生物催化劑制備及其在生物柴油制取中的應(yīng)用.pdf

1、能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)壓力驅(qū)使人們關(guān)注可再生清潔能源的開(kāi)發(fā)利用。作為一種可再生清潔能源，生物柴油具有無(wú)毒性、可生物降解性和可再生性，是良好的石油替代燃料，已受到越來(lái)越多的關(guān)注。生物柴油一般是由動(dòng)植物油經(jīng)甲醇酯交換反應(yīng)得到，通常采用酸、堿或脂肪酶作為催化劑。 目前酶法催化制取生物柴油主要使用胞外脂肪酶，雖克服了化學(xué)法工藝的環(huán)境污染等缺點(diǎn)，但酶提取、提純過(guò)程復(fù)雜，在可循環(huán)使用多次情況下，該催化劑的相對(duì)成本仍很高，工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性競(jìng)爭(zhēng)力差。

2、因此，本文提出了整體細(xì)胞催化劑生產(chǎn)生物柴油的思路，并做了整體細(xì)胞催化劑制備及其相應(yīng)的生物柴油制取工藝實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容如下：(1)以有機(jī)溶劑為媒介，在惰性載體上，進(jìn)行固定化脂肪酶，研究固定化反應(yīng)條件對(duì)固定化酶催化活性的影響；(2)利用油脂同化培養(yǎng)基篩選出一株脂肪酶活性較高的菌株，經(jīng)過(guò)對(duì)其誘變育種得到突變株編號(hào)為B-7， B-7菌株的酶活從誘變前的3.3LJ/mL提高到9.0U/mL；(3)確定了最佳發(fā)酵培養(yǎng)基：蛋白胨20g/L，油酸5.

3、0g/L，橄欖油5.0g/L，(NH4)2SO4lg/L，MgSO4.7H2Olg/L，K2HPO4lg/L。最佳培養(yǎng)條件：培養(yǎng)基起始pH6.5，溫度30℃，220rpm振蕩培養(yǎng)72h，100mL三角瓶裝量15mL；(4)對(duì)其粗酶液性質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)脂肪酶的最適反應(yīng)溫度為40℃，最適反應(yīng)pH為8.0，在pH7.0～8.5之間酶活性穩(wěn)定，并具有一定熱穩(wěn)定性；(5)以聚氨酯為載體，用簡(jiǎn)單的物理吸附法對(duì)B.7菌株進(jìn)行固定化，確定了制備整體細(xì)胞

4、催化劑的工藝流程；(6)在此基礎(chǔ)上，利用制備的整體細(xì)胞催化劑，設(shè)計(jì)了生物柴油生產(chǎn)工藝并進(jìn)行了試驗(yàn)，并進(jìn)行了試驗(yàn)分析。利用生物催化劑制備生物柴油可以減少細(xì)胞預(yù)處理、分離提純等復(fù)雜工藝，有望顯著低降低生物柴油的生產(chǎn)成本。 為了提高轉(zhuǎn)酯化產(chǎn)率，在前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用正交實(shí)驗(yàn)的方法，考察了醇油比、催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響。得出了轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件為：醇油比3:1，加酶量8％，反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間