[發明專利]單細胞細菌脂肪酶催化制備生物柴油的方法

無效

• 申請號: 201110270709.X
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102676310A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 韓德民;雷菊花
• 申請（專利權）人: 雷菊花
• 主分類號: C11C3/10
• 分類號: C11C3/10;C12P7/64;C10L1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于生物質能源制備新工藝，特指一種單細胞細菌脂肪酶催化制備生物柴油的方法。

背景技術

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、乙醇等進行酯交換反應，產品即為脂肪酸甲酯(后簡稱甲酯)，副產品為甘油。傳統的酯交換反應采用均相催化劑，如NaOH、KOH、甲醇鈉等，以植物油計用量約為1％，反應溫度一般是甲醇的沸點，反應時間1小時，轉化率高，達95％以上，但同時也存在著明顯的缺點，通常堿酯交換法雖然反應簡便，但為了脫除堿催化劑，反應液的后處理很繁瑣，產品需中和洗滌而帶來大量的工業廢水，造成環境污染。

發明內容

本發明的目的是提供一種在單酶催化法和超臨界法基礎上開發的臨界單酶催化法制備生物柴油，此法因為有微量單酶催化，既具有超臨界后處理簡單的特點，產品后處理無需中和水洗，對環境無污染，又因反應溫度與壓力比超臨界法低，加熱時間較短，甲醇的含量較高，能耗低，工序簡單，成本低的工藝，更易于產業化的優點。

實現上述目的的技術方案為：

微單酶催化劑溶解在2-3mI甲醇中制備微單酶溶液，加入量0.03～0.05％(以植物油等的重量為標準計量)，在反應溫度125±5℃、壓力為6.9～7.0Mpa，甲醇∶植物油摩爾比為42～21∶1的條件下，加入微單酶溶液，在帶攪拌的壓力釜中進行酶催化反應100～120分鐘后，蒸出未反應的甲醇，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，酶催化反應轉化率為99-97％，制得的生物柴油產品符合0#柴油主要性能指標。

本發明的優點是：

(1)低單酶催化劑加入，反應產物上下兩層溶液即粗產品生物柴油及副產品甘油PH為6-7呈中性，所以無需中和水洗，無污水排放，后續處理大大簡化。

(2)反應溫度125±5℃壓力為6.9～7.0Mpa，在甲醇臨界狀態，醇油摩爾比降至為42～21∶1均比超臨界法低，能耗同時降低，對反應設備耐壓耐溫要求降低，且甲酯的得率99-97％更易產業化。

(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91％以上，使甲酯和甘油的分離和提純大大簡化。

具體實施方式

實施例1

在1L.帶磁力攪拌壓力釜中，分別加入粗亞麻油100.0克、工業級甲醇146.7克，醇油摩爾比為42～21∶1(以亞麻油計)單酶催化劑0.05％，溶于3mI甲醇，攪拌加熱達到125±5℃壓力為6.9～7.0Mpa后，計時反應120分鐘后反應結束，蒸餾出多余甲醇，反應液趁熱倒入分液漏斗中靜置分層，下層為粗生物柴油，上層為副產品粗甘油，上下層的pH值為6～7，并分別采樣，分析結果列在下表中。上下層反應粗產物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，有效地防止了工業廢水的產生，色譜檢測甲酯含量為96.3％，生物柴油得率99.7％，甘油含量為91.0％，得率高達96.5％。

實施例2

將上述實施例1中單酶催化劑加入量改為0.03％，其它條件相同，試驗結果列在表中。上層反應副產物粗甘油pH值為7～8，下層反應產物粗生物柴油pH值為6～7，所以無需后處理，色譜檢測甲酯含量為99.1％，生物柴油得率主高達99.7％。

實施例3

將上述實施例1的醇摩爾比降低為21∶1其它條件相同，試驗結果列在表中。上下層反應粗產物pH值為6～7，仍無需后處理，色譜檢測甲酯含量為95.1％，生物柴油得率高達97.3％。

實施例4即對比試驗例1

在上述實施例1中不加單酶催化，其它條件與實施條件1相同，試驗結果例表中。色譜檢測生物柴油的得率為46.1％，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?????????????????試驗條件與結果