生物柴油的酶催化
生物柴油酶
![生物柴油酶](https://img.taocdn.com/s3/m/29ff431fae45b307e87101f69e3143323968f584.png)
生物柴油酶生物柴油酶是一种能够催化生物质转化为生物柴油的酶类物质。
随着能源危机的加剧以及对环境污染的日益关注,生物柴油作为一种可再生、环保的能源替代品,受到了广泛的研究和应用。
生物柴油酶是一类产生于微生物中的酶,它们具有催化生物质转化为生物柴油的能力。
生物柴油酶的研究和应用可以追溯到20世纪80年代初期,当时科学家们发现某些微生物能够分泌一种能够将植物或动物油脂转化为生物柴油的酶。
这一发现引起了人们的兴趣,并逐渐推动了生物柴油酶的研究和开发。
生物柴油酶的催化机制主要包括酯化和酯交换两个步骤。
在酯化步骤中,酶能够将植物或动物油脂中的甘油与脂肪酸结合形成酯化产物,而在酯交换步骤中,酶能够催化酯化产物与另一种甘油或脂肪酸进行酯交换反应,生成生物柴油。
生物柴油酶的催化作用使得生物质能够被高效地转化为生物柴油,为生物柴油的生产提供了重要的技术支持。
生物柴油酶具有许多优点,使得它成为一种理想的生物柴油生产工具。
首先,生物柴油酶能够催化各种类型的油脂,包括植物油、动物油以及废弃油脂等,使得生物柴油的原料来源广泛。
其次,生物柴油酶的催化过程是在温和的条件下进行的,不需要高温、高压和强酸碱等条件,能够有效降低生产成本。
此外,生物柴油酶还具有较高的催化效率和稳定性,能够在连续反应体系中进行长时间的催化反应。
尽管生物柴油酶具有许多优点,但目前仍然存在一些挑战和问题需要解决。
首先,生物柴油酶的催化效率仍然有待提高,目前大部分生物柴油酶的催化效率较低,需要进一步优化酶的结构和性能。
其次,生物柴油酶的催化反应过程中会产生一些副产物,如甘油和游离脂肪酸等,这些副产物的分离和处理也是一个难题。
此外,生物柴油酶的稳定性也需要进一步改善,以提高酶的使用寿命和降低生产成本。
为了解决这些问题,科学家们正在开展各种研究和探索。
一方面,他们通过基因工程技术对生物柴油酶进行改造和优化,以提高其催化效率和稳定性。
另一方面,他们还在寻找新的生物柴油酶资源,如从深海微生物中分离和筛选具有高效催化性能的酶。
生物酶法制备生物柴油
![生物酶法制备生物柴油](https://img.taocdn.com/s3/m/eb3ebebb69dc5022aaea00ca.png)
二、液体脂肪酶法
在油水界面上脂肪酶催化反应速率较快
界面活化效应:即在油水界面催化反应速率较快 的原因。一般而言,脂肪酶活性位点为一个盖子所 罩住,所谓界面活化是指此盖子的打开使催化活性 位点暴露出来。
二、液体脂肪酶法
液体脂肪酶通过催化双相(油相/水相)体系界面的 转酯/酯化反应而制备生物柴油。 优点:
生物柴油制备方法
生物柴油制备方法 物理法
化学法 高温热裂解法 直接使用法 酯交换法 混合法 超临界法 微乳液法 固定化酶法 全细胞法 液体酶法
生物酶法
酸/碱催化法
一、固定化脂肪酶法
利用固定化脂肪酶催化制备生物柴油是非水 酶学理论应用于实践的典型实例,也正因为如 此,固定化脂肪酶催化制备生物柴油具备非水 介质中酶催化的优势:
1、可防止冻干的酶粉在反应过程中发生聚集 从而增大酶与底物的接触面积; 2、产物容易纯化;
一、固定化脂肪酶法
3、有利于酶的回收和连续化生产;
4、酶的热稳定性及对甲醇等短链醇的耐受性 显著提高; 5、利用溶剂工程可提高酶与底物油脂、甲醇 的接触频率,从而提高反应速率。
影响因素
不同的固定化形式、反应介质体系、酰基受体 及添加策略均会对酶活力、酶对甲醇的耐受性 等有着显著的影响 (1)不同的固定化形式。脂肪酶采用不同的固 定化形式对酶活力、酶对甲醇的耐受性等有着 显著的影响。
thank you!!!
(2)不同的反应介质体系。不同的反应介质体系 对于固定化脂肪酶催化制备生物柴油的得率有 着显著的影响。
影响因素
(3)不同的酰基受体及添加策略。大量的研 究表明,甲醇、乙醇等短链醇因剥夺脂肪酶 的必需水而破坏维持蛋白功能构象的氢键 体系,从而使酶活性降低或失去活性。
酶在生物柴油中的应用
![酶在生物柴油中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/1152220403d8ce2f006623e4.png)
• 生物柴油 (Biodiesel)是指以
油物作物、野生油料植物 和工程等水生植物油脂以 及动物油脂、餐饮垃圾油 等为原料通过酯交换工艺 制成的可代替石化柴油的 再生性柴油燃料。生物柴 油是生物质能的一种,它 是生物质利用热裂解等技 术得到的一种长链脂肪酸 的单烷基酯。是典型的 “绿色能源”。是优质的 石油柴油的代用品。
链的碳氢化合物
三、生物酶法制备生物柴油
脂肪酶 动物油脂+低碳醇 转酯化反应 脂肪酸甲脂+乙脂
• 该方法和传统方法相 比,具有提取纯化工 艺简单、设备投资少、 反应条件温和、酶用 量少、甘油易回收、 耗能低、污染小(无 废物产生)、对油脂 原料要求低等优点, 已日益引起人们的关 注。
• 可用于催化合成生物柴油的脂肪酶主要有酵母脂肪 酶、根霉脂肪酶、毛霉脂肪酶、猪胰脂肪酶等,直 接使用游离脂肪酶进行生物柴油生产,存在分析性 差、催化效率低、对短链醇耐受性差、酶使用寿命 短、生产成本高等问题。目前,固定化脂肪酶以及 产生脂肪酶的固定化细胞在生物柴油生产中得到一 定的应用。
1、固有稳定性 高、可重复性使用、可有效 保留酶活性、易从产品中分 离的特点。 • 采用脂肪酶的膜固定化技术, 使膜还作为酶催化反应的界 面、接触界面和分离界面。 • 固定有脂肪酶的膜可构成多 相膜反应器,有利于集酶催 化反应、产物分离或相分离, 以及催化剂的回收与一体, 进而提高生产效率。
原料到生物柴油的过程
二、生物柴油的制备方法
• • • • 稀释:利用石化柴油来稀释植物油 微乳化法:利用乳化剂降低植物油黏度 热解法:高温将高分子变成简单分子 酯交换:是利用甲醇、乙醇将植物油中的甘油三
酸酯中的甘油取代下来,形成长链的脂肪甲酸,从 而降低碳链的长度
生物柴油制备中的催化剂研究与优化
![生物柴油制备中的催化剂研究与优化](https://img.taocdn.com/s3/m/84aa85460640be1e650e52ea551810a6f524c8a1.png)
