Brevet FR3038619A1 — publié le 20170113

L'invention a pour objet un procédé d'extraction, de transformation et de séparation des acides gras en une étape et sans l'usage de solvant organique à partir de microorganismes. Pour la fabrication de biocarburant (en particulier le biojetfuel), on transforme les acides gras soit en alcanes (bio-kérosène) ou bien en esters méthyliques (biocarburant). Les acides gras sont obtenus à partir de l'hydrolyse de lipides préalablement extraits à partir de microorganismes (levures en particulier). Ces procédés requièrent plusieurs étapes de séchage de la biomasse, d'extraction des lipides à partir de la biomasse séchée avec un solvant organique, en général de l'hexane, puis de l'hydrolyse acide ou basique des lipides extraits en acides gras pour une transformation ultérieure en biokérosène. Les microorganismes (levures, micro-algues et bactéries) peuvent accumuler jusqu'à 80% de lipides (Monoglycéride, diglycéride, triglycéride, phospholipides et stérols) dans leurs organismes. Ils sont composés d'une paroi cellulaire, constituée principalement de lipides, de polysaccharides et de chitine. Ces composés rendent la paroi rigide et solide ; ce qui nécessite un prétraitement mécanique, chimique ou physico-chimique pour faciliter l'accessibilité aux lipides situés à l'intérieur de la cellule. Actuellement, l'extraction des lipides à partir de micro-organismes en voie humide se déroule de la manière suivante : 1- séchage et prétraitement de la biomasse 2- extraction par solvants organiques (hexane) 3- centrifugation ou filtration (recyclage du solvant) 4- Evaporation du solvant L'étape de séchage est nécessaire pour s'affranchir des interactions eau/solvant ; ce qui fait de l'eau un paramètre limitant dans l'extraction des lipides. L'étape de séchage est considérée comme la plus énergivore et la plus onéreuse. De plus, ce procédé utilise des solvants organiques qui sont susceptibles à moyen terme d'être interdits pour leur toxicité envers l'homme et l'environnement. Il existe donc un besoin pour un procédé d'obtention d'acides gras à partir de microorganismes moins énergivore et plus respectueux de l'environnement. Les inventeurs ont le mérite d'avoir mis au point un tel procédé. 3038619 2 La présente invention décrit un procédé d'obtention d'acides gras à partir de microorganismes comprenant une étape de macération des microorganismes dans laquelle les microorganismes sont mélangés à une solution aqueuse d'un hydroxyde d'amine quaternaire afin d'extraire les 5 lipides contenus dans les microorganismes et de les transformer en acides gras. Typiquement les hydroxydes d'amine quaternaire utilisables pour cette étape de macération sont par exemple l'hydroxyde de tétraéthylammonium, l'hydroxyde de tétrapropylammonium, ou l'hydroxyde de choline. 10 Selon un mode de réalisation préféré, l'hydroxyde d'amine utilisé est l'hydroxyde de choline. Typiquement, les microorganismes utilisables pour l'invention sont des microorganismes riches en lipides tels que les levures, les microalgues, les bactéries ou les champignons filamenteux. 15 Typiquement, on peut citer parmi les microorganismes particulièrement adaptés pour l'invention, Rhodotorula glutinis, Yarrowia lipolytica, Lipomyces starkeyi parmi les levures, Phaeodactylum tricornutum Chlorella vulgaris, Nannochloropsis oculata parmi les microalgues, Rhodococcus opacus, Streptomyces sp, Escherichia coli parmi les bactéries, et Rhizopus arrhizus, Mucor circinelloides, pénicillium lilacinum parmi les champignons 20 filamenteux. Selon un mode de réalisation préféré, les microorganismes utilisés sont des levures et en particulier une levure de l'espèce Yarrowia lipolytica ou Rhodotorula glutinis. Typiquement, la biomasse constituée des microorganismes est en phase humide. Elle provient 25 directement du bioréacteur qui a permis de la produire ou bien elle a subi une centrifugation en sortie du bioréacteur. La biomasse est mélangée à une solution aqueuse d'un hydroxyde d'amine, ce qui permet la déstructuration des parois cellulaires, d'extraire et de transformer les lipides (tri-glycérides, di-glycérides, mono-glycérides, phospholipide) en acides gras libres (FFA). 30 Typiquement, l'étape de macération est réalisée avec une solution aqueuse présentant une concentration C en hydroxyde d'amine, avec Cmin REVENDICATIONS1. Procédé d'obtention d'acides gras à partir de microorganismes comprenant une étape de macération des microorganismes dans laquelle les microorganismes sont mélangés à une solution aqueuse d'un hydroxyde d'amine quaternaire afin d'extraire les lipides contenus dans les microorganismes et de les transformer en acides gras. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'hydroxyde d'amine quaternaire est l'hydroxyde de tétraéthylammonium, l'hydroxyde de tétrapropylammonium, ou l'hydroxyde de choline. 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'hydroxyde d'amine quaternaire est l'hydroxyde de choline. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les microorganismes sont des levures, des microalgues, des bactéries ou des champignons filamenteux. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel les microorganismes sont des levures. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les microorganismes sont des levures de l'espèce Yarrowia lipolytica ou Rhodotorula glutinis. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'étape de macération est réalisée avec une solution aqueuse présentant une concentration C en hydroxyde d'amine, 25 avec 30% 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le ratio masse d'hydroxyde d'amine quaternaire sur masse de microorganismes est compris entre 30 et 60. 30 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'étape de macération est réalisée à une température T avec 25°C 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la phase liquide obtenue à l'issue de l'étape de macération est séparée de la phase solide. 3038619 6 11. Procédé selon la revendication 10, comprenant une étape de précipitation des acides gras contenus dans la phase liquide. 5 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la précipitation est obtenue par acidification de la phase liquide. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l'acidification est réalisée avec de l'acide acétique ou de l'acide citrique. 14. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la précipitation est obtenue par ajout à la phase liquide un excès de sel de sodium, de potassium ou de calcium. 10