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(dòng)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(diǎn)。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(jié)果發(fā)現(xiàn)：向反應(yīng)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(yīng)面法(RSM)優(yōu)化反應(yīng)條件，并研究了脂肪酶催化毛棉籽油合成生物柴油的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。
　　 在制備生物柴油前，對毛棉籽油預(yù)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(shí)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(shí)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(yīng)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(fù)合使用，溫度55°C，轉(zhuǎn)速150 r/min反應(yīng)8 h，生物柴油得率達(dá)到91.83[％]。
　　 通過Plackett-Burman實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)變量：甲醇濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、復(fù)合酶濃度、底物(乙酸甲酯和棉籽油)摩爾比和有機(jī)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(yīng)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(yīng)溫度和復(fù)合

4、酶濃度)，優(yōu)化后的反應(yīng)條件：復(fù)合酶量為油重的17.7[％]、反應(yīng)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(yīng)10h，模擬的生物柴油得率為93.61[％]。經(jīng)過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到94.92[％]的生物柴油得率，與預(yù)測值相符。
　　 脂肪酶催化棉籽油制備生物柴油的動(dòng)力學(xué)符合雙底物抑制的乒乓BiBi機(jī)制，得到相關(guān)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)分別為：Vmax=0.3473mol/(min·L