生物柴油制备中的催化剂研究与优化随着全球对可再生能源需求的不断增长,生物柴油逐渐成为替代传统石油燃料的重要选择。
生物柴油由于其可再生性、较低的碳排放以及与传统柴油相似的化学性质,正在日益受到关注。
然而,生物柴油的制备过程中,催化剂的选择、研究与优化成为关键因素,直接影响其合成过程及产品质量。
一、催化剂的选择与评估催化剂在生物柴油制备反应中扮演着至关重要的角色。
优秀的催化剂应具备以下特点:高催化活性、良好的稳定性、易制备、价格低廉以及可重复利用等。
目前用于生物柴油制备的主要催化剂包括碱催化剂、酸催化剂和酶催化剂。
其中,碱催化剂以其高催化活性和可扩展性被广泛应用,但其基础研究和催化机理尚需进一步深入探究。
酸催化剂则可在较低的温度下完成反应,并具备更好的选择性。
而酶催化剂则受到生物质基质的限制,但具有可再生性和较好的环保性。
二、催化剂研究方法针对不同类型的催化剂,研究人员采用不同的方法进行分析与优化。
在碱催化剂的研究中,常见的方法有X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和比表面积测试等,这些测试可以帮助研究人员了解催化剂的晶体结构、功能基团和热力学性质。
此外,还可以采用密度泛函理论(DFT)、反应动力学模型和表面活性中心构建等方法,来解析碱催化剂的催化机理与反应动力学。
对于酸催化剂和酶催化剂的研究,常用的测试方法包括质谱仪、核磁共振、色谱-荧光检测法等。
三、催化剂的优化与改进针对催化剂的优化与改进工作,主要是通过改变催化剂的组成、结构和表面性质来提高其催化活性和稳定性。
对于碱催化剂而言,可以通过控制反应温度、反应时间、催化剂浓度和反应物质的配比等来实现催化剂的优化。
此外,也可以通过合成复合催化剂,提高催化剂的稳定性和选择性。
对于酸催化剂和酶催化剂而言,主要通过改变催化剂的酸性和表面性质来实现优化和改进。
此外,还可以通过制备催化剂的载体、纳米材料和多相催化反应来提高催化剂的性能。
四、催化剂研究的挑战与展望生物柴油制备中催化剂的研究仍然面临许多挑战。
生物柴油催化剂
![生物柴油催化剂](https://img.taocdn.com/s3/m/3880d2064a7302768e993987.png)
制备生物柴油的催化剂研究进展早在2 0 世纪80年代初期, 美国和德国的科学家研究了采用脂肪酸甲酯或乙酯反应合成脂肪酸单酯代替柴油, 这种最初定义为“生物柴油”的物质有着与柴油十分相似的理化性质, 但具有燃烧完全, 无污染排放等诸多优点。
近年来, 由于石油资源的日益枯竭和人们环保意识的增强, 生物柴油已经成为一个研究的热点, 并且制备有多种方法,即高温热裂解法[、酯交换法等。
目前, 由植物油生产生物柴油的方法多采用甲醇酯交换法。
1 酸性催化剂酸催化酯交换交换过程一般使用布朗斯特酸进行催化。
较常用的催化剂有浓硫酸、苯磺酸和磷酸等。
浓硫酸价格便宜、资源丰富, 是最常用的酯化催化剂。
酸催化酯交换过程产率高。
但反应速率慢分离困难, 易产生三废。
2碱性催化剂(1)无机碱催化剂碱催化酯交换反应的速率比酸催化要快得多。
常用无机碱催化剂有甲醇钠氢氧化钠、氢氧钾、碳酸钠和碳酸钾等。
甲醇钠在用于制备生物柴油的碱催化剂中活性相当高, 但易溶于脂肪酸酯。
然而,油脂中若含有水, 甲醇钠活性将大大降低。
氢氧化钠和氢氧化钾相对于甲醇钠的价格要便宜些。
传统的酯交换工艺中多用Na O H 作催化剂, 在反应过程中, 氢氧化物与醇反应产生水。
使部分酯类水解产生羧酸。
羧酸与氢氧化物发生皂化反应。
大大降低了生物柴油的产率且分离比较难。
(2)固体碱催化剂固体碱催化剂用于酯交换反应生产工艺简单,产品后处理方便, 无废水产生。
直接获得产品及副产物甘油, 催化剂可再生, 避免了三废污染。
3生物催化剂一酶脂肪酶是一种良好的酯交换反应的催化剂, 酶作为一种生物催化剂具有高的催化效率和经济性,采用酶催化可以解决目前化学方法生产生物柴油所用的催化剂存在的分离困难、所需能量大等问题。
为此, 人们开始关注酶法合成生物柴油技术。
即用脂肪酶催化动植物油脂与低碳醇间的转酯化反应,生成相应的脂肪酸酯。
此法具有提取简单、反应条件温和、醇用量小、甘油易回收和无废物产生等优点, 是一种极具发展潜力的生物柴油生产方法。
脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油的过程优化
![脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油的过程优化](https://img.taocdn.com/s3/m/2a07d4cb690203d8ce2f0066f5335a8103d26673.png)
脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油的过程优化文章标题:脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油的过程优化1. 引言在当前环境保护和可持续发展的大背景下,生物柴油作为一种清洁能源备受关注。
而脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油的过程就是其中一项重要的研究内容。
本文将从优化的角度探讨这一过程,以期为生物柴油生产技术的进步贡献一份力量。
2. 脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油的原理脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油的过程是利用脂肪酶催化转化非食用植物油中的甘油三酯为生物柴油。
脂肪酶是一种生物催化剂,具有高催化活性和选择性,可有效降低生物柴油制备过程中的能耗与环境影响。
3. 过程优化的关键因素a. 反应温度:合适的反应温度对于脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油至关重要。
过高或过低的温度都会影响酶催化活性,从而影响生物柴油产率和质量。
