專利名稱：用于從生物質(zhì)回收油質(zhì)化合物的方法
用于從生物質(zhì)回收油質(zhì)化合物的方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2010年7月26日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)系列號(hào)61/367，763和2011年I月12日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)系列號(hào)61/432，006的權(quán)益，它們每篇通過(guò)引用整體并入本文中用于所有目的。
背景技術(shù)：
燃料產(chǎn)品(諸如油、石油化學(xué)制品和可用于生產(chǎn)石油化學(xué)制品的其它物質(zhì))的需求與日俱增。在2030年之前，預(yù)計(jì)能源需求(主要以油和氣的形式)會(huì)增加45%。在許多國(guó)家中，存在油使用和油生產(chǎn)之間的不平衡。例如，據(jù)估測(cè)，在2008年中，美國(guó)每天消費(fèi)大約1900萬(wàn)桶油，而每天僅生產(chǎn)約800萬(wàn)桶。隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)量達(dá)到平穩(wěn)期或下降，預(yù)期這種不平衡在將來(lái)會(huì)顯著增加。由于經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全原因，重新關(guān)注除了化石燃料以外的烴類的替代性來(lái)源的開(kāi)發(fā)。另外，化石燃料的燃燒已經(jīng)與地球大氣中逐漸增加的二氧化碳水平相關(guān)聯(lián)。二氧化碳的這種增·加又已經(jīng)與地球溫度的逐漸升高相關(guān)聯(lián)。根據(jù)一些估測(cè)，如果碳排放不減少的話，在本世紀(jì)結(jié)束之前，地球平均溫度可能升高多達(dá)6°C。由于諸如沿海水泛濫和農(nóng)作物衰退等原因，這樣的地球溫度升高將對(duì)人類文明產(chǎn)生重大影響。結(jié)果，在開(kāi)發(fā)碳中性的能源或?qū)е聵O大減少的凈CO2生成的能源方面，已經(jīng)存在增加的興趣。并且，隨著化石燃料變得在技術(shù)上更難以獲得，關(guān)于化石燃料生產(chǎn)中的污染和環(huán)境危害的公眾意識(shí)已經(jīng)增加。結(jié)果，關(guān)于生產(chǎn)燃料產(chǎn)品的替代方法，存在日益增加的興趣和需求。生物質(zhì)和特別是含有脂質(zhì)的微生物，會(huì)提供用作燃料的烴類的替代來(lái)源。光合微生物(諸如光合微藻和光合細(xì)菌)由于下述原因是特別有用的:它們能夠從大氣中除去二氧化碳，和實(shí)際上它們不直接與食物生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)資源。藻類是高適應(yīng)性的植物，其能夠在寬范圍的條件下快速生長(zhǎng)。大多數(shù)藻類物種適合在含水環(huán)境中生長(zhǎng)，并且可以使用光作為能源在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)。使用日光進(jìn)行光合作用，在室外場(chǎng)合中、在池塘或其它開(kāi)放式或封閉式容器中大規(guī)模培養(yǎng)藻類的能力，會(huì)增加它們用于能量的生物生產(chǎn)、環(huán)境補(bǔ)救和碳固定的實(shí)用性。水生微生物用于生產(chǎn)燃料的用途的關(guān)鍵是，從生物體有效地且經(jīng)濟(jì)地回收油的能力。鑒于大多數(shù)光合藻類和細(xì)菌是水生的，優(yōu)選地，所述方法適用于從具有高含水量的生物質(zhì)回收油。

發(fā)明內(nèi)容
