Por lo tanto, la industria ha estado considerando formas en las que puedan incorporarse otras biomasas a la gasolina y al diésel. [0006] Los componentes para el combustible diésel pueden prepararse de varias formas, pero los componentes de diésel principales se fabrican usando procesos de hidrocraqueo suave donde una alimentación de aceite mineral se trata con un catalizador tipo Ni/Mo o Co/Mo (una etapa de hidrotratamiento) antes de someterse a isomerización en presencia de un catalizador de tipo zeolita. Dicho proceso es bien conocido y se lleva a cabo industrialmente en todo el mundo. La etapa de hidrotratamiento está diseñada para eliminar contaminantes como azufre y nitrógeno del aceite y también sirve para hidrogenar determinados compuestos en el aceite mineral, como aromáticos de anillos condensados, que no son aceptables en el combustible final. La etapa de isomerización provoca que los hidrocarburos se reorganicen o craqueen de forma que tantos componentes de hidrocarburo como sea posible tengan un punto de ebullición dentro del intervalo del combustible diésel (normalmente de 221 a 360ºC) . En algunas situaciones, puede llevarse a cabo solamente la etapa de hidrotratamiento. [0007] Para introducir un elemento de biodiésel en un combustible diésel, se conoce el proceso de añadir un aceite mineral convencional a un componente de biomasa. Los aceites vegetales, como aceites de colza, son actualmente la biomasa más común añadida a biocombustibles. En US 2006/0186020 se describe la hidroconversión de una mezcla de aceite vegetal y aceite mineral para formar un material de biodiésel. Se realiza una revelación similar en WO2004/022674. Sin embargo, debe recordarse que los procesos de hidrotratamiento e isomerización descritos en estos y otros documentos del estado de la técnica se optimizaron originalmente para trabajar con alimentaciones de aceite mineral exclusivamente. Los catalizadores usados no estaban destinados a usarse en presencia de biomasa y las condiciones de hidrocraqueo suave han sido optimizadas para tratamiento de aceite mineral. [0008] Además, a diferencia de las materias primas de aceite mineral, las alimentaciones de biomasa

contienen altos niveles de ésteres de ácidos grasos, especialmente glicéridos. Para convertir un glicérido en una forma adecuada para su uso en un motor diésel, como primer paso es necesario para hidrolizar el enlace de éster y eliminar el glicerol restante. Actualmente, esto se logra en una etapa de hidrotratamiento convencional donde, como se ha apuntado arriba, se hidrogena la materia prima. Durante la hidrogenación los enlaces de éster pueden romperse y los materiales resultantes (glicerol y ácidos grasos) pueden reducirse a sus hidrocarburos correspondientes. Sin embargo, la hidrogenación es un proceso caro y de alto consumo energético. Requiere un reactor caro y complejo y utiliza un gas caro y peligroso. Los catalizadores de hidrogenación también son caros y exigen una regeneración regular. Cualquier cosa que puede hacerse para reducir el requisito de hidrogenación, por tanto, tiene consecuencias de seguridad y económicas importantes en la industria. [0009] Debe reiterarse también que los reactores de hidrotratamiento se diseñan para hidrotratar una alimentación de aceite mineral que no contiene ésteres. Los requisitos de hidrógeno para hidrolizar y después hidrotratar son muy diferentes del hidrotratamiento convencional. [0010] Yagiz et al., Chemical Engineering Journal 134: 262-267 (2007) revela la producción de biodiésel a partir de residuos de aceites de cocina mediante el uso de lipasas. [0011] Los presentes inventores se han dado cuenta ahora de que para una fuente biológica de combustible como una grasa animal, aceite de pescado o aceite vegetal, la manipulación necesaria de la materia prima en una forma adecuada para su uso en diésel puede empezarse usando determinados microorganismos. El componente primario de biomasa de interés para el formulador de biodiésel son los compuestos de ésteres de ácidos grasos. Los inventores han descubierto que los microorganismos que pueden dirigirse a estos compuestos e hidrolizar los ésteres de los mismos pueden convertir una biomasa con bajo número de cetano en un componente de combustible con un número mayor de cetano con potencial para mezclarse con un componente de aceite mineral directamente, o más comúnmente, con potencial para entrar en un proceso de hidrotratamiento o isomerización convencional. [0012] El hidrotratamiento de una biomateria prima pretratada enzimáticamente se parecerá por tanto a una operación de la unidad de hidrotratamiento de refinería convencional usando un catalizador de hidrotratamiento disponible en el mercado como se conoce en la técnica. Sin embargo, se cree que la hidrogenación de la materia prima pretratada con enzimas producirá una composición de producto ligeramente diferente dependiendo de la acción del pretratamiento enzimático concreto.

