固定化脂肪酶催化毛棉籽油制備生物柴油.pdf

1、生物柴油是以動植物油脂為原料制得的液體燃料，是普通柴油的替代品，具有環(huán)境友好可再生等優(yōu)點。研究了固定化脂肪酶Lipozyme TL IM和Novozym 435催化毛棉籽油制備生物柴油的過程，結果發(fā)現：向反應體系中添加甲醇，可減少乙酸的生成，明顯提高生物柴油得率，且能增加酶的穩(wěn)定性。以響應面法(RSM)優(yōu)化反應條件，并研究了脂肪酶催化毛棉籽油合成生物柴油的動力學機制。
　　 在制備生物柴油前，對毛棉籽油預處理，降低磷脂和過氧化物

2、的含量。以水化法除磷脂，水化時間15 min，水化溫度60°C，加油重3[％]的水，水洗3次后磷脂含量由0.2994[％]降低到0.0769[％]。以吸附法去除油中的過氧化物，在0.095MPa的真空度下，吸附溫度98°C，吸附時間12min、加油重3[％]的活性白土，棉籽油的過氧化值由0.1944降低到0.1148。
　　 確定制備生物柴油最佳單因素反應條件為：正己烷作溶劑，乙酸甲酯與油摩爾比9:1，添加油重3[％]的甲醇，油

3、重10[％]的Lipozyme TL IM和5[％]的Novozym 435復合使用，溫度55°C，轉速150 r/min反應8 h，生物柴油得率達到91.83[％]。
　　 通過Plackett-Burman實驗從反應變量：甲醇濃度、反應溫度、反應時間、復合酶濃度、底物(乙酸甲酯和棉籽油)摩爾比和有機溶劑正己烷的濃度中，篩選出對生物柴油得率影響顯著的因素。再以響應曲面法優(yōu)化對生物柴油得率影響顯著的因素(甲醇濃度、反應溫度和復合

4、酶濃度)，優(yōu)化后的反應條件：復合酶量為油重的17.7[％]、反應溫度57.36°C、底物摩爾比(乙酸甲酯/棉籽油)為12:1、油重2.96[％]的甲醇和35[％]的正己烷、反應10h，模擬的生物柴油得率為93.61[％]。經過驗證實驗得到94.92[％]的生物柴油得率，與預測值相符。
　　 脂肪酶催化棉籽油制備生物柴油的動力學符合雙底物抑制的乒乓BiBi機制，得到相關的動力學參數分別為：Vmax=0.3473mol/(min·L