b. 底物比:非食用植物油中甘油三酯的含量对生物柴油产率有直接影响,因此底物比的选择是过程优化中需要考虑的关键因素之一。
c. 催化剂用量:适量的脂肪酶用量可以提高生物柴油的产率和质量,但过量的使用会增加成本。
4. 优化过程及成果通过对反应温度、底物比和催化剂用量进行系统优化,我们成功提高了非食用植物油制备生物柴油的产率和质量。
最终形成了一套稳定、高效的生产工艺,为生物柴油产业的发展提供了坚实的技术支持。
5. 个人理解与展望通过对脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油过程的优化研究,我对生物柴油生产技术有了更深刻的理解。
未来,我将继续关注这一领域的前沿动态,并致力于研究出更高效、环保和可持续的生物柴油生产技术,为推动清洁能源的发展贡献自己的力量。
总结:通过本文的探讨,我们了解了脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油的过程优化技术,以及这一技术在生物柴油产业中的重要作用。
我们也展望了未来这一领域的发展前景,为环保和可持续能源的发展贡献了我们的智慧和力量。
以上是本文对脂肪酶催化非食用植物油制备生物柴油的过程优化的探讨,希望对你有所帮助。
生物柴油制备技术介绍
![生物柴油制备技术介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/83a3a57c27284b73f2425089.png)
生物柴油制备技术介绍目前,生物柴油的制备方法主要有直接混合法、微乳化法、高温裂解法和酯交换法。
前两种方法属于物理方法,虽然简单易行,能降低动植物油的粘度,但十六烷值不高,燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。
高温裂解法过程简单,没有污染物产生,缺点是在高温下进行,需催化剂,裂解设备昂贵,反应程度难控制,且高温裂解法主要产品是生物汽油,生物柴油产量不高。
工业上生产生物柴油主要方法是酯交换法。
在酯交换反应中,油料主要成分三甘油酯与各种短链醇在催化剂作用下发生酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油。
可用于酯交换的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇,其中最常用的是甲醇,这是由于甲醇价格较低,碳链短,极性强,能够很快与脂肪酸甘油酯发生反应,且碱性催化剂易溶于甲醇。
酯交换反应是可逆反应,过量的醇可使平衡向生成物的方向移动,所以醇的实际用量远大于其化学计量比。
反应所使用的催化剂可以是碱、酸或酶催化剂等,它可加快反应速率以提高产率。
酯交换反应是由一系列串联反应组成,三甘油酯分步转变为二甘油酯、单甘油酯,最后转变成甘油,每一步反应均产生一个酯。
酯交换法包括酸催化、碱催化、生物酶催化和超临界酯交换法等。
(1)酸催化法。
酸催化法用到的催化剂为酸性催化剂,主要有硫酸、盐酸和磷酸等。
在酸催化法条件下,游离脂肪酸会发生酯化反应,且酯化反应速率要远快与酯交换速率,因此该法适用于游离脂肪酸和水分含量高的油脂制备生物柴油,其产率高,但反应温度和压力高,甲醇用量大,反应速度慢,反应设备需要不锈钢材料。
工业上酸催化法受到关注程度远小于碱催化法。
(2)碱催化法。
碱催化法采用的催化剂为碱性催化剂,一般为NaOH、KOH、NaOH 以及有机胺等。
在无水情况下,碱性催化剂酯交换活性通常比酸性催化剂高。
传统的生产过程是采用在甲醇中溶解度较大的碱金属氢氧化物作为均相催化剂,它们的催化活性与其碱度相关。
碱金属氢氧化物中,KOH比NaOH具有更高的活性。
用KOH作催化剂进行酯交换反应典型的条件是:甲醇用量5%-21%,KOH用量0.1%~1%,反应温度25-60℃,而用NaOH 作催化剂通常要在60℃下反应才能得到相应的反应速率。
酶法生产生物柴油的优化研究
![酶法生产生物柴油的优化研究](https://img.taocdn.com/s3/m/97efe275effdc8d376eeaeaad1f34693dbef105b.png)
酶法生产生物柴油的优化研究第一章:引言生物柴油是一种可再生的、环保的燃料,与传统的石油燃料相比,其排放的二氧化碳减少了80%。
酶法生产生物柴油是一种新兴的技术路线,它使用酶作为催化剂,将油脂转化为生物柴油。
这种方法具有高效、低成本、换向性好、不含有毒的催化剂等优点。
然而,生物柴油的制造仍面临着一些技术难题,如选择适宜的酶催化剂、优化反应条件、提高生产效率等。
因此,优化酶法生产生物柴油技术显得尤为重要。
第二章:酶法生产生物柴油的基本原理和产物特性酶法生产生物柴油的基本原理是利用酶催化作用将油脂分解为脂肪酸和甘油,再通过酯化和转酯化反应得到生物柴油。
生物柴油与传统的石油燃料相比,具有以下几个特性:一是环保性好,其污染物排放量少,不会产生二氧化碳等温室气体。
二是可再生性强,使用生物柴油可以减少对石油资源的依赖性。
三是经济性好,生物柴油产业链可使许多非农地区农民转向产业化经营,同时降低生产成本。
第三章:酶催化剂的选择酶催化剂是酶法生产生物柴油的关键,其影响反应的转化率和选择率。
脂肪酶是目前使用较多的酶催化剂之一,其能够催化脂肪酸与醇之间的酯交换反应,将油脂转化为生物柴油。
但是,脂肪酶催化剂存在居中处理难、催化不稳定等缺点。
近年来,蛋白酶、水解酶、细胞壁水解酶等新型酶催化剂被人们研究和应用,其中水解酶得到了广泛应用。
酶催化剂的选择应根据所要处理原料的性质、反应条件、环保性及应用成本等多种因素加以考虑。
第四章:反应条件的优化反应条件是酶催化剂催化反应的重要参数,包括温度、pH、酶量、反应时间等。
对于每种酶催化剂而言,其反应条件不同。
温度和pH是影响酶活性和酶稳定性的主要因素。
通常,酶催化反应最适宜的温度和pH范围应在酶催化剂说明书中注明。
酶量和反应时间直接影响反应的速率和产物的转化率。
实验表明,在酶量饱和的情况下,增加反应时间可以增加酯化率,但减少醇的浓度会影响酯化率。
第五章:生产效率的提高为了提高生产效率,酶法生产生物柴油需要采用一系列手段。
生物学在生物柴油研发中的应用
