[發明專利]一種固定化酶膜反應器及其制備和用其生產生物柴油的方法

無效

• 申請號: 200810059776.5
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101235351A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 徐志康;黃小軍;余安國
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12M1/40
• 分類號: C12M1/40;C12N11/02;C10G3/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 陳禎祥

1、一種固定化酶膜反應器，其特征是用纖維直徑為30-1000nm的超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，構成內外雙圓筒形膜反應器件(3)，其中有膜反應器件膜內側(4)和膜反應器件膜外側(5)，膜內側(4)纖維表面被活化和酶固定化；3個膜反應器件(3)串連成一、二、三級酶膜反應器。

2、權利要求1的固定化酶膜反應器的制備方法，包括以下步驟：

(1)膜反應器的制備：將丙烯腈/2-甲基丙烯酰氧-乙基-磷脂酰膽堿/甲基丙烯酸羥乙酯或丙烯腈/2-甲基丙烯酰氧-乙基-磷脂酰膽堿/甲基丙烯酸氨乙酯三元共聚物溶于溶劑中制成紡絲溶液進行靜電紡絲成超細纖維復合膜，以聚酯無紡布為支撐材料，將其填裝于內外雙圓筒形膜具中形成膜反應器件；

(2)酶膜反應器的制備：采用錯流過濾的方式依次將環氧氯丙烷或戊二醛和脂肪酶溶液注入膜反應器，在膜反應器中進行循環，循環過程中溶液經由超細纖維膜孔進入膜內層(4)，從而實現膜反應器中超細纖維表面的活化與酶固定化。

3、按權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述的丙烯腈/2-甲基丙烯酰氧-乙基-磷脂酰膽堿/甲基丙烯酸羥乙酯或丙烯腈/2-甲基丙烯酰氧-乙基-磷脂酰膽堿/甲基丙烯酸氨乙酯三元共聚物：共聚物中2-甲基丙烯酰氧-乙基-磷脂酰膽堿摩爾百分比含量為1～15％，甲基丙烯酸羥乙酯或甲基丙烯酸氨乙酯的摩爾百分比含量為1～15％，其粘均分子量為5～20萬。

4、按權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述的溶劑為二甲基亞砜、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一種或以任意比混合的多種。

5、按權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述的靜電紡絲電壓為5kV～20kV、噴絲頭溶液流量為0.1mL/h～2.0mL/h、接收距離為5cm～25cm，制得超細纖維膜。

6、按權利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)所述的在膜反應器中進行循環過程為：先將環氧氯丙烷或戊二醛于20～30℃下在膜反應器裝置中進行循環1～3小時，再將脂肪酶溶液于20～30℃下在膜反應器裝置中進行循環1～3小時。

7、按權利要求2所述的制備方法，其特征在于：脂肪酶溶液是將脂肪酶溶解于pH值為7.0的磷酸鹽緩沖溶液中制成。

8、權利要求1所述的固定化酶膜反應器或由權利要求2的固定化酶膜反應器制備方法制成的固定化酶膜反應器的應用，用它生產生物柴油，包括如下步驟：將經過濾處理的動植物油脂混合溶液，注入酶膜器件纖維膜內側(4)，同時在酶膜器件纖維膜外側(5)注入甲醇。甲醇不斷滲透進入酶膜器件膜內側(4)，在內側膜表面經固定化脂肪酶催化，發生動植物油脂的醇解反應，反應生成的甘油透過膜進入酶膜器件膜外側(5)。從第一級反應器膜內側流出的反應液直接進入第二級反應器膜內側，第一級反應器膜外側流出的反應液經甘油分離后，進入甲醇儲罐(1)；從第二級反應器膜內側流出的反應液直接進入第三級反應器膜內側，第二級反應器膜外側流出的反應液經甘油分離后，進入甲醇儲罐(1)；收集第三級反應器膜內側流出的反應液，即為目標產物——生物柴油，進入生物柴油儲灌(8)；第三級反應器膜外側流出的反應液經甘油分離后，進入甲醇儲灌(1)。

9、根據權利要求8所述的固定化酶膜反應器的應用，其特征在于：動植物油脂混合溶液是指由質量比為70～80％的動植物油脂和質量比為20～30％的普通柴油組成的混合溶液。

10、根據權利要求8或9所述的固定化酶膜反應器的應用，其特征在于：注入膜器件纖維膜內側動植物油脂混合溶液的流速為0.1～5L/h；注入膜器件纖維膜外側甲醇的流速為0.1～5L/h。