[發(fā)明專利]一種脂肪酶催化合成生物柴油的方法

在審

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• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN104651421A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 劉瑩
• 申請（專利權）人: 劉瑩
• 主分類號: C12P7/64
• 分類號: C12P7/64
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

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

隨著化石資源的逐漸枯竭以及世界性環(huán)境保護問題日益受到重視，各國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，具有獨特的環(huán)保優(yōu)勢：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、潤滑性能好、儲運安全、抗爆性好、能量密度高等優(yōu)點，很快受到歐美等發(fā)達國家的重視并迅速開發(fā)和推廣利用。

目前生物柴油的生產工藝主要包括化學法、物理法和生物酶法三種。但應用于工業(yè)化生產的主要是用化學法，即動植物油脂和低碳醇在堿或者酸性催化劑作用下進行轉酯化反應，生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯。化學法制備生物柴油存在一些難以避免的問題，如對原料中游離脂肪酸和水含量有較高要求，反應后產物處理過程復雜，且廢酸(堿)液排放容易對環(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條件溫和、無污染排放、油脂原料中的游離脂肪酸和少量的水不影響酶促反應等優(yōu)點，另外利用生物脂肪酶還能進一步合成其他一些高價值的產品，包括可生物降解的潤滑劑以及用于燃料和潤滑劑的添加劑等，這些優(yōu)點使脂肪酶成為生物柴油生產中一種適宜的生物催化劑，其生產工藝符合綠色環(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題，如：脂肪酶對短鏈醇的轉化率較低，不如對長鏈醇的酯化或轉酯化有效，而且短鏈醇對酶有一定的毒性，使酶的使用壽命縮短；脂肪酶的價格昂貴，生產成本較高，限制了其在工業(yè)規(guī)模生產生物柴油中的應用。故開發(fā)廉價的生物酶法工藝，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現(xiàn)生物酶法產業(yè)化生產生物柴油的關鍵。

發(fā)明內容

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，以降低生產成本，減少油脂對環(huán)境的污染，具有一定的經濟效益和社會效益。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

(1)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12-48h；應結束后，濾除酶和硅膠，得到生物柴油的粗產品；

(2)將(1)所得粗產品用旋轉蒸發(fā)儀蒸掉其中的石油醚，然后將旋蒸后的粗產品用水萃取，收集油層繼續(xù)進行減壓蒸餾，收集160～220℃餾分，即為精制的生物柴油。

所述脂肪酶為Novo435。

所述的油脂為廢油脂。

具體實施方式

實施例

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；加熱反應至溫度為45℃，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48h；反應結束后，濾除酶和硅膠，得到生物柴油的粗產品。

得粗產品用旋轉蒸發(fā)儀蒸掉其中的石油醚，然后將旋蒸后的粗產品用水萃取，收集油層繼續(xù)進行減壓蒸餾，收集160～220℃餾分，即為精制的生物柴油。

在吸附劑硅膠存在下，Novo435重復利用10次(480h)，生物柴油的轉化率可以保持在90％以上，酶活力基本不變。制得精制的生物柴油，其各項理化性質基本符合我國生物柴油國家標準。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其進行限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的普通技術人員來說，依然可以對上述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明所要求的技術方案的精神和范圍。