![生物学在生物柴油研发中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/56d7e113bf23482fb4daa58da0116c175f0e1e09.png)
生物学在生物柴油研发中的应用生物柴油是一种可再生能源,由植物油或动物脂肪转化而来。
与传统的石油燃料相比,生物柴油具有更低的温室气体排放和对环境的影响较小的优势。
在生物柴油的研发过程中,生物学起到了重要的作用。
本文将探讨生物学在生物柴油研发中的应用。
1. 基因工程技术基因工程技术是利用生物学知识与技术手段对生物体的基因进行修改和组合,以达到改善其性状的目的。
在生物柴油的研发中,基因工程技术可以用来改良植物以增加其油含量或改变脂肪酸组成。
例如,科学家们通过转基因技术改造油菜等植物,使其产生更多的种子油,从而提高了生物柴油的产量。
2. 微生物降解技术微生物降解技术是指利用微生物对有机废弃物进行降解的技术。
在生物柴油的生产过程中,需要将植物油或动物脂肪转化为可燃的柴油。
微生物降解技术可以用来分解植物油或动物脂肪中的复杂脂肪酸结构,使其更易于转化为柴油。
此外,微生物还可以降解废弃物中的有害物质,减少环境污染。
3. 酶催化技术酶催化技术是指利用酶作为催化剂来促进化学反应的技术。
在生物柴油的生产中,酶催化技术可以用来提高转化效率和产品纯度。
例如,利用脂肪酶催化反应可以将植物油或动物脂肪转化为甘油和酯类。
酶催化技术不仅具有高效、高选择性的优点,还能够在较低的温度和环境友好的条件下进行反应。
4. 细胞培养技术细胞培养技术是指在无菌条件下,以培养基为基础培养和繁殖细胞。
在生物柴油的生产中,细胞培养技术可以用来大规模培养生物柴油生产菌株。
通过控制培养条件,可以优化生物柴油生产菌株的生长和代谢过程,提高生产效率和产量。
5. 生物安全评估技术生物安全评估技术是指对转基因微生物和转基因植物进行风险评估的技术。
在生物柴油的研发过程中,需要对转基因植物或微生物进行安全性评估,以确保其在生产和应用过程中不会对环境和人类健康造成不良影响。
生物安全评估技术可以评估转基因生物的传播风险、生态风险和食品安全风险等。
综上所述,生物学在生物柴油研发中发挥着重要的作用。
脂肪酶催化合成生物柴油的瓶颈问题及其对策研究进展
![脂肪酶催化合成生物柴油的瓶颈问题及其对策研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/b273dc571611cc7931b765ce05087632311274c2.png)
脂肪酶催化合成生物柴油的瓶颈问题及其对策研究进展
生物柴油是一种由生物质或油脂转化制备的可再生能源,因为其具有低环境影响、可持续、安全性高等特点,受到了广泛关注。
而脂肪酶催化合成是生物柴油制备过程中的关键步骤之一,但其存在一些瓶颈问题,阻碍了生物柴油的大规模生产。
目前,脂肪酶催化合成生物柴油的瓶颈问题主要有以下几个方面:
1.催化效率低:脂肪酶在催化转化过程中易受到温度、pH值、离子强度、酶浓度等多种因素的影响,导致酶的催化效率受到限制。
2.废催化剂处理:由于催化剂需要用于多次催化反应,因此过
多的催化剂积累会影响生物柴油的纯度和成本,并带来环境污染问题。
3.底物多样性:生物柴油的原料可以是多种油脂,但不同种类
的油脂在脂肪酶催化反应中的反应性有所差异,影响了生物柴油的质量。
针对以上瓶颈问题,科学家们提出了一些对策:
1.催化剂改良技术:采用改性、复合、固定化等技术对催化剂
进行改良,提高其催化效率和稳定性,例如采用金属氧化物、离子液体、聚合物材料等进行催化剂的改良。
2.催化剂回收利用技术:通过反应后的催化剂的回收和再利用,降低成本,减少污染,增加生产效率。
例如采用超滤、透析、聚集、膜分离等技术进行催化剂回收。
3.优化反应条件:通过优化反应条件,如调节 pH 值、温度、
反应物配比等,使反应条件更加适合酶的催化反应,提高反应效率和选择性。
综上所述,尽管脂肪酶催化合成生物柴油面临一些瓶颈问题,但科学家们通过改良催化剂、回收利用催化剂和优化反应条件等方式,取得了一定的进展。
随着科技的不断发展,相信这些困难将得到进一步的克服,使生物柴油的生产更加可持续、环境友好。
生物柴油技术介绍之九
![生物柴油技术介绍之九](https://img.taocdn.com/s3/m/98c745f04693daef5ef73d75.png)
生物柴油技术之九摘要:伴随着能源危机和环境污染的日益严重,更多的新技术被重视。
生物柴油做为一种可再生资源,已经被越来越多的国家提及并研究投入生产。
本文简述了生物柴油各种制备方法,重点介绍了酯交换法,并对各类方法简单做了评价。
关键词:生物柴油;酯交换法1. 前言随着化石燃料的枯竭以及环境污染的日益严重,全球范围内的能源危机使得寻求新的代替型能源已经是必然趋势,生物柴油( Biodiesel) 是指以油料作物、野生油料植物、餐饮废油等为原料,通过酯交换工艺制成有机脂肪酸酯类燃料, 是典型的“绿色能源”[1]。
生物柴油作为一种可再生能源,因十六烷值高、无毒、无硫、可再生以及可生物降解等突出优势成为倍受关注的研究热点课题[2- 3]。
它具有环保性好、安全性高、低温启动性好、可燃性和润滑性好等优越性[4]。
目前世界上超过95% 的生物柴油制备是以食用油为原料的,尽管现阶段存在生产成本过高等缺点, 但是通过合理开发利用, 可以有效缓解石化柴油供应紧张的局面。
因此生物柴油具有巨大的发展潜力,将对保证石油安全、保证生态环境、促进农业和制造业的发展、提高农民的收入等产生十分重大的作用[5]。
生物柴油的原料来源广泛[6],如菜籽油、棉籽油、大豆油、花生油、玉米油、猪油、牛油、藻类油脂、餐饮业废油脂等。
2. 生物柴油的特点生物柴油与石化柴油相比有以下优点:十六烷值较高,大于49( 石化柴油为45 ),抗爆性能优于石化柴油;含氧量高于石化柴油,可达11%,在燃烧过程中所需的氧气量较石化柴油少,燃烧、点火性能优于石化柴油;不含芳香族烃类成分而不具致癌性, 并不含硫、铅、卤素等有害物质;无须改动柴油机,可直接添加使用;生物柴油的闪点较石化柴油高, 有利于安全运输、储存;不含石蜡,低温流动性好,适用区域广泛[7-9]。
