專利名稱：?jiǎn)渭?xì)胞細(xì)菌脂肪酶催化制備生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源制備新工藝，特指一種單細(xì)胞細(xì)菌脂肪酶催化制備生物柴油的方法。
背景技術(shù)：
生物柴油是一種替代石化柴油，可再生清潔能源，可用植物油、廢料地溝油等為原料與甲醇、乙醇等進(jìn)行酯交換反應(yīng)，產(chǎn)品即為脂肪酸甲酯(后簡(jiǎn)稱甲酯)，副產(chǎn)品為甘油。傳統(tǒng)的酯交換反應(yīng)采用均相催化劑，如NaOH、Κ0Η、甲醇鈉等，以植物油計(jì)用量約為1%，反應(yīng)溫度一般是甲醇的沸點(diǎn)，反應(yīng)時(shí)間I小時(shí)，轉(zhuǎn)化率高，達(dá)95%以上，但同時(shí)也存在著明顯的缺點(diǎn)，通常堿酯交換法雖然反應(yīng)簡(jiǎn)便，但為了脫除堿催化劑，反應(yīng)液的后處理很繁瑣，產(chǎn)品需中和洗滌而帶來大量的工業(yè)廢水，造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在單酶催化法和超臨界法基礎(chǔ)上開發(fā)的臨界單酶催化法制備生物柴油，此法因?yàn)橛形⒘繂蚊复呋?，既具有超臨界后處理簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，產(chǎn)品后處理無需中和水洗，對(duì)環(huán)境無污染，又因反應(yīng)溫度與壓力比超臨界法低，加熱時(shí)間較短，甲醇的含量較高，能耗低，工序簡(jiǎn)單，成本低的工藝，更易于產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為微單酶催化劑溶解在2_3ml甲醇中制備微單酶溶液，加入量O. 03 O. 05% (以植物油等的重量為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量)，在反應(yīng)溫度125±5°C、壓力為6. 9 7. OMpa,甲醇植物油摩爾比為42 21 I的條件下，加入微單酶溶液，在帶攪拌的壓力釜中進(jìn)行酶催化反應(yīng)100 120分鐘后，蒸出未反應(yīng)的甲醇，然后靜止沉降，分上下兩層，下層為粗生物柴油，取樣分析甲醇含量，上層為粗甘油，取樣分析甘油含量，酶催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為99-97%，制得的生物柴油產(chǎn)品符合0#柴油主要性能指標(biāo)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(I)低單酶催化劑加入，反應(yīng)產(chǎn)物上下兩層溶液即粗產(chǎn)品生物柴油及副產(chǎn)品甘油PH為6-7呈中性，所以無需中和水洗，無污水排放，后續(xù)處理大大簡(jiǎn)化。(2)反應(yīng)溫度125±5°C壓力為6. 9 7. OMpa，在甲醇臨界狀態(tài)，醇油摩爾比降至為42 21 I均比超臨界法低，能耗同時(shí)降低，對(duì)反應(yīng)設(shè)備耐壓耐溫要求降低，且甲酯的得率99-97%更易產(chǎn)業(yè)化。(3)上層粗甘油的甘油含量比堿脂交換法和超臨界法高，甘油的含量達(dá)91 %以上，使甲酯和甘油的分離和提純大大簡(jiǎn)化。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I在1L.帶磁力攪拌壓力釜中，分別加入粗亞麻油100. O克、工業(yè)級(jí)甲醇146. 7克，醇油摩爾比為42 21 I (以亞麻油計(jì))單酶催化劑O. 05%，溶于3ml甲醇，攪拌加熱達(dá)到125±5°C壓力為6. 9 7. OMpa后，計(jì)時(shí)反應(yīng)120分鐘后反應(yīng)結(jié)束，蒸餾出多余甲醇，反應(yīng)液趁熱倒入分液漏斗中靜置分層，下層為粗生物柴油，上層為副產(chǎn)品粗甘油，上下層的PH值為6 7，并分別采樣，分析結(jié)果列在下表中。上下層反應(yīng)粗產(chǎn)物pH值為6 7，所以無需后處理，避免了通常堿脂交換法需加酸中和、水洗等過程，有效地防止了工業(yè)廢水的產(chǎn)生，色譜檢測(cè)甲酯含量為96. 3 %，生物柴油得率99. 7 %，甘油含量為91.0%，得率高達(dá)96. 5 %。實(shí)施例2將上述實(shí)施例I中單酶催化劑加入量改為O. 03%，其它條件相同，試驗(yàn)結(jié)果列在表中。上層反應(yīng)副產(chǎn)物粗甘油pH值為7 8，下層反應(yīng)產(chǎn)物粗生物柴油pH值為6 7，所以無需后處理，色譜檢測(cè)甲酯含量為99. I %，生物柴油得率主高達(dá)99. 7 %。實(shí)施例3將上述實(shí)施例I的醇摩爾比降低為21 I其它條件相同，試驗(yàn)結(jié)果列在表中。上下層反應(yīng)粗產(chǎn)物PH值為6 7，仍無需后處理，色譜檢測(cè)甲酯含量為95. I %，生物柴油得率聞達(dá)97. 3 % ο實(shí)施例4即對(duì)比試驗(yàn)例I在上述實(shí)施例I中不加單酶催化，其它條件與實(shí)施條件I相同，試驗(yàn)結(jié)果例表中。色譜檢測(cè)生物柴油的得率為46. I %，甘油的得率為16. 5 %，顯然沒有微單酶催化，只是甲醇臨界條下制備生物柴油，甲酯的得率很低。表試驗(yàn)條件與結(jié)果
權(quán)利要求
1.單細(xì)胞細(xì)菌脂肪酶催化制備生物柴油的方法，其持征，是采取微量單細(xì)胞細(xì)菌脂肪酶，其催化劑的加入量為0. 03% O. 05%，(以植物油等的重量為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量)，反應(yīng)溫度125±5°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單細(xì)胞細(xì)菌脂肪酶催化制備生物柴油的方法，其持征是所述的單酶即是單細(xì)胞細(xì)菌脂肪酶。它是ー種新的細(xì)菌類脂肪酶(民間稱作“太歲”)而不是真菌脂肪酶類。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單細(xì)胞細(xì)菌脂肪酶催化制備生物柴油的方法本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源制備新工藝，在各類植物油中加入微量的單細(xì)胞細(xì)菌脂肪酶，催化法下進(jìn)行酶催化反應(yīng)，使粗產(chǎn)品生物柴油及副產(chǎn)品甘油呈中性，不需要中和水洗，后處理工序大大地簡(jiǎn)化，因無廢水排放，對(duì)環(huán)境無污染，又因反應(yīng)溫度與壓力比超臨界法低，加熱時(shí)間較短，甲醇的含量較高，能耗低，工序簡(jiǎn)單，成本低的工藝，更易于產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)反應(yīng)設(shè)備耐壓要求也降低，而甲酯的得率可達(dá)99～97％.制得的生物柴油產(chǎn)品符合0#柴油主要性能指標(biāo)。
文檔編號(hào)C10L1/02GK102676310SQ201110270709
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者雷菊花, 韓德民 申請(qǐng)人:雷菊花