A diferencia de los procedimientos de hidrogenación usados hoy en día para biodiésel, en algunos casos no se producirá CO, CO2 o agua puesto que el hidrógeno estará actuando puramente para hidrogenar enlaces dobles y no para hidrolizar ésteres. Esto tendrá efectos favorables en la estabilidad y actividad de catalizadores así como la economía de hidrógeno de la refinería y el tamaño del compresor de hidrógeno de reposición. Además, será fácil de integrar un proceso de pretratamiento en una unidad de hidrotratamiento existente porque no se requiere ningún cambio en el reactor de hidrotratamiento existente. De este modo, puede evitarse una unidad de proceso de hidrotratamiento de bioaceite separada. [0014] Además, mediante la hidrólisis usando microorganismos, el proceso de la invención no exige elevadas temperaturas ni catalizadores caros para llevar a cabo la hidrólisis, no es necesaria una presión elevada y se evita el uso de hidrógeno caro y peligroso. Esto tiene un impacto económico importante para la industria petroquímica. [0015] Además, puesto que los microorganismos no son sensibles a la naturaleza de la materia prima, este método permite al fabricante de biodiésel preparar un componente de biodiésel a partir de una mezcla de diferentes fuentes biológicas. Por tanto, es bastante posible que los microorganismos operen en un sustrato formado a partir de una mezcla de fuentes vegetales, animales y/o de pescado de forma simultánea. Dado que para lograr el biocontenido desdeado por la UE en el combustible diésel en Europa sería necesario que enormes cantidades de tierra agrícola se dedicaran a preparar biocombustible, cualquier forma de maximizar el biocontenido implica un gran beneficio en cuanto a la minimización del impacto ambiental. El proceso de la invención se llevará a cabo preferiblemente en condiciones termofílicas, p.ej., alrededor de 60 ºC. Esta... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la formación de biodiésel que comprende las etapas de: (l.) obtener un bioaceite que contiene al menos un glicérido de ácido graso; (" . ) poner en contacto el bioaceite con al menos un microorganismo de la especie 5 Geobacillus o Acinetobactercapaz de hidrolizar al menos un enlace de éster de dicho al menos un glicérido para formar un bioaceite hidrolizado; y (1 11.) directamente o indirectamente usar dicho bioaceile hidrolizado en biodiésel.

2. Un proceso según la reivindicación 1, en el que dicho al menos un microorganismo es Acinetobacter venetianus, Geobacillus pallidus, Geobacillus kaustrophilus, Geobacillus toebli o Geobacillus lhermoglucosidasius.

3. Un proceso según la reivindicación 1 Ó 2, en el que la etapa (11) tiene lugar a una temperatura superior a 30 grados C.

4. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho microorganismos es A. venetianus.

5. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho microorganismo es la cepa A. venetianus depositada conforme al Tratado de Budapest como DSM19446.

6. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos un glicérido de ácido graso se deriva de una fuente animal o de pescado.

7. Un proceso para la formación de biodiésel reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa (111) comprende:

a. hidrotratar dicho bioaceite hidrolizado; opcionalmente

b. isomerizar el bioaceite hidrotratado; y

c. usar el producto resultante de la etapa (a) o, si se lleva a cabo, etapa (b) en biodiésel.

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