[发明专利]用于分离包含微生物物质和液体的混合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于分离包含微生物物质和液体的混合物的方法。

背景技术

随着矿物原油供应的减少，对于化学品和燃料产品的生产来说，可再生能源的应用正在变得日益重要。这些来自可再生能源的燃料和化学产品通常分别称作生物燃料和生物化学品。使用可再生能源的好处之一是与传统能源相比，CO₂平衡更有利。

优选由不可食用的可再生能源获得的生物燃料和/或生物化学品，这是因为这样不会与食品生产竞争。

例如，可以通过由微生物分泌油或者通过微生物细胞的细胞壁破坏后提取油的方式由微生物获取油。

例如，可以从产乙醇酵母获取用于燃料组合物的乙醇。

US2010/0184197描述了获得生物材料的方法，该方法包括使用膜过滤器用于获得用来生产生物柴油以及食物或营养补剂的微藻细胞的方法。据描述，膜过滤器为任选涂覆有至少一个膜层的多孔整体或整块载体。整块载体的例子包括陶瓷材料和碳基材料。这些类型的材料不具柔韧性(就是说它们不可变形)。例如借助真空泵或其它类似机构(作为驱动力迫使生物材料通过膜过滤器)使生物材料通过膜过滤器。例如，在US2010/0184197的图2的过程中，通过过滤器一侧的蠕动泵和另一侧的真空泵迫使生物悬浮体通过膜过滤器。真空泵和蠕动泵都需要能量来操作。因此US2010/0184197的方法的不足之处是实现过滤需要高能耗。为了使可能沿膜壁形成的生物材料饼破碎，在回收之前可以在较高流量下进行循环，或者可以使泵反向运转以收集浓缩的生物材料。该方法的不足之处是它不能连续进行，而且它还需要额外的能量。

US2007/0056902描述了用于处理污水的方法，例如可以通过压滤机过滤污水。这种压滤机具有腔板，该腔板质地刚性且不具柔韧性(就是说它们不可变形)。

US2004/0067574描述了用于从微生物细胞获得油的方法。据它描述，发酵之后，必要时，可在将发酵培养液送至细胞壁破坏装置(例如均化器)之前首先从发酵培养液中脱除液体(通常为水)。该脱水可以通过离心和/或过滤进行。然后可将微生物细胞的细胞壁破坏以获取油。

US7351558也描述了用于从微生物获得脂类的方法。据它描述，通常的微生物脂类生产过程包括在发酵器中培养微生物，分离微生物，和用有机溶剂如己烷提取细胞内的脂类。US7351558提到，分离微生物包括用水稀释发酵培养液和离心混合物以分离微生物。

在这些现有技术的方法中，通过离心、强力过滤或干燥来将经过培养和/或经过发酵的微生物与它们周围的液体分离。

通过离心来将微生物与周围液体分离的不足之处是分离过程中的能量消耗高，以及离心机的旋转部分易磨损且需要定期维护。该旋转部分很可能受到存在于微生物残渣中的外来物质(例如沙子)的损害。此外，即使在不需要时，大规模的离心也可能破坏微生物的细胞壁。

通过传统的过滤来将微生物与周围液体分离的不足之处是过滤器会堵塞和需要定期维护。例如，过滤器会被可能粘稠的和可能含泥浆(沙子)的残渣堵塞。

替代地，可通过将微生物暴露于热进行干燥来将微生物与周围液体分离，但如果操作不当，这会损害(即降低)脂类及随后的油的品质，US7351558中对此有更为详细的解释。

提供一种用于将微生物(例如产油或乙醇的微生物)与它们周围的液体分离的方法，该方法需要能量和/或保养少和/或对微生物损害小，这将是本领域中的一个进步。

EP0714318描述了用于从泥浆(特别是来自工业过程的泥浆)分离固体和液体的方法。为了分离泥浆中的固体和液体，使用包括滤袋和可变形膜的容器，该可变形膜可与消防软管相比，置于该容器内。在该容器中，通过增大由该可变形膜(即消防软管)限定的体积尺寸来挤压该滤袋。该滤袋配有弹性装置，以保证当挤压阶段完成时实现弹性膨胀。

EP1426089描述了用于过滤生物泥浆(特别是来自猪的液体粪肥)的方法。该方法包括将泥浆协作连接至过滤器，在过滤器上产生压力差以使流体介质通过过滤器和在过滤器朝向浆液的一侧形成包含固体颗粒的残渣，和当泥浆与所述过滤器协作连接时破碎残渣。在产生压力差之前，泥浆发生絮凝，以及使用具有防粘表面且该防粘表面朝向泥浆的过滤器作为过滤器。

发明内容