[发明专利]一种脂肪酶催化合成生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成生物柴油的方法，尤其涉及一种利用脂肪酶催化合成生物柴油的方法。

背景技术

随着化石资源的逐渐枯竭以及世界性环境保护问题日益受到重视，各国均在寻找可再生的能源和资源。作为可再生能源的生物柴油，具有独特的环保优势：燃烧尾气中烟尘颗粒、硫含量、一氧化碳等的排放量均明显下降，且生物柴油本身具有易生物降解、十六烷值高、润滑性能好、储运安全、抗爆性好、能量密度高等优点，很快受到欧美等发达国家的重视并迅速开发和推广利用。

目前生物柴油的生产工艺主要包括化学法、物理法和生物酶法三种。但应用于工业化生产的主要是用化学法，即动植物油脂和低碳醇在碱或者酸性催化剂作用下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯。化学法制备生物柴油存在一些难以避免的问题，如对原料中游离脂肪酸和水含量有较高要求，反应后产物处理过程复杂，且废酸(碱)液排放容易对环境造成二次污染等。利用生物酶法制备生物柴油则具有反应条件温和、无污染排放、油脂原料中的游离脂肪酸和少量的水不影响酶促反应等优点，另外利用生物脂肪酶还能进一步合成其他一些高价值的产品，包括可生物降解的润滑剂以及用于燃料和润滑剂的添加剂等，这些优点使脂肪酶成为生物柴油生产中一种适宜的生物催化剂，其生产工艺符合绿色环保发展方向，因而日益受到人们的重视。但目前生物酶法合成生物柴油的工艺也存在一些亟待解决的问题，如：脂肪酶对短链醇的转化率较低，不如对长链醇的酯化或转酯化有效，而且短链醇对酶有一定的毒性，使酶的使用寿命缩短；脂肪酶的价格昂贵，生产成本较高，限制了其在工业规模生产生物柴油中的应用。故开发廉价的生物酶法工艺，寻找新的生物酶催化剂和工艺，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实现生物酶法产业化生产生物柴油的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用脂肪酶催化合成生物柴油的方法，以降低生产成本，减少油脂对环境的污染，具有一定的经济效益和社会效益。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

(1)向油脂中加入甲醇，甲醇与油脂的摩尔比为2∶1-4∶1；加入石油醚80-120ml，硅胶10-12g；加热反应至温度为35-55℃，加入脂肪酶，脂肪酶用量为油脂重量的4％-8％，在100-200rpm的搅拌条件下反应12-48h；应结束后，滤除酶和硅胶，得到生物柴油的粗产品；

(2)将(1)所得粗产品用旋转蒸发仪蒸掉其中的石油醚，然后将旋蒸后的粗产品用水萃取，收集油层继续进行减压蒸馏，收集160～220℃馏分，即为精制的生物柴油。

所述脂肪酶为Novo435。

所述的油脂为废油脂。

具体实施方式

实施例

取油脂20g，向油脂中加入甲醇，甲醇与油脂的摩尔比为3∶1；加入石油醚100ml，硅胶12g；加热反应至温度为45℃，加入脂肪酶，脂肪酶用量为油脂重量的8％，在150rpm的搅拌条件下反应48h；反应结束后，滤除酶和硅胶，得到生物柴油的粗产品。

得粗产品用旋转蒸发仪蒸掉其中的石油醚，然后将旋蒸后的粗产品用水萃取，收集油层继续进行减压蒸馏，收集160～220℃馏分，即为精制的生物柴油。

在吸附剂硅胶存在下，Novo435重复利用10次(480h)，生物柴油的转化率可以保持在90％以上，酶活力基本不变。制得精制的生物柴油，其各项理化性质基本符合我国生物柴油国家标准。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求的技术方案的精神和范围。