一種脂肪酶催化合成生物柴油的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種合成生物柴油的方法，尤其涉及一種利用脂肪酶催化合成生物柴油的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著化石資源的逐漸枯竭以及世界性環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益受到重視，各國(guó)均在尋找可再生的能源和資源。作為可再生能源的生物柴油，具有獨(dú)特的環(huán)保優(yōu)勢(shì):燃燒尾氣中煙塵顆粒、硫含量、一氧化碳等的排放量均明顯下降，且生物柴油本身具有易生物降解、十六烷值高、潤(rùn)滑性能好、儲(chǔ)運(yùn)安全、抗爆性好、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，很快受到歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的重視并迅速開(kāi)發(fā)和推廣利用。
[0003]目前生物柴油的生產(chǎn)工藝主要包括化學(xué)法、物理法和生物酶法三種。但應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的主要是用化學(xué)法，即動(dòng)植物油脂和低碳醇在堿或者酸性催化劑作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯?；瘜W(xué)法制備生物柴油存在一些難以避免的問(wèn)題，如對(duì)原料中游離脂肪酸和水含量有較高要求，反應(yīng)后產(chǎn)物處理過(guò)程復(fù)雜，且廢酸(堿)液排放容易對(duì)環(huán)境造成二次污染等。利用生物酶法制備生物柴油則具有反應(yīng)條件溫和、無(wú)污染排放、油脂原料中的游離脂肪酸和少量的水不影響酶促反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，另外利用生物脂肪酶還能進(jìn)一步合成其他一些高價(jià)值的產(chǎn)品，包括可生物降解的潤(rùn)滑劑以及用于燃料和潤(rùn)滑劑的添加劑等，這些優(yōu)點(diǎn)使脂肪酶成為生物柴油生產(chǎn)中一種適宜的生物催化劑，其生產(chǎn)工藝符合綠色環(huán)保發(fā)展方向，因而日益受到人們的重視。但目前生物酶法合成生物柴油的工藝也存在一些亟待解決的問(wèn)題，如:脂肪酶對(duì)短鏈醇的轉(zhuǎn)化率較低，不如對(duì)長(zhǎng)鏈醇的酯化或轉(zhuǎn)酯化有效，而且短鏈醇對(duì)酶有一定的毒性，使酶的使用壽命縮短；脂肪酶的價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本較高，限制了其在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)生物柴油中的應(yīng)用。故開(kāi)發(fā)廉價(jià)的生物酶法工藝，尋找新的生物酶催化劑和工藝，降低生物酶使用成本以及提高生物酶法合成生物柴油的得率是實(shí)現(xiàn)生物酶法產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)生物柴油的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種利用脂肪酶催化合成生物柴油的方法，以降低生產(chǎn)成本，減少油脂對(duì)環(huán)境的污染，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006](I)向油脂中加入甲醇，甲醇與油脂的摩爾比為2: 1-4: I;加入石油醚80-120ml，硅膠10-12g ;加熱反應(yīng)至溫度為35_55°C，加入脂肪酶，脂肪酶用量為油脂重量的4% -8%，在100-200rpm的攪拌條件下反應(yīng)12_48h ;應(yīng)結(jié)束后，濾除酶和硅膠，得到生物柴油的粗產(chǎn)品；
[0007](2)將(I)所得粗產(chǎn)品用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸掉其中的石油醚，然后將旋蒸后的粗產(chǎn)品用水萃取，收集油層繼續(xù)進(jìn)行減壓蒸餾，收集160?220°C餾分，即為精制的生物柴油。
[0008]所述脂肪酶為Νονο435。
[0009]所述的油脂為廢油脂。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例
[0011]取油脂20g，向油脂中加入甲醇，甲醇與油脂的摩爾比為3:1;加入石油醚100ml，硅膠12g ;加熱反應(yīng)至溫度為45°C，加入脂肪酶，脂肪酶用量為油脂重量的8%，在150rpm的攪拌條件下反應(yīng)48h ;反應(yīng)結(jié)束后，濾除酶和硅膠，得到生物柴油的粗產(chǎn)品。
[0012]得粗產(chǎn)品用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸掉其中的石油醚，然后將旋蒸后的粗產(chǎn)品用水萃取，收集油層繼續(xù)進(jìn)行減壓蒸餾，收集160?220°C餾分，即為精制的生物柴油。
[0013]在吸附劑硅膠存在下，Novo435重復(fù)利用10次(480h)，生物柴油的轉(zhuǎn)化率可以保持在90%以上，酶活力基本不變。制得精制的生物柴油，其各項(xiàng)理化性質(zhì)基本符合我國(guó)生物柴油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
[0014]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其進(jìn)行限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，依然可以對(duì)上述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求的技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用脂肪酶催化合成生物柴油的方法，其特征在于: (1)向油脂中加入甲醇，甲醇與油脂的摩爾比為2: 1-4: I ;加入石油醚80-120ml，硅膠10-12g ;加熱反應(yīng)至溫度為35-55°C，加入脂肪酶，脂肪酶用量為油脂重量的4% -8%，在100-200rpm的攪拌條件下反應(yīng)12_48h ;反應(yīng)結(jié)束后，濾除酶和硅膠，得到生物柴油的粗女口廣叩； (2)將(I)所得粗產(chǎn)品用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸掉其中的石油醚，然后將旋蒸后的粗產(chǎn)品用水萃取，收集油層繼續(xù)進(jìn)行減壓蒸餾，收集160?220°C餾分，即為精制的生物柴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用脂肪酶催化合成生物柴油的方法，其特征在于:所述的脂肪酶為Novo435。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用脂肪酶催化合成生物柴油的方法，其特征在于:所述的油脂為廢油脂。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種脂肪酶催化合成生物柴油的方法，向油脂中加入甲醇，甲醇與油脂的摩爾比為2∶1-4∶1；加入石油醚80-120ml，硅膠10-12g；加熱反應(yīng)至溫度為35-55℃，加入脂肪酶，脂肪酶用量為油脂重量的4％-8％，在100-200rpm的攪拌條件下反應(yīng)12-48h；反應(yīng)結(jié)束后，濾除酶和硅膠，得到生物柴油的粗產(chǎn)品；將所得粗產(chǎn)品用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸掉其中的石油醚，然后將旋蒸后的粗產(chǎn)品用水萃取，收集油層繼續(xù)進(jìn)行減壓蒸餾，收集160～220℃餾分，即為精制的生物柴油。
【IPC分類】C12P7-64
【公開(kāi)號(hào)】CN104651421
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310587323
【發(fā)明人】劉瑩
【申請(qǐng)人】劉瑩
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2013年11月21日