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，以及人們對環(huán)境保護(hù)的日益重視，開發(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)過程-產(chǎn)品全綠色的特點，在我國開展生物柴油的開發(fā)和研究具有重大的意義和廣闊的應(yīng)用前景。 本文開發(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。同時考

2、察了磷脂對固定化酶活性、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的脂肪酶比僅用石油醚浸泡過的脂肪酶初始轉(zhuǎn)酯化速率顯著下降。當(dāng)大豆油中無磷脂時，15min時FAMEs的產(chǎn)率為26．2%；磷脂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時，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，固定化酶使用10個批次，F(xiàn)AMEs產(chǎn)率無明顯變化。固定化脂肪酶催化石油醚浸提得到的

3、大豆毛油，經(jīng)過10個批次反應(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，對大豆毛油合成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個批次。 以石油醚提取的小桐子毛油和甲醇為原料，利用本實驗室自制的固定化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。 為了考察我們實驗室自制的固定化酶的原料適用性，我們又利用正交設(shè)計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。我們實驗室自制的脂肪酶催化毛油具有較好的原料適用性。 同時考察了表面活性劑在無溶劑體系下，對大豆油甲醇解反應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)疏水性的表面活