固定化酶法催化毛油合成生物柴油.pdf

1、隨著世界范圍的能源短缺，以及人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，開(kāi)發(fā)和研究生物柴油（脂肪酸短鏈醇酯）這一綠色環(huán)保型燃料，以代替不斷枯竭的石油能源已迫在眉睫，生物法合成生物柴油具有原料-生產(chǎn)過(guò)程-產(chǎn)品全綠色的特點(diǎn)，在我國(guó)開(kāi)展生物柴油的開(kāi)發(fā)和研究具有重大的意義和廣闊的應(yīng)用前景。 本文開(kāi)發(fā)了一種用石油醚提取毛油的工藝，研究了以提取的毛油和甲醇為原料，用固定化Candida sp．99-125脂肪酶催化合成脂肪酸甲酯（FAMEs）的可行性。同時(shí)考

2、察了磷脂對(duì)固定化酶活性、反應(yīng)起始速率、固定化酶使用批次的影響以及毛油和精煉油對(duì)固定化酶使用批次等的影響。研究結(jié)果表明，用磷脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的石油醚懸液浸泡過(guò)的脂肪酶比僅用石油醚浸泡過(guò)的脂肪酶初始轉(zhuǎn)酯化速率顯著下降。當(dāng)大豆油中無(wú)磷脂時(shí)，15min時(shí)FAMEs的產(chǎn)率為26．2%；磷脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，F(xiàn)AMEs降為12．4%。當(dāng)大豆油中磷脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%時(shí)，固定化酶使用10個(gè)批次，F(xiàn)AMEs產(chǎn)率無(wú)明顯變化。固定化脂肪酶催化石油醚浸提得到的

3、大豆毛油，經(jīng)過(guò)10個(gè)批次反應(yīng)FAMEs產(chǎn)率保持在700％以上。 利用響應(yīng)面法（RSM），采用JMP軟件設(shè)計(jì)，對(duì)大豆毛油合成FAMEs反應(yīng)條件（溫度，水含量）進(jìn)行了最優(yōu)化，根據(jù)模型選取最優(yōu)反應(yīng)條件進(jìn)行驗(yàn)證，固定化酶催化大豆毛油合成生物柴油，固定化酶半衰期可達(dá)10個(gè)批次。 以石油醚提取的小桐子毛油和甲醇為原料，利用本實(shí)驗(yàn)室自制的固定化Candida sp．99-125脂肪酶催化反應(yīng)，合成生物柴油的可行性?？疾炝怂俊⑷軇┝?/p>

4、、脂肪酶量、反應(yīng)溫度和甲醇流加方式等因素對(duì)酶法催化合成脂肪酸甲酯的影響。研究結(jié)果表明：以小桐子毛油的質(zhì)量為基準(zhǔn)，在水含量為10%，溶劑量為2mL/g，脂肪酶量為20%，溫度為40℃的條件下，3次流加甲醇，12小時(shí)后單批最高轉(zhuǎn)化率可達(dá)93%，而且在此條件下固定化酶連續(xù)使用14批，轉(zhuǎn)化率仍然可保持在70%以上。 為了考察我們實(shí)驗(yàn)室自制的固定化酶的原料適用性，我們又利用正交設(shè)計(jì)考察了該酶催化花生油和葵花籽毛油的反應(yīng)條件，和固定化酶的使

5、用壽命。研究表明固定化酶Candida sp．99-125催化兩種毛油最適反應(yīng)條件為：水含量10%、溶劑石油醚2mL/g、脂肪酶量20%、溫度37．5℃，在此條件下，按醇/油摩爾比為3：1，3次流加甲醇，170r/min搖瓶反應(yīng)12 h。兩種油在此條件下，反應(yīng)15批轉(zhuǎn)化率仍保持在600％以上。我們實(shí)驗(yàn)室自制的脂肪酶催化毛油具有較好的原料適用性。 同時(shí)考察了表面活性劑在無(wú)溶劑體系下，對(duì)大豆油甲醇解反應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)疏水性的表面活