在本文描述的許多實(shí)施方案中，包括一種用于從生物質(zhì)得到油質(zhì)組合物的方法，所述方法包括:獲得包含生物質(zhì)和水的原料，在有或沒(méi)有混合下，在封閉式反應(yīng)器中，將所述含水組合物加熱到約220°C至約500°C的溫度，并將所述含水組合物在該溫度保持O分鐘(即沒(méi)有保持時(shí)間)至約4小時(shí)。所述原料可以已經(jīng)經(jīng)過(guò)或沒(méi)有經(jīng)過(guò)本文所述的預(yù)處理。將所述原料冷卻到環(huán)境溫度至約150°C，然后酸化pH到約2.0至6.0之間。將酸化的組合物加熱到約40°C至約150°C，并在有或沒(méi)有混合下在該溫度保持O分鐘(即沒(méi)有保持時(shí)間)至約4小時(shí)的時(shí)段。然后可以不經(jīng)進(jìn)一步處理使酸化的組合物相分離成至少一個(gè)有機(jī)相和水相，并取出有機(jī)相。在某些情況下，至少第三個(gè)微?；蚬滔嘁部赡艽嬖??？商鎿Q地或另外地，可以使用溶劑萃取。如果使用溶劑萃取，加入的溶劑的體積大約大于酸化的組合物中的水的體積，以生成溶劑萃取組合物。使用的溶劑可以是在水中不溶性的或基本上不溶性的溶劑，但是油質(zhì)化合物在其中是可溶性的或基本上可溶性的。使所述溶劑萃取組合物達(dá)到約20°C至約150°C的溫度，并使所述組合物在有或沒(méi)有混合下在該溫度保持O分鐘(即沒(méi)有保持時(shí)間)至約4小時(shí)的時(shí)段。將所述溶劑萃取組合物分離成至少一個(gè)有機(jī)層和一個(gè)水層。在有些實(shí)施方案中，至少一個(gè)微?；蚬腆w層也存在。然后得到所述有機(jī)層，并除去溶劑，以得到在所述有機(jī)層中的油質(zhì)化合物。在有些實(shí)施方案中，對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括:將所述生物質(zhì)加熱到約80°C至約220°C的溫度，然后可以除去液體或水相。在有或沒(méi)有攪拌或攪動(dòng)下，將所述生物質(zhì)在該溫度保持約5分鐘至約60分鐘。在某些實(shí)施方案中，將所述物質(zhì)在約170°C至210°C之間保持約20分鐘至40分鐘。在有些實(shí)施方案中，在預(yù)處理過(guò)程中，具體地在加熱過(guò)程中，將酸加入所述生物質(zhì)中。在某些實(shí)施方案中，在預(yù)處理過(guò)程中，將所述生物質(zhì)的pH調(diào)至約pH 3至pH 6之間。在其它實(shí)施方案中，所述預(yù)處理另外包括:在除去液相以后，沖洗所述生物質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，沖洗包括:加入水，例如去離子水，其體積等于除去的液相的體積，將所述生物質(zhì)和水在環(huán)境溫度混合約5-30分鐘，并除去沖洗液體。在其它實(shí)施方案中，在預(yù)處理之后和在進(jìn)一步處理之前，向所述生物質(zhì)中加入水(例如去離子水)，其量等于除去的液體的量。在其它實(shí)施方案中，在進(jìn)一步處理之前，保存經(jīng)預(yù)處理的生物質(zhì)。所述經(jīng)預(yù)處理的生物質(zhì)可以保存任意希望的時(shí)間，例如I天至I年。所述經(jīng)預(yù)處理的生物質(zhì)可以在環(huán)境溫度或在約-20°c至25°C之間的受控溫度保存。所述經(jīng)預(yù)處理的生物質(zhì)可以在開(kāi)放式或封閉式容器中保存。如果在封閉式容器中保存，所述容器中的氣氛可以是空氣或諸如氮、二氧化碳、氬或它們的組合等氣體。 在某些實(shí)施方案中，所述生物質(zhì)包括水生微生物，諸如藻類或細(xì)菌。在其它實(shí)施方案中，所述水生微生物是光合生物，例如，光合藻類或藍(lán)細(xì)菌。另一個(gè)方面提供了通過(guò)本文所述的任意方法制備的油質(zhì)組合物。在某些實(shí)施方案中，所述油質(zhì)組合物從光合微生物得到，且具有小于30ppm的鈣含量、小于20ppm的鎂含量、小于20ppm的猛含量、小于20ppm的磷含量、小于50ppm的鈉含量和小于20ppm的銀含量。另一個(gè)方面提供了一種從水生生物質(zhì)得到的油質(zhì)組合物，所述組合物具有小于30ppm的I丐含量、小于20ppm的鎂含量、小于20ppm的猛含量、小于20ppm的磷含量、小于50ppm的鈉含量和小于20ppm的鍶含量。在某些實(shí)施方案中，所述水生生物質(zhì)包括光合生物體，例如光合藻類或藍(lán)細(xì)菌。在其它實(shí)施方案中，所述藻類是微藻。另一個(gè)方面提供了一種包含油的油質(zhì)組合物，所述組合物從微生物生物質(zhì)提取得至IJ，通過(guò)ASTM方案D7169-11測(cè)得，所述油具有約5%至55%之間的質(zhì)量百分比的沸點(diǎn)在260 ° 至630 ° 的級(jí)分。