[发明专利]添加可分解性铵盐提高酶促油脂制备生物柴油的工艺

说明书

本发明公开了添加可分解性铵盐提高酶促油脂制备生物柴油的工艺，包括步骤：a)将油脂与可分解性铵盐接触；以及b)使油脂与脂肪酶和短链醇反应。本发明首次采用可分解性铵盐处理非食用油脂里影响酶催化活性的无机酸或短链有机酸，消除其对酶促油脂酰基化反应制备生物柴油的负面影响。这种可分解性铵盐取代常规的强碱中和，整个过程无需水洗，而且，铵盐也不会与油脂中的脂肪酸发生皂化反应，能最大限度地减少油脂的损失。该工艺在酶促非食用油脂转化制备生物柴油领域具有非常重要的实际应用价值。

技术领域

本发明属于生物化工领域，具体地说，涉及通过添加可分解性铵盐提高酶促油脂制备生物柴油的工艺。

背景技术

生物柴油是由生物油脂原料通过转酯或酯化反应生成的长链脂肪酸酯类物质。生物柴油在闪点、燃烧功效、含硫量、含氧量、芳烃含量、燃烧耗氧量方面均优于石化柴油，而其它指标与石化柴油相当。燃烧尾气中悬浮颗粒、CO、硫化物以及碳氢化合物都大幅度降低，具备环境友好性，已在欧美国家广泛使用。

生物柴油的可持续发展，必须以非食用油脂为原料，包括地沟油、潲水油以及酸化油等在内的低品质非食用油脂通常都含有较多的杂质，包括有机脂肪酸、磷脂、水分以及无机酸等。鉴于这些低品质的油脂原料的组成以及特点，目前在欧美国家广泛使用的均相碱催化工艺不能直接用于这些低品质油脂的催化。国内企业一般采用酸法或酸-碱法工艺。酸法催化是目前国内绝大多少中小型生物柴油企业采用的技术路线，存在“三废”多，设备腐蚀严重、能耗高、工艺安全隐患较重等问题。也有一些企业采用酸-碱两步催化工艺。这种酸碱两步催化流程更长、操作更为复杂、大量三废排放导致严重的环境问题等。因此，迫切需要开发环境友好的先进生产工艺以促进生物柴油产业在广东地区的可持续发展。

环境友好的生物酶法工艺具有反应条件温和、油脂原料适用性广、过程中不引入金属离子、反应产物无需水洗，后续产物分离方便，整个生产过程绿色环保等优点，在转化非食用油脂上显示出很好的应用前景。但是，地沟油、潲水油、酸化油、微生物油脂等非食用油脂组成复杂，常常含有导致酶快速失活的强酸性杂质，如无机硫酸、盐酸、磷酸以及一些有机强酸性物质甲酸或乙酸，这些残存在油脂里的酸性物质检测非常困难，而且，大量水洗不仅导致大量油脂损失，也难以彻底去除这些酸性物质。这些低品质油脂里存在的强酸性物质已成为影响酶法工艺制备生物柴油的主要技术障碍。

为了解除非食用油脂里的强酸性物质对酶催化活性的负面影响，科研人员尝试采用氢氧化钠中和处理，发现这种利用强碱中和的工艺不仅操作繁琐，过程中需要大量水洗，而且，几乎所有非精制油脂里都含有一定量的脂肪酸，氢氧化钠的引入会导致油脂里的脂肪酸发生皂化，严重导致油脂原料的损失，而且，形成的皂使得体系乳化现象极为严重，使得后续处理过程非常麻烦。也有报道采用碳酸钠或碳酸氢钠等碱性物质，这些碱性较强的可溶性盐的加入同样存在上述皂化、乳化从而导致原料损失严重，过程难以控制等问题，难以用于实际的工业化生产应用。而且，这些碱性较强的物质会导致酶严重失活。因此，迫切需要开发新工艺，能够有效地消除非食用油脂里存在的无机酸或短链有机酸对酶催化活性的负面影响，从而促进酶法工艺在转化酸化油、微生物油脂、地沟油等非食用油脂在内的高效转化。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过添加可分解性铵盐提高酶促油脂(特别是非食用油脂)制备生物柴油的工艺。

本发明构思如下：通过在酶促油脂转化制备生物柴油之前或在酶法反应过程中，引入可分解性铵盐，利用其处理非食用油脂里影响酶催化活性的无机酸或短链有机酸，这些铵盐不影响脂肪酶的酶活性，又不会与其它长链脂肪酸或甘油酯发生皂化反应导致油脂原料的损失，可以最大限度地提高油脂原料的利用率和酶促转化效率。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一种添加可分解性铵盐提高酶促油脂制备生物柴油的工艺，包括步骤：a)将油脂与可分解性铵盐接触；以及b)使油脂与脂肪酶和短链醇反应。

前述的工艺，步骤a)和b)可依次进行或同时进行。