生物酶法制备生物柴油

三、全细胞法
国内外利用微生物胞内脂肪酶催化合成生物柴 油的报道还不多。
目前的报道主要来自日本Kobe大学的化学科学 和工程实验室Kazuhiro等人将根霉菌 Rhizopusoryzae固定在聚氨酯泡沫体颗粒上。
为了避免过量甲醇对脂肪酶及细胞带来的毒害, 采用分3步加入甲醇的方式。
三、全细胞法
清华大学化学工程系陈 新、里 伟、杜 伟、 刘德华、丁富新等人在实验室以聚氨酯泡 沫为载体固 Rhizopusoryzae(R.oryzae)IFO4697全细胞在 叔丁醇介质体系中催化制备生物柴油,研究 发现其回用稳定性得到显著提高,而且原料 油脂中游离脂肪酸、水分、磷脂等成分对 其催化性能及回用稳定性无明显影响。
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百度文库 四、展望
随着能源危机和环境污染的加剧,开发绿色 的可再生能源是人类摆脱此窘境的蹊径。 生物酶法催化制备生物柴油反应条件温和, 无污染物排放,符合绿色化学发展的方向,但 脂肪酶生产成本高,酶易失活,使用寿命短等 成为其产业化的瓶颈。相信通过非水酶学 与化学、生物学、微生物学、分子生物学 等学科的有机结合,生物酶法制备生物柴油 的上述问题有望得到解决。
当反应体系中含有质量分数为15%的水时,甲酯 得率可以高达90%。
为了提高R.oryzaeIFO4697的回用稳定 性,Kazuhiro等人还考察了戊二醛交联处理对固 定化米根霉细胞脂肪酶活性的影响。
方法：用质量分数为011%的戊二醛溶液处理后, 经过6次回用。
结果：胞内脂肪酶的活性并没有明显的下降。 另发现：利用不同的脂肪酸作为碳源,细胞膜的 脂肪酸组成不同,细胞催化剂的催化活性和稳定 性也不同,不饱和脂肪酸有利于提高细胞膜的通 透性,使酶催化活性提高,而饱和脂肪酸有利于 提高细胞的刚性,使酶稳定性提高。
(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。
针对传统酶法工艺中以甲醇作为酰基受体, 过高的甲醇浓度会导致脂肪酶的严重失活, 甲醇必须分步加入且醇解反应的副产物(甘 油)容易吸附在固定化酶表面从而导致酶活 性下降的现状,开发了采用新型酰基受体乙 酸甲酯制备生物柴油的工艺。
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：
生物酶法制备生物柴油
随着世界石油资源的消耗和日益严重的环境污染, 开发绿色可再生能源成为人类摆脱能源匮乏和环 境污染困扰而势在必行的重要举措。
生物柴油是可再生能源,具备良好的环境友好性, 可生物降解,与传统的化石柴油相比,由于生物柴 油氧含量高而燃烧充分,毒害物排放量低而释放较 少的颗粒、二氧化碳、硫氧化物、碳氢化合物、 烟尘等,因此全世界掀起了研究生物柴油的热潮。
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。
1、基于双相体系、油水界面活化效应的特点,液 体酶法催化制备生物柴油的反应速率较快,不受底 物、产物的扩散限制,产物、副产物易分离。 2、液体脂肪酶生产工艺简单,成本低廉。
二、液体脂肪酶法
目前关于液体酶法催化生物柴油的研究还未见 报道。 由于甲醇的积累毒害作用,维持液体脂肪酶功能 构象的氢键体系逐渐被破坏,酶活力随着反应时 间的延长而降低或者消失。