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)ASTM方案D7169-11測(cè)得，所述油具有約20%至35%之間的質(zhì)量百分比的沸點(diǎn)在260 ° 至630 ° 的級(jí)分。在另一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)ASTM方案D7169-11測(cè)得，所述油具有約30%至45%之間的質(zhì)量百分比的沸點(diǎn)在260 0F至630 T的級(jí)分。在某些實(shí)施方案中，所述油沒(méi)有進(jìn)行加氫處理、脫羧、脫羰、加氫脫氧、異構(gòu)化(包括加氫異構(gòu)化)、脫硫、脫氮、加氫裂化和催化裂化中的一種或多種。所述微生物可以是光合的或非光合的藻類或細(xì)菌。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述藻類是光合微藻，而在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述微生物是藍(lán)細(xì)菌。另一個(gè)方面提供了一種包含油的油質(zhì)組合物，所述組合物從微生物生物質(zhì)提取得至IJ，通過(guò)ASTM方案D7169-11測(cè)得，所述油具有約25%至約35%之間的質(zhì)量百分比的沸點(diǎn)在490 ° 至630 ° 的級(jí)分。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述油具有約20%至約30%之間的質(zhì)量百分比的沸點(diǎn)在490 T至630 T的級(jí)分。在某些實(shí)施方案中，所述油沒(méi)有進(jìn)行加氫處理、脫羧、脫羰、加氫脫氧、異構(gòu)化(包括加氫異構(gòu)化)、脫硫、脫氮、加氫裂化和催化裂化中的一種或多種。所述微生物可以是光合的或非光合的藻類或細(xì)菌。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述藻類是光合微藻，而在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述微生物是藍(lán)細(xì)菌。


參考下面的描述、所附權(quán)利要求書(shū)和附圖，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中:圖1顯示了公開(kāi)的方法的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖，其中使用連續(xù)逆流萃取方法。圖2顯示了公開(kāi)的方法的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖，其中使用預(yù)處理。
具體實(shí)施例方式提供下面的詳細(xì)描述來(lái)輔助本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)踐公開(kāi)的實(shí)施方案。即使如此，該詳細(xì)描述不應(yīng)解釋為不適當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明，因?yàn)楸绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對(duì)本文所討論的實(shí)施方案做出修改和變化，而不脫離本發(fā)明的發(fā)現(xiàn)的范圍。在本申請(qǐng)中引用的所有出版物、專利、專利申請(qǐng)、公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)、公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)入口和其它參考文獻(xiàn)都通過(guò)引用整體并入本文中，如同具體地且單個(gè)地指出每篇單獨(dú)的出版物、專利、專利申請(qǐng)、公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)、公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)入口或其它參考文獻(xiàn)通過(guò)引用并入。