新型殼聚糖載體固定脂肪酶及催化廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油技術(shù).pdf

1、隨著全球石化能源短缺和環(huán)境優(yōu)化的需要,生物柴油作為可再生的綠色能源,逐漸成為科研工作者關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。酶法合成生物柴油工藝具有條件溫和、醇用量小、產(chǎn)物易回收、無(wú)污染物排放等優(yōu)點(diǎn),是制備生物柴油的重要方法。但生產(chǎn)成本高、酶壽命短、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、催化效率低等問題制約著酶法合成生物柴油的工業(yè)化發(fā)展。為降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效率,找到適合生物柴油工業(yè)化生產(chǎn)的工藝,本文在脂肪酶的固定化以及催化廢棄油脂制備生物柴油工藝方面進(jìn)行了探索性研究。

2、　　1.載體的制備及脂肪酶的固定。以D301R為基礎(chǔ)載體,強(qiáng)化吸附濃度為10mg/mL殼聚糖,再與質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.125％的戊二醛交聯(lián)制得殼聚糖載體。加入占載體質(zhì)量30%的去離子水潤(rùn)濕載體后,再與10%的酶粉混合,在4℃的異辛烷中固定5h,獲得固定化酶活為4100U/g。用掃描電鏡、紅外光譜儀對(duì)載體及固定化酶進(jìn)行表征發(fā)現(xiàn):樹脂附著一層殼聚糖膜后表面變光滑,固定脂肪酶后表面有明顯突起。固定化酶耐高溫、易儲(chǔ)存、對(duì)有機(jī)溶劑抗逆性強(qiáng),連續(xù)使用10次

3、,橄欖油的水解率仍超過65%。
　　2.固定化酶催化含酸油脂制備生物柴油。酯化反應(yīng)最優(yōu)條件為:加入占含酸油脂質(zhì)量8%固定化酶、6%水和0.5mL/g正己烷,油醇摩爾比1:3(在0h,5h,10h等量加入),40℃反應(yīng)15h含酸油脂酯化率高達(dá)80%。連續(xù)使用6次,固定化酶催化活性沒有明顯降低。
　　3.對(duì)地溝油進(jìn)行預(yù)處理。地溝油進(jìn)行離心除雜、磷脂脫膠后,加入占地溝油質(zhì)量5%的雙氧水,在60℃氧化30min,再加入5%的混合吸附

4、劑(活性炭和活性白土的比例為1:1)在70℃吸附20min。處理后的地溝油色澤和氣味有明顯改觀,基本達(dá)到工業(yè)油脂的使用標(biāo)準(zhǔn)。
　　4.固定化酶催化地溝油制備生物柴油。以酶催化地溝油的間歇反應(yīng)條件為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)循環(huán)式反應(yīng)器進(jìn)行生物柴油的制備,最優(yōu)條件為:脂肪酶填充密度為0.2g/mL,反應(yīng)液體積流量為0.6mL/min,40℃循環(huán)反應(yīng)12h,生物柴油轉(zhuǎn)化率為90%。反應(yīng)器連續(xù)催化6批次地溝油進(jìn)行酯化反應(yīng),生物柴油轉(zhuǎn)化率仍高達(dá)80%。與