酶催化高酸值废食用油脂制备生物柴油的研究

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1、华中农业大学硕士学位论文酶催化高酸值废食用油脂制备生物柴油的研究姓名：王建勋申请学位级别：硕士专业：农产品加工及贮藏工程指导教师：黄庆德20070601华中农业大学2007届硕士学位论文酶催化高酸值废食用油脂制备生物柴油的研究摘要生物柴油是指利用植物油、动物脂肪或废油脂等与短链醇进行酯交换或酯化反应而形成脂肪酸烷基酯混和物，与常规石化柴油相比，具有环境友好性和可再生性两大突出优点，是一种新型的替代能源。目前生物柴油技术研究主要有三个方面：化学催化油脂转化技术、酶催化油脂转化技术、无催化的超l临界甲醇转化技术。而酶催化技术不仅具有反应条件

2、温和、醇用量少、产物易于分离及无污染物排放等优点，而且是对原料要求低，能够很好的适应废油脂中高含量的游离脂肪酸，在利用废油脂为原料的生物柴油生产中具有独特的优势。本论文针对如何提高酶催化效率这一酶法催化生产生物柴油研究中的重点问题，以高酸值废食用油脂为原料，对几种成熟的商品化脂肪酶制剂进行了筛选，对超声波辅助条件下和石化柴油反应溶剂中酶催化高酸值废食用油脂制各生物柴油反应进行了研究。得出如下结论：1、超声波辅助下酶催化高酸值废食用油脂制备生物柴油的研究。探讨了超声波辅助条件下脂肪酶催化高酸值废食用油脂制备生物柴油反应。来源于Asperg

3、illusoryzae和Candidaantarctica的固定化脂肪酶，在超声波辅助下，对高酸值废食用油脂转化为生物柴油具有高的催化活性。以来自于Cantarc矗ca的固定化脂肪酶Novozym435为催化剂，以酸价为157mgKOH／g的废食用油脂为原料在超声波辅助下与丙醇反应，在脂肪酶用量为油质量的8％、初始醇油摩尔比为3：1、反应温度控制在4045℃、超声波频率和功率分别采用28KHz和100W的条件下，反应50min转化率达到94．86％。在此条件下，不同碳原子数(Cl—G)直链和支链醇均有很高的转化率，在短链醇选择上具有宽广

4、的适应性。超声波还减少了反应产物和反应体系中其他黏性杂质在固定化脂肪酶表面的吸附，回收的Novozym435相较单纯机械搅拌条件下回收的外观干净、分散良好无结块现象、易于洗涤和再次利用，具有良好的操作稳定性。2、柴油溶剂中酶催化高酸值废食用油脂制备生物柴油的研究。探讨了04柴油溶剂中脂肪酶催化高酸值废食用油脂与甲醇酯化制备生物柴油。来源于Candidaantarc矗ca的固定化脂肪酶Novozym435在04柴油溶剂中，对高酸华中农业大学2007届硕士学位论文值废食用油脂和甲醇酯化制备生物柴油具有极高的催化活性。以酸价为157mgKOH

5、／g的高酸值废食用油脂为原料，废油脂质量比10％的Novozym435，甲醇与废油脂初始摩尔比2：1，04柴油与废油脂质量比5：1，摇床摇速170r／min，50℃下反应2h甲酯化率可达95．10％。04柴油作为反应介质有效的溶解了高酸值废食用油脂和甲醇，降低了反应体系的黏度和消除了甲醇对Novozym435的负面影响，提高了Novozym435的稳定性。同时，04柴油溶剂对未脱胶废食用油脂中残留的对脂肪酶有害的磷脂等胶类物质具有一定的稀释作用，但是否进行脱胶处理以及采用何种脱胶方法是决定高酸值废食用油脂能否应用于酶法生产生物柴油和影响

6、酶稳定性的关键因素。该方法省却了溶剂蒸馏的繁琐操作，直接得到脂肪酸甲酯和石化柴油的混和燃料。关键词脂肪酶：酶催化；高酸值废食用油脂；酯化：酯交换；超声波；柴油溶剂；生物柴油Ⅱ华中农业大学2007届硕士学位论文StudyonLipase-CatalyzedProductionofBiodieselfromHighAcidValue腑steEdibleOilAbstractBiodieselconsistsoffattyacidalkylestersproducedbyesterificationortransesterif-ication

7、ofvegetableoils，animalfatsorwasteotiswithshortchainalcoholsandisabiod-evadable，nontoxic,cleaningandrenewablefuel，whichisexpectedasapartofsubstituteforconventionalfossildiesel．Atpresent’Biodiesel咖beproducedbychemicalmethods．enzymaticmethodsandSupercriticalMethod．Synthesis

8、ofbiodieselbyenzymaticcatal—ysishassomeadvantagesofmildeonditi6n,broadsourc七ofstock,nosaponificationrea