如在本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)中使用的，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“所述”包括復(fù)數(shù)指示物，除非上下文另外清楚地指明。如在本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)中使用的，描述為在2個(gè)端點(diǎn)之間的任意值范圍包括所述端點(diǎn)。例如，220°C至500°C的范圍包括220°C和500°C以及二者之間的所有值。如在本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)中使用的，術(shù)語(yǔ)“水熱處理”和“水熱過(guò)程”可互換地使用。如在本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)中使用的，術(shù)語(yǔ)“生物質(zhì)”表示，存活的或已經(jīng)在最近50年內(nèi)存活的生物起源的組合物。本文提供了用于從生物質(zhì)、具體地從微生物獲得一種或多種油質(zhì)化合物的方法和工藝。油質(zhì)化合物是指具有油的性質(zhì)的化合物。因而，油質(zhì)化合物包括烴類或脂類。油質(zhì)化合物的非限制性實(shí)例包括:蠟類；脂肪?；悾ㄓ坞x脂肪酸、脂肪酯和脂肪酰胺；甘油脂類諸如單甘油酯、二甘油酯和三甘油酯；甘油磷脂；鞘脂類諸如鞘磷脂和鞘糖脂；甾醇類；萜烯類諸如異萜烯、異戊 二烯、萜類化合物和類異戊二烯；糖脂類；聚酮化合物；類胡蘿
卜素、葉綠素和其它色素。應(yīng)當(dāng)理解，在有些實(shí)施方案中，可從生物質(zhì)提取并精煉成燃料或潤(rùn)滑劑的任何化合物可以視作油質(zhì)化合物。目前存在廣泛的用于運(yùn)輸、精煉、分布和使用從地質(zhì)石油(化石燃料)得到的燃料的基礎(chǔ)設(shè)施。任何替代性燃料來(lái)源的利用該現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的能力，呈現(xiàn)出在快速采用和成本競(jìng)爭(zhēng)性方面的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。目前，許多替代性燃料不適合用于現(xiàn)有的石油基礎(chǔ)設(shè)施中。例如，由于乙醇的吸收水的傾向，乙醇與現(xiàn)有的分布網(wǎng)絡(luò)不相容。另外，現(xiàn)有的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)需要經(jīng)過(guò)改進(jìn)才可以燃燒含有大量乙醇的燃料。在它們的許多優(yōu)點(diǎn)中，本文公開(kāi)的方法具有生產(chǎn)這樣的產(chǎn)物的能力:所述產(chǎn)物與地質(zhì)石油基本上相同，因?yàn)樗c現(xiàn)有的石油基礎(chǔ)設(shè)施相容，且可以精煉成與從化石燃料精煉得到的那些化合物相同類別的化合物。因而，由公開(kāi)的方法得到的產(chǎn)物可以進(jìn)一步精煉成噴氣燃料、航空燃料(飛機(jī)用的汽油)、柴油燃料、汽油、燃料油和潤(rùn)滑油以及其它。噴氣燃料(諸如Jet-A、Jet-Al和JP-8)是含有具有10-14個(gè)碳的鏈長(zhǎng)度的直鏈和支鏈烷烴、芳族化合物和環(huán)烷烴的混合物的中間餾分油。噴氣燃料的其它特征在于高能量密度和在非常低的溫度保持液態(tài)的能力。柴油燃料是由C8-C21烴組成。柴油的能量密度大于汽油，當(dāng)燃燒時(shí)產(chǎn)生大約139，000BTU/US gal (英制熱量單位/美國(guó)液體加侖)，而汽油產(chǎn)生125，000BTU/US gal。通過(guò)它的十六烷指數(shù)來(lái)表征柴油燃料，所述十六烷指數(shù)是燃料在壓力下自點(diǎn)火的傾向的量度。在十六烷指數(shù)中，給鯨蠟烷(正十六烷)賦予100的值。支鏈的和芳族的分子具有更低的十六烷指數(shù)，但是柴油燃料通常含有約25%的芳烴，以提供在低溫時(shí)的良好流動(dòng)性質(zhì)。汽油通常由C4-C12烷烴、異烷烴和芳族化合物組成。通過(guò)它的辛烷值來(lái)表征汽油，所述辛烷值是燃料的抵抗前爆燃(pre-detonation)的能力的量度。在辛烷值系統(tǒng)中，2，2，4-三甲基戊烷具有100的辛烷值，而正辛烷具有O的值。
