叔丁醇介质体系中R.oryzae细胞催化大豆油制备生物柴油的研究

利用产胞内脂肪酶的微生物全细胞代替脂肪酶用于生物柴油的制备是降低酶法制备生物柴油成本的一条可行途径,近年来成为酶法制备生物柴油领域的研究热点。本论文探讨在叔丁醇介质体系下,以固定化R.oryzae全细胞作为催化剂催化大豆油制备生物柴油的可行性;考察叔丁醇用量、甲醇用量、缓冲液pH、初始含水量、菌体干重以及反应温度等因素对生物柴油得率的影响。在优化反应条件下,以大豆油为原料,反应24h生物柴油得率可达70%左右。比较了固定化R.oryzae全细胞在叔丁醇介质体系与无溶剂体系两种体系下的稳定性。结果表明,叔丁醇介质体系下R.oryzae全细胞回用稳定性显著提高。     

乌桕脂制备生物柴油研究

探讨了叔丁醇体系利用脂肪酶Novozym435催化乌桕脂制备生物柴油的工艺过程.获得的最优工艺条件为2.5 g乌桕脂中加入0.6 mL甲醇、0.75 mL叔丁醇和4%油重的脂肪酶,50℃反应12 h后生物柴油得率为92.3%.酶回收利用10次,生物柴油得率仍能保持大于90%.结果表明:该工艺条件下乌桕脂可有效转化为生物柴油,且脂肪酶能维持很好的操作稳定性.     

叔丁醇体系中动物油脂制备生物柴油

探讨了叔丁醇体系中脂肪酶Novozyme 435催化动物油脂制备生物柴油的新工艺。用猪油做原料,醇油摩尔比为5∶1, Novozyme 435用量3％（质量分数）,叔丁醇用量40％（体积分数）,50℃下240r/min反应24 h,生物柴油得率为95.2%。酶重复使用10批次后生物柴油得率仍保持在90%以上,结果表明新工艺条件下猪油可以有效转化为生物柴油,且脂肪酶能保持良好的稳定性。     

酯交换反应在制备生物柴油上的应用

生物柴油因其环境友好且可再生作为矿物柴油的替代燃料而备受关注，生物柴油主要通过均相酸碱催化、脂肪酶催化、超临界法和固体酸碱催化的酯交换反应制备得到，但各种制备方法各有优劣，均相酸碱催化法反应迅速，转化率高但存在后续处理复杂，污染严重等问题；脂肪酶催化法反应条件温和，对原料中的水和游离脂肪酸不敏感，不需要过量的甲醇参与反应，后续处理工序简单，但酶的成本过高，这是制约其商业化发展的最大阻碍；超临界法是制备生物柴油的新技术，反应迅速，不需要催化剂，油脂转化率非常高，但其反应需要高温高压且能耗很大；固体酸碱催化剂     

离子液体酸催化小球藻油脂转化生物柴油

以提取得到的小球藻(USTB--01)油脂为原料,采用离子液体酸([C4MIm]HSO4)为催化剂,研究了通过酯交换反应制备生物柴油的适宜条件,并采用气相色谱--质谱联用仪(GC--MS)对小球藻油脂及所制备的生物柴油的脂肪酸组成进行了分析测定.结果表明,研磨破碎藻细胞壁能显著提高索氏法提取藻脂的提取率,石油醚是最适宜的提取溶剂.提取得到的小球藻脂富含C16和C18脂肪酸.藻脂转化生物柴油的适宜条件是:醇油摩尔比为9∶1,催化剂用量占藻脂质量的8%,反应时间为6 h,反应温度为150℃.在此条件下,生物柴油的产率为64%.气质联用仪(GC--MS)分析表明该生物柴油主要成分为棕榈酸(C16:0)甲酯和不饱和的亚油酸(C18:2)甲酯,是可行的石化柴油替代品.     