生物柴油是典型的“绿色能源”,生产生物柴油的能耗仅为石油柴油的25 % ,可显著减少燃烧污染排放;生物柴油无毒,生物降解率高达98 % ,降解速率是石油柴油的2 倍;生产生物柴油适用的植物可以改善土壤,保护生态,减少水土流失;利用餐饮废油脂生产生物柴油,可以减少废油直接进人环境或重新进人食用油系统,有较大的环境价值和社会价值[10]。
脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油工艺优化
![脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油工艺优化](https://img.taocdn.com/s3/m/2a1f8dc15ff7ba0d4a7302768e9951e79b8969eb.png)
脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油工艺优化随着环保意识的日益提高和能源危机的严重化,生物柴油作为一种绿色能源备受关注。
菜籽油在生物柴油生产中具有广泛的应用,但其高质量生产的成本较高、效率较低,同时菜籽油中的游离脂肪酸含量较高,容易引起催化剂的失效等问题,因此需要对脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油工艺进行优化。
优化催化剂的选择是脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油的重要环节之一。
一般来讲,脂肪酶可以分为水溶性脂肪酶和有机溶剂脂肪酶两种类型。
其中有机溶剂脂肪酶多用于聚合物的合成,而水溶性脂肪酶则适用于催化生物柴油的合成。
在实验条件下,通过对比研究,发现水溶性脂肪酶能够有效提高菜籽油转化率、降低游离脂肪酸含量,并且具有较好的重复性和催化效率,因此应作为优化催化剂的首选。
优化反应条件是脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油的另一个重要环节。
反应时间、催化剂用量、反应温度等反应条件都对催化菜籽油制备生物柴油的转化率、选择性和纯度等有着重要的影响。
一般来说,随着反应时间的延长,菜籽油的转化率会逐渐提高;但是时间过长会导致生物柴油中的杂质增多,降低其质量。
此外,催化剂用量也是影响反应结果的关键因素。
催化剂用量过多会导致催化剂失活并降低产品收率,而用量过少则会影响反应速率,从而影响产品质量。
在反应温度方面,菜籽油和催化剂的亲热性随着温度升高而增大,使得反应速率加快,但是过高的温度也会导致产品收率下降和产物生长情况不良。
因此,通过对这些关键参数的优化,可以得到高效率、高收率、高选择性、高纯度的生物柴油。
此外,还可以通过优化菜籽油的预处理方法,进一步提高生物柴油的产率和质量。
一些研究表明,在酸碱催化剂引发的预处理中,碱处理可以有效降低菜籽油中游离脂肪酸的含量,有利于提高生物柴油的转化率和产量;酸处理则有助于降低游离脂肪酸的含量,并能够降低催化剂的失效。
此外,还可以采用微波辅助提取、超声波处理等方法对菜籽油进行预处理,在提高生物柴油产率的同时,降低能耗,提高生产效率。
酶催化餐饮业废油脂生产生物柴油的研究
![酶催化餐饮业废油脂生产生物柴油的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/cab465a80029bd64783e2c75.png)
生物 柴油作 为一 种 清 洁 的可 再生 能 源 , 主要 是通
过 低分子 量 的醇 和油脂进 行 酯交换 反应后 而得 到 的长
油, 主要探讨 了 甲醇 、 始水 活度 以及反 应温度 对酯 交 初
换 反 应 的影 响 。
链脂 肪酸单 酯 , 优质 的石化 柴油替 代 品 , 是 具有 近似石
在 5 0mL带 塞 三 角 瓶 中加 入 1 物 , 反 应 温 0g底 于 度 下 预 热 约 5 mi , 入 0 3 g 固 定 化 且 n加 . 肪 酶 No — v z m 4 5 在 2 0r・ n 的 振 荡 速 度 下 进 行 反 应 。 oy 3 , 0 mi
加 法 , 醇总 转 化 率 可 以明 显提 高到 8 以上 。反 应 体 系 的 最适 初 始 水 活度 应 控 制 在 0 5 ~ 0 7 甲 O . 4 . 5之 间 , 着 反 应 温度 随 的升 高 , 交换 反 应 的 速度 加 快 , 酶 失 活 率 也 随 之 增 大 。 酯 但 关 键 词 : 肪 酶 ; 油脂 ; 酯反 应 ; 物 柴 油 脂 废 转 生 中 图 分 类号 : Q 6 5 Q 5 T 4 5 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 6 2 5 2 ( 0 8 O —0 2 —0 17 — 4 5 2 0 ) 1 0 4 3
作 者 以固定化 脂 肪酶 作 为 催 化剂 , 无 溶 剂 系统 在
中利用 餐饮业 废油脂 和 甲醇 的酯交换 反应 生产生 物 柴
3 0mm) 流动 相 : 酮 : 0 ; 丙 乙腈 =8: ( = 2 体积 比) 流速 : = ,
、
基 金 项 目 : 川 省 科技 厅 应 用基 础 项 目( 4 Y 2 — 0 ) 四 0 J 0 9 1 9 ,四 川 省 教 育 厅 青 年 基 金 项 目( 0 4 0 7 20B 1) 收稿 日期 : 0 7 9 2 2 0 ~O — 6
生物酶法制备生物柴油综述
![生物酶法制备生物柴油综述](https://img.taocdn.com/s3/m/bfa9d80403d8ce2f00662323.png)
生物酶法制备生物柴油研究综述赵文超(中北大学化工与环境学院生物工程专业030051)摘要:就生物酶法制备生物柴油的研究现状进行了扼要概括,探讨了固定化脂肪酶法、液体酶法和全细胞催化法制备生物柴油的最新工艺进展。
关键词:生物酶;生物柴油;固定化脂肪酶;液体酶;全细胞分类号:TQ645:TQ514作者简介:赵文超,男,在读本科生,研究方向:生物工程。
生物柴油是利用动植物油脂的低碳醇在催化剂的作用下经酯交换反应生成的脂肪酸酯[1]。
作为一种新型环保的可再生替代燃油燃料,生物柴油在近几十年来已成为学者们热衷的研究对象。