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術(shù)語(yǔ)燃料油包括在熔爐或鍋爐中用于產(chǎn)生熱和在內(nèi)燃機(jī)中用于產(chǎn)生動(dòng)力的各種油?；阪滈L(zhǎng)度和沸點(diǎn)，將燃料油分成6類。第1-3類燃料油(第1-3類柴油)含有在C9至C2tl范圍內(nèi)的烴類。更重的燃料油第4-6類由C12至C7tl烴組成。航空燃料(飛機(jī)用的汽油)通常含有75-90%的異辛烷，余量由甲苯和C4-C5石蠟組成。航空燃料的辛烷值通常等于或大于100。航空燃料非常類似于在汽車中使用的汽油，但是通常具有更均勻的組成，并且不同于汽車汽油，其經(jīng)常含有鉛作為抗爆劑。盡管已經(jīng)使用微藻(具體地綠藻和藍(lán)綠藻(藍(lán)細(xì)菌))例證了本方法，應(yīng)當(dāng)理解，所述方法可適用于任何生物質(zhì)。例如，但不限于，本方法可以應(yīng)用于一般的維管植物和具體的陸地維管植物。因而，在一個(gè)方面，可以加工生物質(zhì)以減小所述生物質(zhì)的粒度至適合抽運(yùn)的尺寸。使用本領(lǐng)域已知的任意方法，例如，通過(guò)制漿或研磨，可以實(shí)現(xiàn)所述尺寸減小。在研磨之前、過(guò)程中或之后，可以將水加入所述生物質(zhì)中，以產(chǎn)生使用泵可以容易地移動(dòng)的漿。通常，所述漿將含有至少50%的水。在其它情況下，所述漿可以含有至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%或至少99%的水。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)明白，當(dāng)所述生物質(zhì)包含微生物(諸如微藻或藍(lán)細(xì)菌)時(shí)，在提取之前可能不必減小粒度。在有些情況下，可以使用干燥的生物質(zhì)。在這樣的情況下，可以有利地將液體(諸如水)加入干燥的生物質(zhì)中以進(jìn)行抽運(yùn)?？梢约尤胍后w，以產(chǎn)生含有約50%、約40%、約30%、約20%、約15%、約10%、約5%生物質(zhì)或約I %的生物質(zhì)的漿。在一個(gè)實(shí)施方案中，從包括微生物的生物質(zhì)中回收通過(guò)本文所述方法生產(chǎn)的油質(zhì)化合物。所述微生物可以是原核生物或真核生物。在有些實(shí)施方案中，所述微生物是光合生物，諸如綠藻或藍(lán)細(xì)菌(藍(lán)綠藻)。在其它實(shí)施方案中，所述微生物是水生生物。在某些實(shí)施方案中，所述微生物是光合的且水生的微生物。含有一種或多種脂質(zhì)或脂質(zhì)樣分子的任意微生物都可以用于本方法中。在有些實(shí)施方案中，從藻類(例如，綠藻、紅藻或褐藻)回收所述油質(zhì)化合物。在某些實(shí)施方案中，所述藻類是微藻，例如、但不限于，衣藻屬各種(Chlamydomonasssp.)、杜氏藻屬各種(Dunaliella ssp.)、紅球藻屬各種(Haematococcus spp.)、柵藻屬各種(Scenendesmus spp.)、小球藻屬各種(Chlorella spp.)或擬微綠球藻屬各種(Nannochloropsis spp)。更具體的實(shí)例包括、但不限于:萊茵衣藻(Chlamydomonasreinhardtii)、杜氏鹽藻(Dunaliella salina)、雨生紅球藻(Haematococcus pluvialis)、二形柵藻(Scenedesmus dimorphus)、杜氏綠藻(D.viridis)和 D.tertiolecta。在本文中預(yù)見(jiàn)到使用的生物的實(shí)例包括、但不限于:紅藻門(mén)(rhodophyta)、綠藻門(mén)(chlorophyta)、異鞭藻門(mén)(Heterokontophyta)、tribophyta、灰色藻門(mén)(glaucophyta)、絲足蟲(chóng)門(mén)(chlorarachniophytes)、眼蟲(chóng)藻門(mén)(euglenoids)、定鞭藻門(mén)(Haptophyta)、隱藻門(mén)(cryptomonads)、甲藻(dinofIagellata)和浮游植物(phytoplankton)。