生物柴油的制備及其副產(chǎn)甘油的生物利用.pdf

1、生物柴油是利用動(dòng)植物油脂、微生物油脂等為原料通過(guò)酯化反應(yīng)和酯交換反應(yīng)制備的一種清潔、環(huán)保的可再生性燃料。1，3-丙二醇是一種重要的化工原料，是合成聚對(duì)苯二甲酸丙二酯(PTT)的一種重要單體，可以通過(guò)生物轉(zhuǎn)化甘油來(lái)獲得。 本文首先考察了幾種不同的化學(xué)催化劑，并對(duì)不同催化劑工藝進(jìn)行了對(duì)比。首次提出采用FeCl3與KOH相結(jié)合的兩步催化法，第一步酯化反應(yīng)條件為溫度65℃，催化劑FeCl<,3>量2wt％，醇油比為11：1(摩爾比)，反

2、應(yīng)5h，反應(yīng)完后分離FeCl<,3>；第二步反應(yīng)條件是：在65℃下加入1wt％的KOH，醇油比為6：1，反應(yīng)時(shí)間為1h，最終生物柴油的得率為93.6％，而Fe<,2>(SO<,4>)<,3>、H<,2>SO<,4>分別只能得到86％和43％，因此具有反應(yīng)迅速、生物柴油得率高、設(shè)備要求低，產(chǎn)生廢物少等優(yōu)點(diǎn)。 本文嘗試將游離脂肪酶液封裝于中空纖維內(nèi)腔的酶膜生物反應(yīng)器中來(lái)制備生物柴油， 36h時(shí)轉(zhuǎn)化率達(dá)到30.8％。由于油脂的粘度較大

3、，觀察到中空纖維膜中纖維大部分粘在一起，嚴(yán)重的影響了酶與底物之間的接觸面積；酶封裝于中空纖維內(nèi)仍然存在結(jié)塊的問(wèn)題，需要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步研究。 對(duì)克雷伯氏桿菌直接以生物柴油副產(chǎn)甘油為碳源發(fā)酵生產(chǎn)1，3-丙二醇進(jìn)行了研究，考察了在微氧不同通氣量下，間歇、批式流加以及連續(xù)發(fā)酵這幾種方式中菌的生長(zhǎng)及產(chǎn)物生成情況。間歇發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明菌的生物量隨通氣量增加而增加，但是產(chǎn)物1，3-丙二醇濃度卻逐漸下降，通氣量為0.02vvm時(shí)1，3-丙

4、二醇濃度最大，為11.3 g/L，通氣量為0.06vvm時(shí)菌體OD最高，為10.08。在批式發(fā)酵中，在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期前采用通氣量為0.1vvm，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期以后將通氣量調(diào)低到0.01vvm，最后1，3-丙二醇的濃度為59.2g/l，摩爾轉(zhuǎn)化率為0.45。成本分析表明以生物柴油副產(chǎn)粗甘油為原料時(shí)成本大大低于以95％工業(yè)甘油為原料的成本，更適合工業(yè)化生產(chǎn)1，3-丙二醇。在利用副產(chǎn)物甘油進(jìn)行的連續(xù)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)中當(dāng)流加甘油濃度為80g/L時(shí)獲得較高1，3