生物柴油与化石燃料相比,具有低闪点、低含硫量、温室气体净排放量为零等优势,可以替代普通柴油更为清洁、安全地使用,极具发展前景。
生物柴油的合成需要催化剂的参与,催化剂可以为酸、碱或酶。
酸催化法对原料油脂要求较高,会产生大量废酸,且催化剂难以回收利用;碱催化法要求原料酸价小于1,含水量小于0.5%,生产工艺复杂,易皂化;相比之下,酶催化反应条件温和,对原料油脂的品质基本无要求,反应产物易分离,应用较为广泛[2]。
油脂与醇进行酯交换反应通常使用的酶催化剂为脂肪酶。
脂肪酶在自然界中来源丰富,现已能从60 多种微生物中获取相应脂肪酶[3]。
目前商业化的脂肪酶种类繁多,主要包括Lipase A K, Lipase P S, LipozymeRM IM, Lipase PS-30, Novozym 435 等。
脂肪酶的来源不同,反应工艺往往不同。
1 酶法制备生物柴油的影响因素直接影响酶法制备生物柴油转化速率的因素包括:油醇比、酶种类、酶用量、反应温度、水含量等。
反应时间不直接影响酶法制备生物柴油的转化率,但直接影响反应平衡程度和反应产物饱和度等,随着反应时间的延长,生物柴油的转化率最后趋于一定值[4]。
酶活性直接受反应体系中甲醇含量的影响。
当底物为混合物时,反应体系中甲醇的含量可适当提高。
为避免酶失活,可将甲醇分次加入。
生物柴油的制备及其副产物的纯化方法研究
![生物柴油的制备及其副产物的纯化方法研究](https://img.taocdn.com/s3/m/286c2624854769eae009581b6bd97f192279bfb6.png)
生物柴油的制备及其副产物的纯化方法研究
制备生物柴油是在生物酶催化作用下将植物油中的长链脂肪酸开环分解为折氢后的烷烃柴油,以达到制备生物柴油的目的。
生物柴油制备的关键步骤是利用能保护植物油中的长链脂肪酸的酶,包括甘油脂酶和加氢脂酶,将植物油中的长链脂肪酸开环分解。
开环后的烷烃经过过滤提纯后,就能经过再脱盐和再氢加工,得到高纯度的生物柴油。
生物柴油的纯化主要使用精馏法,精馏是生物柴油纯化的最常用方法,它把生物柴油混合物以温度梯度的方式从加热蒸馏塔中按化学性质分净,这样可以得到更高纯度的生物柴油。
另外,离子交换法、凝胶层析法和深层吸附法也可以用于纯化生物柴油。
总之,生物柴油制备并不是一件轻而易举的任务,不仅要利用能够保护植物油中的长链脂肪酸的酶,还要有高效的纯化方法来提纯所获得的生物柴油。
只有实现上述的两个步骤,才能获得高纯度的生物柴油。
生物酶法制备生物柴油研究综述.
![生物酶法制备生物柴油研究综述.](https://img.taocdn.com/s3/m/de2ec4aaaeaad1f347933f44.png)
生物酶法制备生物柴油研究综述分数低于0.0005 %,十六烷值高达73.6,在0#柴油中添加了 20%的生物柴油后,尾气排放中 CO 降低了28%,未燃烧的碳氢化合物降低了 36 %,NOx降低了24 %,全负荷烟度下降幅度达到 0.2~0.9 Rb。
蔡志强等[10]探究了固定化脂肪酶分别催化酯化与醇解两种方法合成生物柴油的最佳工艺条件。
研究发现,酯化工艺的最佳工艺条件是:2%固定化脂肪酶,温度为30 ℃,油酸∶甲醇=1∶1(摩尔比),分 2 次等摩尔流加甲醇,反应时间 24 h,或分 3 次等摩尔流加甲醇,反应时间 36 h,酯化率都可以达到 95%以上;醇解的最佳工艺条件是:4%固定化脂肪酶,温度为30 ℃,菜籽油∶甲醇=1∶3(摩尔比),分 3 次等摩尔流加甲醇,反应时间为 48 h,酯化率可以达到 95%以上,去除下层甘油后,菜籽油甲酯纯度可达 98%。
安永磊等[11]利用固定化脂肪酶催化餐饮废油与乙醇反应制备生物柴油。
通过实验获得了酯化反应的最佳条件:反应温度47 ℃,有机溶剂为正己烷,醇油比3∶1,5 次投加乙醇,酶用量为 0.3 g,反应时间 32 h 时,生物柴油产率可达 81%。
徐桂转等[12]利用固定化脂肪酶 Novozym 435,在无有机溶剂存在的情况下,催化菜籽油与甲醇酯交换反应制取生物柴油。
研究得到了菜籽油间歇酯交换反应的适宜工艺条件:转速200 r/min,反应温度:50 ℃,甲醇∶菜籽油=1∶5(摩尔比),酶用量 10%(与菜籽油的质量比)。
反应分两次加入等量甲醇,即先加入总量一半的甲醇,反应 10 h(菜籽油的酯交换率达到 47%);再加入剩下全部甲醇,反应26 h(酯交换率达到80%)。
唐凤仙等[13]以戊二醛交联壳聚糖固定的 A.niger Li-38脂肪酶催化棉籽毛油合成生物柴油取得了不错的效果。
研究发现该固定化酶的贮藏稳定性较好,室温放置 12 d, 酶活性仍能保持 80%以上。
脂肪酶催化合成生物柴油的研究
![脂肪酶催化合成生物柴油的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/45d3d7e427fff705cc1755270722192e44365877.png)
脂肪酶催化合成生物柴油的研究
一、前言
随着能源需求的不断增长和环境污染的日益严重,生物柴油作为一种
替代石油能源、减少大气污染的新型燃料备受关注。
而在生物柴油的
生产中,脂肪酶催化合成方法在最近几年里备受瞩目。
二、什么是脂肪酶催化合成法
脂肪酶是一种催化加入烃基的酶,它可将甘油和不饱和脂肪酸进行酯
化反应,得到生物柴油。
脂肪酶催化合成法不仅操作简便,能够产生
高纯度的物质,而且反应产生的水分可直接循环使用,大大减少了生
产成本和污染。
三、如何提高脂肪酶催化合成法的效率
虽然脂肪酶催化合成法具有很多优点,但它也存在着一些问题,例如
酶催化剂的高成本、反应速率的低下、化学稳定性差等。
这些问题导
致了脂肪酶催化合成法不能成为一种大规模生产生物柴油的有效方法。
为了克服这些问题,研究人员进行了大量实验和研究。
他们发现,通
过改进反应条件、改善酶催化剂的活性、提高反应物质的浓度等方式,可以显著提高脂肪酶催化合成法的效率。
四、未来展望
虽然脂肪酶催化合成法在实验室中取得了一定的进展,但目前还不能大规模应用于生产。
未来,研究人员需要继续努力,提高酶催化剂的活性、开发新型酶催化剂、改善酶的稳定性等,以逐步实现生产规模化。
