固定化脂肪酶催化酯交換反應(yīng)合成生物柴油的研究.pdf

1、生物柴油，即脂肪酸甲酯，是以動(dòng)植物油為原料生產(chǎn)的可再生綠色能源。目前生物柴油的工業(yè)化生產(chǎn)均采用化學(xué)法，這種方法存在醇必須大大過(guò)量、能耗高、產(chǎn)物難于回收和廢堿液污染環(huán)境等缺點(diǎn)，并且對(duì)原料的要求高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本過(guò)高。為此，酶法生產(chǎn)生物柴油在國(guó)內(nèi)外受到廣泛關(guān)注，酶法生產(chǎn)生物柴油具有反應(yīng)條件溫和、醇用量小、產(chǎn)物易分離和無(wú)污染排放等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)酶法相關(guān)的研究主要集中在精制豆油方面，而對(duì)其它豐富的植物油尚未觸及。本文選取棉籽油、沙蒿油為原料對(duì)固定

2、化脂肪酶(Candida Antarctica)催化制取生物柴油的酯交換反應(yīng)條件進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，具體工作如下：
　　 ⑴以沙蒿多糖-殼聚糖復(fù)合磁性微球?yàn)檩d體，采用物理吸附法固定化脂肪酶，對(duì)固定化過(guò)程中對(duì)酶活力有影響的各種因素做了研究，對(duì)固定化酶做了部分表征，以及對(duì)固定化酶的部分理化性質(zhì)最佳PH，最佳溫度，酶的熱穩(wěn)定性以及表觀米氏常數(shù)與游離酶的做了比較，固定化酶的Km小于游離酶的Km，固定化酶的最佳PH和最佳溫度分別為8.0

3、和50℃，而且固定化脂肪酶具有良好的熱穩(wěn)定性，可重復(fù)使用。
　　 ⑵對(duì)固定化脂肪酶催化棉籽油和沙蒿油制備生物柴油進(jìn)行了條件實(shí)驗(yàn)。通過(guò)條件實(shí)驗(yàn)，得出：反應(yīng)時(shí)間36h，反應(yīng)溫度在45℃時(shí)，生物柴油轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高；當(dāng)固定化酶濃度為5mg/25ml，生物柴油轉(zhuǎn)化率已達(dá)峰值；當(dāng)反應(yīng)體系的醇油比為3：1時(shí)，生物柴油轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大，反應(yīng)12h分別達(dá)到53.0％和29.1％，增加或減小醇油比轉(zhuǎn)化率均下降；兩種原料均不適合加入水分；正己烷、石油醚

4、、乙醚三種不同有機(jī)溶劑中，正己烷可顯著提高酶的活性，而體系不加有機(jī)溶劑時(shí)，酶幾乎失去催化活性；在醇油比為3：1，甲醇投加總量一致的情況下，甲醇一次性加入時(shí)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率較低，當(dāng)總反應(yīng)時(shí)間為24h時(shí)，甲醇分3次投加，轉(zhuǎn)化率可達(dá)到最大85.9％和74.3％，如果再增加醇投加次數(shù)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率無(wú)明顯變化；搖床轉(zhuǎn)速達(dá)到200rpm-250rpm時(shí)，轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高值。
　　 ⑶通過(guò)試驗(yàn)確定了最佳方案為:油酯/甲醇=1:3（mol:mol)，分三