[发明专利]用脂肪酶催化合成生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物柴油的合成方法，具体涉及用脂肪酶催化合成生物柴油的方法。

背景技术

石化柴油应用的主要问题是燃烧效率较低，会产生大量的颗粒粉尘，CO2排放量高，对空气污染严重。为解决石化柴油的尾气污染问题及日益恶化的环境压力，一百多年前，Rudolf就开始研究用植物油直接代替柴油作燃料，但是存在不完全燃烧物，对发动机的长期运转不利，需要经常清洗发动机的缺陷。1983年美国和德国等国的科学家研究了采用脂肪酸甲酯或乙酯代替柴油作燃料，即采用动物或植物油脂与甲醇或乙醇进行反应合成脂肪酸单脂代替柴油，这种改性后的油脂有着与柴油十分相似的理化性质，而且燃烧完全，无污染排放，称之为“生物柴油”。

从生物柴油的制备和应用来看，有着传统石化柴油不可比拟的优点，即原料可再生、产品本身环境友好、而且不用更换和经常清洗发动机等优点。目前生物柴油主要是用化学法和酶法。化学法是将动植物油脂与甲醇在高强度酸或碱催化剂下制备，存在工艺复杂，醇消耗量大，产物不易回收，环境污染大等缺点；酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、产品易于收集、无污染物排放等优点，但存在低碳醇转化率低，酶成本高，酶的寿命短等缺点。

为了解决现有制备生物柴油存在的上述缺点，本发明研发了一种用脂肪酶催化合成生物柴油的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用脂肪酶催化合成生物柴油的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

用脂肪酶催化合成生物柴油的方法，步骤为：

在温度为28-44℃的石油醚体系中，加入摩尔比为1:0.8-1.4的油酸和甲醇，质量百分比为5%的固定化脂肪酶，反应时间为24h。

进一步地，所述的石油醚体系温度为40℃；通过试验测定，当温度为28℃时，体系转化率为70%，当温度为32℃时，转化率为76%，当温度为36℃时，转化率为83%，当温度为40℃时，转化率为85%，当温度为44℃时，转化率为80%，所以本发明温度优选40℃。

所述的油酸和甲醇的摩尔比为1:1.4；通过试验测定，当比例为1:0.8时，转化率为80%，当比例为1:1.2时，转化率为90%，当比例为1:1.4时，转化率为92%，所以本发明优选油酸和甲醇的摩尔比为1:1.4。

所述的甲醇分两次等摩尔流加入石油醚体系中，第一部分在反应开始时与油酸一起流加，当反应进行到10h时，再流加第二部分，同时加入硅胶吸水机。

所述的固定化脂肪酶为固定化脂肪酶的假丝酵母。

本发明采用固定化脂肪酶的假丝酵母作为生物催化剂，研发了一套新的酶促酯化工艺合成脂肪酸酰基酯的工艺，通过NaOH滴定法和气相色谱分析法进行测定，体系的工业转化率可达到92%。

具体实施方式

实施例1

在温度为28℃的石油醚体系中，加入摩尔比为1:1.3的油酸和甲醇，质量百分比为5%的固定化脂肪酶的假丝酵母，反应时间为32h。

实施例2

在温度为32℃的石油醚体系中，加入摩尔比为1:1.1的油酸和甲醇，质量百分比为5%的固定化脂肪酶Cylindracen，反应时间为8h。

实施例3

在温度为36℃的石油醚体系中，加入摩尔比为1: 16的油酸和甲醇，甲醇分两次等摩尔流加入石油醚体系中，第一部分在反应开始时与油酸一起流加，当反应进行到10h时，再流加第二部分，同时加入硅胶吸水机，再加入质量百分比为5%的固定化脂肪酶Cylindracen，反应时间为24h。

所述的。

所述的固定化脂肪酶为固定化脂肪酶的假丝酵母。

实施例4

在温度为40℃的石油醚体系中，加入摩尔比为1:0.8的油酸和甲醇，质量百分比为5%的固定化脂肪酶Cylindracen，反应时间为40h。

实施例5

在温度为44℃的石油醚体系中，加入摩尔比为1:24的油酸和甲醇，甲醇分两次等摩尔流加入石油醚体系中，第一部分在反应开始时与油酸一起流加，当反应进行到10h时，再流加第二部分，同时加入硅胶吸水机，再加入质量百分比为5%的固定化脂肪酶的假丝酵母，反应时间为24h。