酶催化高酸值廢食用油脂制備生物柴油的研究.pdf

1、生物柴油是指利用植物油、動(dòng)物脂肪或廢油脂等與短鏈醇進(jìn)行酯交換或酯化反應(yīng)而形成脂肪酸烷基酯混和物，與常規(guī)石化柴油相比，具有環(huán)境友好性和可再生性兩大突出優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的替代能源。目前生物柴油技術(shù)研究主要有三個(gè)方面：化學(xué)催化油脂轉(zhuǎn)化技術(shù)、酶催化油脂轉(zhuǎn)化技術(shù)、無催化的超臨界甲醇轉(zhuǎn)化技術(shù)。而酶催化技術(shù)不僅具有反應(yīng)條件溫和、醇用量少、產(chǎn)物易于分離及無污染物排放等優(yōu)點(diǎn)，而且是對(duì)原料要求低，能夠很好的適應(yīng)廢油脂中高含量的游離脂肪酸，在利用廢油脂為原料

2、的生物柴油生產(chǎn)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本論文針對(duì)如何提高酶催化效率這一酶法催化生產(chǎn)生物柴油研究中的重點(diǎn)問題，以高酸值廢食用油脂為原料，對(duì)幾種成熟的商品化脂肪酶制劑進(jìn)行了篩選，對(duì)超聲波輔助條件下和石化柴油反應(yīng)溶劑中酶催化高酸值廢食用油脂制備生物柴油反應(yīng)進(jìn)行了研究。得出如下結(jié)論： 1、超聲波輔助下酶催化高酸值廢食用油脂制備生物柴油的研究。 探討了超聲波輔助條件下脂肪酶催化高酸值廢食用油脂制備生物柴油反應(yīng)。來源于Aspergillu

3、s oryzae和Candida antarctica的固定化脂肪酶，在超聲波輔助下，對(duì)高酸值廢食用油脂轉(zhuǎn)化為生物柴油具有高的催化活性。以來自于C. antarctica的固定化脂肪酶Novozym435為催化劑，以酸價(jià)為157 mgKOH/g的廢食用油脂為原料在超聲波輔助下與丙醇反應(yīng)，在脂肪酶用量為油質(zhì)量的8％、初始醇油摩爾比為3：1、反應(yīng)溫度控制在40-45℃、超聲波頻率和功率分別采用28 KHz和100 W的條件下，反應(yīng)50 mi

4、n轉(zhuǎn)化率達(dá)到94.86％。 在此條件下，不同碳原子數(shù)(C<,1>～C<,5>)直鏈和支鏈醇均有很高的轉(zhuǎn)化率，在短鏈醇選擇上具有寬廣的適應(yīng)性。 超聲波還減少了反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)體系中其他黏性雜質(zhì)在固定化脂肪酶表面的吸附，回收的Novozym435相較單純機(jī)械攪拌條件下回收的外觀干凈、分散良好無結(jié)塊現(xiàn)象、易于洗滌和再次利用，具有良好的操作穩(wěn)定性。 2、柴油溶劑中酶催化高酸值廢食用油脂制備生物柴油的研究。 探討了0

5、<'＃>柴油溶劑中脂肪酶催化高酸值廢食用油脂與甲醇酯化制備生物柴油。來源于Candida antarctica的固定化脂肪酶Novozym435在0<'＃>柴油溶劑中，對(duì)高酸值廢食用油脂和甲醇酯化制備生物柴油具有極高的催化活性。以酸價(jià)為157mgKOH/g的高酸值廢食用油脂為原料，廢油脂質(zhì)量比10％的Novozym435，甲醇與廢油脂初始摩爾比2：1，0<'＃>柴油與廢油脂質(zhì)量比5：1，搖床搖速170 r/min，50℃下反應(yīng)2 h甲酯

6、化率可達(dá)95.10％。 0<'＃>柴油作為反應(yīng)介質(zhì)有效的溶解了高酸值廢食用油脂和甲醇，降低了反應(yīng)體系的黏度和消除了甲醇對(duì)Novozym435的負(fù)面影響，提高了Novozym435的穩(wěn)定性。同時(shí)，0<'＃>柴油溶劑對(duì)未脫膠廢食用油脂中殘留的對(duì)脂肪酶有害的磷脂等膠類物質(zhì)具有一定的稀釋作用，但是否進(jìn)行脫膠處理以及采用何種脫膠方法是決定高酸值廢食用油脂能否應(yīng)用于酶法生產(chǎn)生物柴油和影響酶穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。 該方法省卻了溶劑蒸餾的繁瑣操作，