在其它實(shí)施方案中，所述油質(zhì)化合物提取自光合細(xì)菌，例如，但不限于聚球藻屬各種(Synechococcus ssp.)、集胞藻屬各種(Synechocystis ssp.)、節(jié)旋藻屬各種(Athrospirassp.)、原綠球藻屬各種(Prochlorococcus ssp.)、色球藻屬各種(Chroococcus ssp.)、Gleoecapsassp.、隱球藻屬各種(Aphanocapsa ssp.)、隱桿藻屬各種(Aphanothece ssp.)、纖發(fā)鞘絲藍(lán)細(xì)菌屬各種(Leptolyngbya ssp.)、平裂藻屬各種(Merismopediassp.)、微囊藍(lán)胞菌屬各種(Microcystis ssp.)、腔球藻屬各種(Coelosphaeriumssp.)、原綠發(fā)菌屬各種(Prochlorothrix ssp.)、顫藻屬各種(Oscillatoria ssp.)、束毛藻屬各種(Trichodesmium ssp.)、螺旋藻屬各種(Spirulina ssp.)、微鞘藻屬各種(Microcoleusssp.)、Chroococcidiopisis ssp.、魚(yú)渥藻屬各種(Anabaena ssp.)、絲囊藻屬各種(Aphanizomenon ssp.)、擬筒抱藻屬各種(Cylindrospermopsis ssp.)、筒抱藻屬各種(Cylindrospermum ssp.)、單歧藻屬各種(Tolypothrix ssp.)或雙歧藻屬各種(Scytonemassp)。 所述微生物可以在允許光合作用的條件下生長(zhǎng)，但是，這不是必要條件(例如，所述生物可以在沒(méi)有光存在下生長(zhǎng))。在某些情況下，可以從已經(jīng)遺傳修飾的生物得到生物質(zhì)。在從遺傳修飾的微生物得到生物質(zhì)的情況下，可以以減少或破壞光合能力的方式遺傳修飾所述微生物。在微生物不能光合作用(天然地或由于遺傳修飾)的生長(zhǎng)條件下，將給所述生物提供在沒(méi)有光合作用存在下支持生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物。例如，可以給生物在其中(或在其表面上)生長(zhǎng)的培養(yǎng)基補(bǔ)充任意需要的營(yíng)養(yǎng)物，包括有機(jī)碳源、氮源、磷源、維生素、金屬、脂質(zhì)、核酸、微量營(yíng)養(yǎng)物和/或任何生物特異性的需要物。有機(jī)碳源包括宿主生物能夠代謝的任意碳源，包括、但不限于乙酸鹽、簡(jiǎn)單的碳水化合物(例如，葡萄糖、蔗糖、乳糖)、復(fù)雜的碳水化合物(例如，淀粉、糖原)、蛋白和脂質(zhì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，并非所有生物都能夠充分地代謝特定營(yíng)養(yǎng)物，并且可能需要隨生物不同而修改營(yíng)養(yǎng)物混合物，以便提供適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物混合物。所述微生物可以在陸地上(例如，在池塘、水渠、垃圾中)生長(zhǎng)，或在封閉式或部分封閉式生物反應(yīng)器系統(tǒng)中生長(zhǎng)。所述微生物還可以直接在水中(例如，在洋、海、湖、河、池等中)生長(zhǎng)。在大量培養(yǎng)微生物的實(shí)施方案中，使用本領(lǐng)域已知的方法，可以在高密度生物反應(yīng)器中培養(yǎng)所述生物。例如，可以在高密度光生物反應(yīng)器(參見(jiàn)，例如，Lee等人，Biotech.Bioengineering 44:1161-1167，1994)和其它生物反應(yīng)器(諸如用于污水和廢水處理的那些)(例如，Sawayama 等人，Appl.Micr0.Biotech.,41:729-731,1994)中培養(yǎng)藻類。在有些實(shí)施方案中，可以不是主要為了它的油內(nèi)容物而大量培養(yǎng)藻類，而是例如為了除去重金屬(例如，Wilkinson, Biotech.Letters, 11:861-864,1989)、生產(chǎn)氫(例如，美國(guó)專利申請(qǐng)
發(fā)明者R·J·克蘭福德, S·G·魯塞斯, A·阿拉瓦尼斯 申請(qǐng)人:藍(lán)寶石能源公司