总之,脂肪酶催化合成法作为一种绿色、节约能源的生物柴油生产方法,具有广泛的应用前景,我们相信通过不断地努力和发展,它将会成为未来的主流生产方法。
生物柴油的生产及应用新技术
![生物柴油的生产及应用新技术](https://img.taocdn.com/s3/m/fcac212a58eef8c75fbfc77da26925c52dc59154.png)
生物柴油的生产及应用新技术生物柴油是指利用植物油、动物油或油脂等可再生资源制成的一种油品,与石油柴油具有相同的能量密度和燃烧性能,但由于其来源于可再生资源,其二氧化碳排放量较少,所以被视为一种环保的能源。
该技术的目标是实现可持续发展,减少对环境和气候的负面影响。
生物柴油生产的技术正在不断改进,下文将重点介绍生物柴油的生产及应用新技术。
生物柴油的生产技术生物柴油生产技术包括化学法、生物反应器法、超声波法、微波法等。
其中,酶法是近年来备受研究的一种生产技术,该技术的特点在于,它利用了一种名为酯酶的生物催化剂,能够将植物油或油脂与甲醇反应生成生物柴油。
与传统的酯化反应相比,使用酶催化的反应具有反应速度快、反应条件温和、产率高等优点。
同时,由于酶催化反应不会导致分子间的不可逆化学键破裂,因此生产出的生物柴油的氧化安定性得到了极大的提升。
酶法生产生物柴油的原理是,首先将植物油或油脂与酯化反应的催化剂一起加入反应器中,再加入少量的甲醇,使催化剂能够引起酯化反应。
随着反应的进行,酯化产物会在反应器中积累,同时甲醇也会随着反应的进行不断地添加。
反应器中的温度、反应物的比例和反应时间是关键的参数,控制好这些参数,可以得到高产率、高纯度和高品质的生物柴油。
生物柴油的应用技术由于生物柴油的独特性质和环保性,生物柴油在交通运输、工业生产等领域的应用越来越广泛。
在交通运输领域,生物柴油可以作为柴油发动机的一种替代燃料,不仅能够降低排放物的排放量,还可以提高柴油发动机的震动性和可靠性。
同时,生物柴油还可以作为船舶、飞机等非道路车辆的燃料,用于减少其对大气的污染。
在工业生产领域,生物柴油也可以作为燃料用于各种加热设备中。
同时,生物柴油还可以用作溶剂和高品质的润滑剂,被广泛应用于食品、药品等领域。
生物柴油的应用领域日渐扩大,也提升了生物柴油生产技术的发展和创新。
结论总的来说,生物柴油的生产技术正在向着更加高效、智能、低碳的方向发展。
生物酶法制备生物柴油技术的研究现状
![生物酶法制备生物柴油技术的研究现状](https://img.taocdn.com/s3/m/7d48f340b42acfc789eb172ded630b1c59ee9b81.png)
生物酶法制备生物柴油技术的研究现状生物柴油,是指利用油脂类、植物油等生物资源进行提炼而得到的一种绿色环保型燃料,具有卓越的环保优势,成为现代化石燃料的重要替代品。
相比传统柴油,生物柴油具有较高的氧化稳定性,能够较好地保护发动机,同时在碳排放和颗粒物排放等环保方面也具有显著优势。
目前,生物柴油技术正逐渐发展成为绿色低碳能源领域的热点之一。
生物酶法制备生物柴油,是指利用生物酶(即酶类催化剂)帮助烃类油脂在温和条件下发生脱水酯化反应,从而得到生物柴油的一种工艺。
生物酶催化制备生物柴油相对于传统钠催化技术具有制备条件温和、制备工艺简单、反应速度快、催化剂易于回收等优势,因此被视为未来生物柴油工业化生产的有前景的技术路线之一。
随着研究的不断深入,目前生物酶法制备生物柴油技术正朝着更加高效、绿色可持续的方向不断发展。
下面,我们就来分别探讨当前该领域的研究现状,以及生物酶法制备生物柴油技术所面临的挑战和前景。
一、生物酶法制备生物柴油技术研究现状1.研究框架在研究生物酶法制备生物柴油技术过程中,相关领域的专家学者采用了多种不同的研究框架,包括传统酶学研究、反应工程学研究、反应动力学研究等方面。
近年来,包括多酯化合物合成过程、催化酶种类以及反应底物配比等在内的多个研究热点已被逐渐认识和发掘。
2.生物酶种类目前已开展的生物酶催化反应类型研究涉及到了多种不同的催化酶种,包括酶esterase以及酯水解酶等。
其中,酶esterase类催化制备生物柴油是目前具有较为广泛应用的一类技术之一。
除此之外,利用了脂肪酸生物酶进行合成反应也具有广泛的应用前景。
3. 反应底物生物柴油的制备过程中需要选择合适的反应底物,例如酯化反应涉及到甲酸甲酯等多种底物,脂肪酸的合成反应涉及到脂肪酸、油酸苯甲酸酯、油酸甲酯等底物。
合适的反应底物和反应配比能够加速生物酶催化制备生物柴油的效率。
二、生物酶法制备生物柴油技术所面临的挑战1. 酶催化稳定性的需求在酶催化合成生物柴油的过程中,催化酶的稳定性极为重要。
生物酶法制备生物柴油
![生物酶法制备生物柴油](https://img.taocdn.com/s3/m/77b2d7353169a4517623a309.png)
生物酶法制备生物柴油摘要:石油资源日益匮乏,生物柴油已经成为国际新能源研究的热点。
生产方法以及生产原料成为生物柴油发展的两大瓶颈。
生物柴油主要是以动植物油为原料,通过酯交换反应而制备的长链脂肪酸酯类物质。
目前生物柴油的生产工艺主要有化学法和生物酶法。
化学法是当前的主流工艺,但存在能耗高、工艺复杂、醇消耗量大、环境污染等缺点。
生物酶法具有对原料中脂肪酸和水含量要求低、工艺简单、反应条件温和、选择性高、醇用量小、副产物少、生成的甘油容易回收且无需进行废液处理等优点,因而被认为是取代化学法生产生物柴油的绿色工艺。
生物酶法包括游离脂肪酶催化法、离子液体脂肪酶催化法、固定化脂肪酶催化法和细胞内脂肪酶催化法等。
全细胞酶法弥补了脂肪酶的生产成本高、使用寿命短、易失活等不足,节省了设备和运行维护费用,成为了未来生物柴油制备的发展方向。
收集餐饮废油和工业废油脂,发展高油作物和工程微藻,以此为原料生产生物柴油能够显著降低原料成本。
改进传统生物柴油生产工艺,加快脂肪酶酯化工艺的研发,开发原料适应性广、酯化效率高、连续化、自动化程度高的环保经济新工艺,是目前生物柴油产业发展的核心。
关键词:生物柴油;生物酶法;全细胞酶法1、生物柴油及其利用现状生物柴油(Biodiesel)是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压燃式发动机的清洁替代燃油。
