[发明专利]一种偶联生产生物柴油和1,3－丙二醇的方法

摘要

本发明属于生物工程技术领域，特别涉及到一种偶联生产生物柴油和1，3－丙二醇的技术。本发明的特征在于将脂肪酶催化甲醇或乙醇与油脂反应生成生物柴油和微生物转化甘油为1，3－丙二醇两个过程通过膜过滤偶联起来，使两个过程同时进行。本发明的效果和益处是消除了短链醇和甘油对脂肪酶的抑制，延长了固定化酶的使用寿命，同时免除了甘油分离提取的工序，降低了生产成本，节省了时间，提高了生产效率，为生物柴油和1，3－丙二醇的工业化生产提供了经济可行的工艺。

主权项

1.一种偶联生产生物柴油和1，3-丙二醇的方法，是将脂肪酶催化短链醇与油脂反应生成生物柴油和微生物转化甘油为1，3-丙二醇两个过程通过膜过滤偶联起来，使两个过程同时进行；酶法所用脂肪酶来源于米黑毛霉(Mucor miehei)、皱褶假丝酵母(Candida antarctica)、柱晶假丝酵母(Candida Cylindracea)的固定化脂肪酶，原料油脂是废油脂、菜籽油、大豆油、桐子油、棕榈油、黄连木油、蓖麻油、工程微藻油，短链醇为甲醇和乙醇，转酯反应条件为：温度30～60℃，搅拌速度100～300r/min，甲醇或乙醇采用分段或连续流加的方式，分段流加可以分为3～30个时段，连续滴加甲醇稀释速率为0.003～0.02h-1，乙醇稀释速率为0.005～0.03h-1，反应时间为10～30h，转化率可达80～97％；微生物法将甘油转化为1，3-丙二醇，所述微生物是克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)、柠檬菌(Citrobacter)和丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridium butyricum)，发酵过程中菌种的接种量为5％～20％，细胞培养器搅拌转速为100～400r/min，温度为27～40℃，氮气或空气的通气量为0.2～4vvm，甘油初始浓度为2％～15％，pH为6.0～8.0，产物1，3-丙二醇的浓度达到10～85g/L；该工艺所用膜为不对称性的亲水超滤膜，膜器件是平板膜或中空纤维膜，其特征在于：1)将脂肪酶催化甲醇或乙醇与油脂反应生成生物柴油和微生物转化甘油为1，3-丙二醇两个过程通过膜过滤偶联起来，使两个过程同时进行；2)所用膜材料是有机膜或无机陶瓷膜，有机膜指聚醚砜、纤维素酯、聚酰亚胺/聚醚酰亚胺、聚脂肪酰胺和聚丙烯腈，陶瓷膜是指氧化铝膜、二氧化钛膜、二氧化硅膜、二氧化锆膜及其复合膜，切割分子量为10～50kDa；3)膜的操作压力为0.1MPa～0.5Mpa，膜两侧分别为酶催化反应液和1，3-丙二醇发酵液，反应液一侧的压力比发酵液高0.001MPa～0.05Mpa，液体流量与酶反应器和细胞培养器的体积之比分别为3.6～7.2h-1和4.8～9.6h-1；4)膜的操作温度取决于细胞培养的温度，通常为27～40℃，反应液一侧的温度比发酵液一侧高0～5℃，当两侧的温度差超出上述范围时，用膜前后串联的两个换热器冷却或加热反应液。