[發明專利]一種用于制備生物柴油的固載脂肪酶催化劑及其用途

有效

• 申請號: 201210309958.X
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102827825A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 李為民;浦國佳;李建防;李志鵬;張湘輝
• 申請（專利權）人: 連云港正豐生物能源有限公司;常州大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12P7/64
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明涉及一種用于制備生物柴油的固載脂肪酶催化劑、其制備方法及利用其制備生物柴油的方法，具體涉及一種固載在海泡石上的脂肪酶催化劑、其制備方法及利用所述催化劑制備生物柴油的方法，屬于生物柴油制備領域。?

背景技術

根據1992年美國生物柴油協會（National?Biodiesel?Borad，NBB）給出的定義，生物柴油（Biodiesel）是指以植物、動物油脂等可再生生物資源生產的可用于壓燃式發動機的清潔替代燃油。隨著石油資源逐漸枯竭與環境的惡化，生物柴油作為石油燃料的替代物，具有基本不含硫和芳烴、能量密度高、十六烷值高、潤滑性能好、儲運安全、抗爆性好、燃燒充分、能生物降解、無毒等優良性能，是一種具有很大發展潛力的環境友好的大宗生物基液體燃料。?

生物柴油的制備方法有物理法和化學法。物理法操作簡單，但物理法得到的產品在使用過程中會發生不同程度的燒結（如發動機噴嘴）、活塞環卡死和積碳等問題。化學法主要包括熱裂解法和酯交換法。其中，熱裂解法得到的產品質量較好，但是制備工藝條件苛刻（如高溫），反應難以控制，產物組分復雜，設備和操作成本高，因而沒有得到廣泛的應用。而酯交換法是動植物油脂與短鏈醇進行酯交換反應，生成相對分子質量小的脂肪酸酯（即生物柴油）。?

而酯交換法制備生物柴油的方法又可分為化學催化法、酶催化法和超臨界法。化學催化法主要有酸催化和堿催化，其中酸催化對原料的適應性廣，但傳統酸催化工藝對設備腐蝕嚴重，反應速率慢、能耗大、收率低；而新技術中的?固體酸催化反應雖然解決了對設備的腐蝕問題，但活性偏低，反應速率較慢。而堿催化雖然較酸催化活性高、反應速率高、且不腐蝕設備，但對于原料的要求高，只能使用脂肪酸和水含量低的原料。超臨界法制備生物柴油的反應速率非常高、對原料的適應性強、環境友好、反應速率快、轉化率高，但是其反應條件苛刻，需要高溫高壓下進行，對設備的要求比較高。?

酶催化法制備生物柴油是指用脂肪酶為催化劑，將醇與植物油進行酯交換反應生成脂肪酸酯的過程。酶催化法具有油脂原料適用性廣、反應條件溫和（30-40℃）、醇用量小、脂肪酸酯收率較高、產品易于收集和無污染等優點。但由于很多酶對水的依賴性強，且生物柴油酯交換過程的醇體系對酶的活性也有一定的影響，導致酶的催化壽命較短，限制了酶法制備生物柴油的發展。?

為了解決酶的流失，降低酶的催化成本，固載化酶受到了關注，如用高嶺土負載脂肪酶（Production?of?biodiesel?fuel?from?triglycerides?and?alcohol?using?immobilized?lipase.Iso?M,Chen?B,Eguchi?M,et?al.Journal?of?Molecular?Catalysis?B:Enzymatic,2001,16:53-58）；鄧利等成功地從假絲酵母發酵液中提取出了假絲酵母脂肪酶，將其固定到紡織品上，應用到廢棄油脂及食用油的酯交換反應中，在有機溶劑存在的情況下，成功地制取出了性能合格的生物柴油產品（脂肪酶催化合成生物柴油的研究，鄧利等，生物工程學報，2003,19（1）：97-101）；Shah等將Chromobacterium?viscosum固載在Delite-545上，在40℃反應8h得到71%的得率（Shan?S,Sharma?S,Gupta?M?N.Biodiesel?preparation?by?Lipase-Catalyzed?transesterification?of?Jatropha?oil.Energy?and?Fuels,2004,18(1):154-159）；用硅基MCF材料固載脂肪酶（硅基MCF材料固載脂肪酶轉化餐飲廢油產生物柴油，申渝，化工學報，2012，63（6））等。酶法制備生物柴油的反應條件溫和，但是由于酶的價格昂貴，造成成本較高；而且酶的反應條件苛刻、容易失活，重?復利用次數低。?

因此，如何開發一種能夠多次重復利用、成本較低、活性較穩定的用于制備生物柴油的脂肪酶催化劑，是本領域亟待解決的一個技術問題。?

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種能夠多次重復利用、成本較低、活性較穩定的用于制備生物柴油的脂肪酶催化劑，尤其是一種制備生物柴油的固載脂肪酶催化劑，具體為將脂肪酶固載在海泡石上。?