酶法制備生物柴油新工藝及其高值化技術(shù)探索.pdf

1、華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文酶法制備生物柴油新工藝及其高值化技術(shù)探索姓名：李琴申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：生物化學(xué)與分子生物指導(dǎo)教師：閆云君20101015華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文II一定程度的位置特異性。（4）系統(tǒng)研究了Novozym435LipozymeTLIM復(fù)合酶催化轉(zhuǎn)酯制備生物柴油的工藝及動力學(xué)特征。通過改變介質(zhì)種類和配比，確定能較好維持脂肪酶活性及穩(wěn)定性的最佳溶劑組合——6：4（vv）的乙腈與叔丁醇組合。進而通過響應(yīng)面法優(yōu)化反應(yīng)條件

2、，獲得最佳參數(shù)：醇油摩爾比為6.4：1，復(fù)合酶用量為4.32%，分子篩用量為5.5%，反應(yīng)20h后甲酯得率達(dá)96.38%。重復(fù)使用360h后酶活依舊穩(wěn)定，顯示該反應(yīng)體系具有很好的操作穩(wěn)定性、耐醇性及底物適應(yīng)性。（5）構(gòu)建并比較了復(fù)合酶體系與單酶體系的催化轉(zhuǎn)酯動力學(xué)模型。復(fù)合酶體系的Vmax（3.67molLmin）大于單酶體系Vmax（3.25molLmin），而KmTG和KmCH3OH均小于單酶體系的；復(fù)合酶體系抑制常數(shù)Ki（0.01

3、3molL）則略低于單酶體系的（0.019molL）。由此推論，在底物與酶的結(jié)合方面，復(fù)合酶體系要優(yōu)于單酶體系，而復(fù)合酶體系轉(zhuǎn)酯反應(yīng)的抑制效應(yīng)要小于單酶體系，首次從動力學(xué)角度證實Novozym435LipozymeTLIM復(fù)合酶作用酯鍵存在一定的正協(xié)同效應(yīng)。（6）初步探索了基于生物柴油的高附加值精細(xì)化工品的合成工藝，以期擴大生物柴油的利潤空間。以自制的烏桕梓油生物柴油為原料，膨潤土為催化劑，催化制備二聚酸甲酯。優(yōu)化獲得的最佳二聚酸甲酯合

4、成工藝條件：催化劑用量為9.9%，助劑用量為0.8%，在221℃下反應(yīng)6.1h，二聚酸甲酯的得率為63.2%，與預(yù)測值65.26%非常接近。由于二聚酸甲酯是多能中間體，因此該工藝為生物柴油進一步高值化提供了前期工藝準(zhǔn)備。（7）對生物柴油和二聚酸甲酯的生產(chǎn)進行了初步經(jīng)濟效益分析。以年加工規(guī)模2.5萬噸生物柴油為例，通過對其前期投入、生產(chǎn)成本和銷售總額的估算，分析得出酶法制備生物柴油具有良好的市場前景，其深加工產(chǎn)品二聚酸甲酯更是具有誘人的經(jīng)