固定化脂肪酶催化合成生物柴油的研究.pdf

1、生物柴油是一種重要的生物質(zhì)能源，它是油脂與低碳醇在催化劑作用下進(jìn)行酯交換反應(yīng)而生成的脂肪酸單酯。與化學(xué)法相比，生物酶法對(duì)原料要求低、可同時(shí)轉(zhuǎn)化原料中的游離脂肪酸，且反應(yīng)條件溫和、副產(chǎn)物甘油分離簡(jiǎn)單、無(wú)污染物排放，因此更符合目前的綠色環(huán)保要求，是生物柴油工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展方向。
　　 本論文選用固定化脂肪酶Novozym435作為催化劑。首先研究無(wú)溶劑體系中小桐籽油的轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，對(duì)脂肪酶用量、底物摩爾比、水含量、硅膠用量等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)

2、化，得出最佳的工藝條件為：當(dāng)無(wú)外加水、甲醇一次性加入時(shí)，醇/油摩爾比3:1、固定化酶用量為7％、硅膠加入量為0.4g·g-1oil，于40℃、150r·min-1反應(yīng)24h最大的轉(zhuǎn)化率為89％，連續(xù)反應(yīng)10個(gè)批次固定化酶活力基本不變。考察了硅膠在體系中的作用，發(fā)現(xiàn)加入的硅膠既可通過(guò)吸附平衡來(lái)控制體系中的甲醇濃度，又可吸附反應(yīng)生成的副產(chǎn)物甘油。
　　 構(gòu)建固定床反應(yīng)器并進(jìn)行連續(xù)流加分批式運(yùn)行。通過(guò)比較不加硅膠和加硅膠的連續(xù)運(yùn)行，可

3、知在反應(yīng)器中加入硅膠有利于固定化酶活力的保持。實(shí)驗(yàn)得出硅膠反應(yīng)器的最佳操作條件為：反應(yīng)溫度40℃、進(jìn)料流速0.3mL·min-1、醇/油摩爾比為3:1、硅膠量為0.2g·g-1oil，反應(yīng)72h轉(zhuǎn)化率可達(dá)80％以上，且連續(xù)運(yùn)行8個(gè)批次以后，轉(zhuǎn)化率仍能保持在70％左右。然而，反應(yīng)器中不加硅膠時(shí)連續(xù)運(yùn)行3批次則轉(zhuǎn)化率急劇下降。
　　 在500mL搖瓶中進(jìn)行酶促轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)的放大。將固定化酶置于搖瓶（反應(yīng)器）內(nèi)封閉的金屬框，硅膠直接放入