新型反应介质体系中酶法制备生物柴油的研究

【作者】 里伟； 杜伟； 刘德华；

【机构】 清华大学化学工程系；

【摘要】 生物柴油(脂肪酸的短链醇酯)作为一种石化柴油的替代品,具有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。目前,生物柴油的制备方法主要有化学法和生物酶法。其中,生物酶法合成生物柴油具有环境友好性,符合绿色化学的发展方向,其研究和发展越来越受到人们的重视。决定酶法制备生物柴油经济性的关键为脂肪酶的成本。影响脂肪酶成本的因素主要包括酶的使用寿命和生产成本。传统酶法制备生物柴油的工艺中,脂肪酶的使用寿命较短,其原因为反应物甲醇及副产物甘油对脂肪酶的负面影响。本课题组率先提出了以叔丁醇为反应介质进行酶促油脂甲醇解反应制备生物柴油。叔丁醇能够促进甲醇和副产物甘油在反应体系中的溶解,在适当比例下,反应体系呈均相,解除了底物甲醇和产物甘油对酶的负面影响,酶的使用寿命显著延长。在叔丁醇介质体系下,以菜籽油为原料,脂肪酶催化油脂甲醇解反应制备生物柴油。优化反应条件下,生物柴油得率可达95％;该工艺在200kg／d的中试规模下,制得的生物柴油产品完全满足美国和德国生物柴油标准;脂肪酶重复使用200批次,酶活性基本没有下降。另外,在叔丁醇介质体系中大豆油、桐籽油、棉籽油、乌桕油、泔水油、地沟油和酸化油都能被有效转化成生物柴油且脂肪酶保持很好的稳定性。广泛的油脂原料适用性有望降低制备生物柴油的原料成本。更多还原