生物的柴油的制备过程是通过酯交换反应进行的,酯交换法是指通过酯基转移作用将高粘度的植物油或动物油脂转化成低粘度的脂肪酸酯,该过程需要一定的催化剂才能进行。
生物柴油作为可再生清洁能源,具有优良的环保特性,无芳烃,含硫低,含氧高,可达11%,十六烷值高,燃烧性能好,润滑性好,闪点高,运输和使用安全等优点。
因此,利用生物柴油作为新能源替代传统柴油,在环保和能源领域都有着非常深远的意义。
随着石油资源的日益匮乏,原油价格的不断攀升,生物柴油的优势尤为凸显,被国际可再生能源界誉为最具发展前景的替代油品,生物柴油的研究也已经成为国际新能源研究的热点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Tankertanker Design
脂肪酶
Tankertanker Design
• 微生物脂肪酶种类较多,一般通过发酵 法生产。
• 按微生物种类不同,又分为真菌类脂肪 酶和细菌类脂肪酶。
脂肪酶
Tankertanker Design
Tankertanker Design
• 同时该法存在工艺复杂,醇消耗量大,产 品不易回收,环境污染大等缺点口。
•
严重酸败的餐饮业废油脂不适用于化学转
化工艺,这是因为废油脂中大量(>2%)的
游离脂肪酸会与碱催化剂发生不可逆的皂化反
应,导致催化剂毒,使甲酯产率大大降低。
生物柴油
Tankertanker Design
Tankertanker Design
生物柴油
Tankertanker Design
•
目前生物柴油主要是用化学法生产,即
动植物油脂与甲醇在高强度酸或碱催化剂下
制备。
•
该法对原料要求较严格,导致生产成本
过高(原料成本占总成本的75%左右)。
能否利用廉价的原料生产生物柴油是生物柴
油广泛应用的关键。
生物柴油
之为 “生物柴油 ”。
生物柴油
Tankertanker Design
•
餐饮业废油脂是现代餐饮业的副产品。
由于经过多次反复高温煎炸,不仅其游离
脂肪酸含量高,而且含有上百种醛、酮和 聚合物等氧化产物,是不可食用的废油脂。
•
我国每年的餐饮业废油脂排放量超过
200万吨,废油脂除部分用于生产低附
加值的肥皂外,大部分非法进入饮食业,
生物柴油的酶催化
报告人:
生物柴油
Tankertanker Design
• 烃类柴油使用的主要问题是燃 烧效率较低,对空气污染严重。如 产生大量的颗粒粉尘,CO,排放 量高等。
生物柴油
Tankertanker Design
• 生物柴油这一概念 最早由德国工程师 Dr.Rudolf Diesel于1895 年提出,即用植物油直 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。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 酶法催化合成生物柴油不仅可以用精炼 植物油,而且可以用餐饮废油作为原料 , 比碱法具有更好的适应性。同时反应条件温 和,产物分离简单,不产生工艺废水
• 用连续化的生物反应器工艺,酶可以长 期使用而不失活,从而大大降低了酶的成本
展望
Tankertanker Design
•
但是和碱法催化反应相比,转化率较
脂肪酶
Tankertanker Design
•
由于商业化的脂肪酶成本较高,在合成
生物柴油时,许多研究者都在致力于用固定
化的方法来降低成本。
•
通过吸附、交联、包埋等方法来固定化
脂肪酶,固定化酶可以在反应结束后从体系
中分离回收,重新催化新的反应。这样可以
实现酶的长期使用,降低工艺成本。
展望
Tankertanker Design
• 在催化合成生物柴油反应过程中, 不同的脂肪酶,酶活性和特异性不完 全相同。
• 脂肪酶按催化特异性可以分为三类。
脂肪酶
Tankertanker Design
• 第一类脂肪酶,对甘油酯上的酰 基的位置没有选择性,可以水解甘油 三酯中的所有酰基,得到脂肪酸和甘 油。
• 第二类脂肪酶对脂肪酸种类和链 长有特异性。
生物柴油
Tankertanker Design
生物柴油
Tankertanker Design
生物柴油
Tankertanker Design
•
用脂肪酶代替酸碱催化剂合成生物柴
油的报道已有很多,酶法合成生物柴油具
有条件温和,用量小,产品易于收集,无
污染排放等优点。
•
酶法转化不仅克服化学法能耗高、产
脂肪酶
Tankertanker Design
• 第三类脂肪酶,可以水解甘油三酯 中的l,3位酰基,得到脂肪酸、甘油 二酯(1,2-甘油二酯和2,3-甘油 二酯)和单甘酯(2-单甘酯)。
脂肪酶
Tankertanker Design
• 用于催化合成生物柴油的脂肪酶 主要是真菌类脂肪酶,这些酶生产较 为方便,和动物脂肪酶相比具有更高 的活性。
物难于回收和废碱液污染环境等缺点,而
且反应条件温和,对原料要求低,能以餐
饮业废油脂等廉价的动植物油脂为原料,
故日益受到人们的青睐。
脂肪酶
Tankertanker Design
• 脂肪酶是一类可以催化甘油三酯合成和 分解的酶的总称,它同时还可以催化酯交换 反应,广泛分布于动物、植物和微生物组织 和器官中。
低。存在反应周期长缺点。
• 相信随着基因工程发展会得到活力更 强、对甲醇耐受能力更强的酶,而进一步 提高反应转化率和缩短反应周期。酶法催 化合成生物柴油 由于其特有的优点,一定
具有良好的工业化应用前景。
Tankertanker Design
Dr.Rudolf Diesel (1858-1913)
生物柴油
Tankertanker Design
•
1983年,美国和德国等国科学家
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酯代替柴油。这
种改性后的油脂有着与柴油十分相似的理
化性质,且燃烧完全,而无污染排放,称
产生了危害极大的“潲水油 ”问题。
生物柴油
•
以废油脂为原料
生产生物柴油,不仅
可以废物资源化,降
低生物柴油的生产成
本,而且能有效地解
决“潲水油 ”问题。
Tankertanker Design
生物柴油
• 生物柴油是生物 质能的一种形式,是 以动植物油脂为原料 生产的可再生的绿色 能源。
• 主要成分为脂肪 酸甲酯。