固定化全细胞催化可再生油脂合成生物柴油的稳定性.pdf

生物工程学报,;:—
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固定化全细胞催化可再生油脂合成生物柴油的稳定性
孙婷,杜伟,刘德华,里伟,曾静,戴玲妹
清华大学化工系,北京
摘要:酶法合成生物柴油具有反应条件温和、醇用量小、无污染物排放、产物易分离回收等优点,越来越得到关注。
全细胞催化剂,无需酶的提取和纯化,减少了酶活损失,有望大幅降低生产成本;全细胞可以
有效催化植物油脂合成生物柴油,进一步提高全细胞在催化植物油脂甲醇解制备生物柴油过程中的稳定性,对于工业
放大具有重要意义。本实验对固定化全细胞催化植物油脂合成生物柴油的稳定性进行了系统
地研究,结果表明:反应体系水含量对于全细胞催化剂的反应活性和催化稳定性有重要影响,%~%含水量适宜;研
究范围内,载体粒度及干燥方式对稳定性影响不显著;经过戊二醛交联后,全细胞催化油脂甲醇解反应的稳定性显著
提高,反应后,仍然可以保持%的生物柴油得率;真空抽滤直接回用的方式有利于稳定性的保持。在优化条件
下,回用个批次,生物柴油得率可维持在%。
关键词:生物柴油,全细胞催化剂,转酯化反应,稳定性


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国家自然科学基金项目.,国家高技术研究发展计划计划.,国家重点基础研究发展计划计划
.,清华大学研究基金项目资助。
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生物柴油,指由大豆油、蓖麻油等植物油或者油脂原料中的脂肪酸、磷脂等对全细胞的催化活性
动物脂肪等油脂类物质与短链醇如甲醇、乙醇等没有负面影响;等研究发现,将全细胞经过戊
经过酯交换反应而得到的有机脂肪酸酯类物质。生二醛交联处理后,经过批次反应,胞内酶的活力
物柴油作为一种可再生替代能源,具有来源广泛、仍无明显降低。进一步研究全细胞催化剂制备过程
可再生、燃烧充分等优势,其环境友好性和可再生的各种影响因素对于稳定性的影响,提高全细胞催
性使其具有很强的竞争力⋯。化剂的回用稳定性,对于降低脂肪酶的使用成本有
生物柴油的制备主要包括化学法和生物酶法。重要意义。本研究对全细胞催化剂
化学法合成生物柴油的技术相对成熟,但目前在工的稳定性影响因素固定化载体粒度、油脂
业上也有明显的缺点:使用碱催化剂时对原料要求诱导物、干燥方式、预处理及回用方式等进行了考
高,需要严格控制油脂中游离脂肪酸和水分的含量, 察,系统研究了全细胞催化剂制备过程中的各种因
残留碱时柴油中有皂生成,容易堵塞管道;生成的素对于稳定性的影响,为今后的研究提供了参考。
甲酯、甘油以及多余的甲醇难以回收,处理成本高;
反应过程中有废酸或废碱液排放,造成环境污染。材料与方法
酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、. 实验材料与仪器
无污染物排放等优点,引起越来越多的关注『。固定米根霉。实验所用精
化酶催化油脂甲醇解合成生物柴油的研究较多,内制大豆油由北京艾森绿宝油脂有限公司生产,橄榄
容主要包括固定化载体、反应工艺条件、酰基受体等, 油为北京品利食品有限公