米根霉脂肪酶的制备及其在餐厨废弃油脂转化中的应用

利用脂肪酶把餐厨废弃油脂转化成为生物柴油能够达到绿色化、资源化处理餐厨垃圾的目的。从米根霉CICC3005 c DNA文库扩增得到脂肪酶基因(proROL),并克隆到毕赤酵母组成型表达载体p GAPZαA中,电转入毕赤酵母X-33中构建重组毕赤酵母,SDS-PAGE电泳发酵液上清,结果显示重组酶的相对分子质量约为35 000。以橄榄油为底物测得脂肪酶活性为(426.6±0.8)U/m L。利用重组的米根霉脂肪酶对餐厨废弃油脂进行转酯化反应,以乙醇为酰基受体制备脂肪酸乙酯,在水含量为5%,醇油摩尔比为4∶1,酶添加量为10%的条件下得到脂肪酸乙酯的最高得率为49%。     

固体酸催化小桐子油制备生物柴油

采用新型固体酸SO4^2-/TiO2-Al2O3替代传统的液体酸、碱催化剂,催化较高酸值小桐子油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油.考察了搅拌速度、固体酸催化剂用量、醇油摩尔比、反应温度和助溶剂等因素对产物中甲酯含量的影响.研究结果表明,固体酸催化剂对小桐子油酯交换反应具有较好的催化活性和稳定性,产物与催化剂易于分离.在反应温度为130℃、醇油摩尔比为15∶1、固体酸催化剂用量为油质量的4%、搅拌速度为480 r/min和助溶剂正己烷与小桐子油质量比为1∶4的条件下,反应4 h产物中小桐子油甲酯含量达到97.6%,反应10次甲酯含量维持在90%左右.制备得到的生物柴油质量达到国家柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）标准.     

新型脂肪酶LipB52催化生物柴油

一种来源于荧光假单胞菌的新型脂肪酶基因lipB52在大肠杆菌BL21(DE3)中获得表达,并且利用Ni-NTA亲和柱时脂肪酶LipB52进行纯化.采用固定化脂肪酶LipB52催化大豆油与甲醇的转酯反应生产生物柴油.实验考察了温度、底物摩尔比、酶用量、有机溶剂、酶的种类以及油的类型对于反应的影响,结果表明:转酯反应的最佳反应条件为:m(酶):m(油)=20:80,n(油):n(甲醇)=1:4、正庚烷作为溶剂、反应温度为30℃,在此条件下脂肪酶LipB52表现出很高的催化活性,反应40 h后甲酯的产率高达92%.     

长链B酸离子液体催化油酸酯化制备生物柴油

为了寻找制备生物柴油过程中能有效降低高酸价油脂酸值的绿色催化剂,采用2步法制备了带表面活性的长链B酸离子液体(IL)N,N-二甲基-N-(3-磺酸丙基)十二烷铵对甲苯磺酸盐[n-DodecMe2N-PS][PTSA]),利用FT-IR,1 H NMR,13C NMR,UV/vis和TGA对该新型离子液体结构进行了表征.利用Hammett方法测定了离子液体的酸度函数值.将其用于催化油酸酯化制备生物柴油,结果表明:该长链B酸离子液体具有较高的催化活性.在n(甲醇)∶n(油酸)∶n(催化剂)为1.5∶1∶0.1,60℃,反应3h条件下催化油酸酯化反应,油酸甲酯产率达96.5%.反应结束后离子液体与酯化产物分为两相,产物易于分离,该离子液体重复利用9次,催化活性没有明显降低.因此,长链离子液体可作为利用低价油脂(如地沟油)制备生物柴油的高效绿色催化剂.     

黄连木果油制备生物柴油的应用研究

提取黄连木果油并以此为原料,通过碱催化酯交换法制备生物柴油,采用单因素实验和L9(34)正交实验确定酯交换最佳工艺条件,并对所得生物柴油进行成分分析和理化性能检测.实验表明:以石油醚为溶剂,超声提取35min,黄连木果油得率可达到50%以上.所得黄连木果油制备生物柴油的最佳工艺条件为:醇油摩尔比4∶1,催化剂用量为1.6%,反应时间60min,反应温度40℃,转化率可达到98.74%.它与0#柴油的主要性能指标相接近,可以考虑按一定的比例调入柴油中使用.