Catalytic properties of a lipase from Photobacterium lipolyticum for biodiesel production containing a high methanol concentration

Biodiesel, an alternative fuel, is generated via the transesterification reaction of vegetable oil or animal oil with alcohol. Currently, many reports have noted that microbial lipases might be utilized for the production of biodiesel. Among them, immobilized Candida antarctica lipase B (Novozym435) is frequently utilized for its biocatalytic efficiency and availability. However, as the enzyme is unstable in a medium containing high concentrations of methanol, a multi-stepwise methanol supply is required for the efficient production of biodiesel. Photobacterium lipolyticum lipase (M37) was determined to be quite stable in a medium containing a high concentration of methanol. The enzyme activity was maintained for longer than 48 h without any loss at a methanol concentration of 10%. In an effort to evaluate enzyme performance in the production of biodiesel, we have compared M37 lipase and Novozym435 in the biodiesel production reaction using fresh or waste oil and methanol. In the 3-stepwise methanol feeding method generally conducted for Novozym435 in biodiesel production, the M37 lipase showed a similar or superior conversion yield to Novozym435. However, the M37 lipase evidenced significantly higher conversion yields in the 2 and 1 step methanol feeding reactions. Particularly in the 1 step process using 10% of methanol where almost no conversion was detected by Novozym435, the biodiesel yield achieved with M37 lipase reached a level of up to 70% of the possible maximum yield. Consequently, this methanol-tolerant lipase, M37, has been shown to be a suitable enzyme for use in the biodiesel production process.     

LCA法在木本生物柴油清洁生产评估方面的应用研究

生命周期评价(LCA)作为一种能全程评估产业链和产品环境影响、资源消耗、净能效率的重要方法,近年来得到了越来越多的关注,也开始被用于生物柴油清洁生产领域,能为产业可持续提供决策依据。对木本生物柴油的LCA体系、评估模型与方法、国内外木本生物柴油LCA研究现状进行了综述。结果显示:木本生物柴油在燃烧阶段相比石化柴油具有清洁排放的优点,但整个生命周期的排放未必清洁,主要与我国燃煤发电、化肥和辅料生产排放有关;木本生物柴油产业作为低碳产业,温室效应和能源消耗均低于石化柴油,整个生命周期中以种植和生产阶段的排放和消耗最大并针对性提出改进措施;未来我国木本生物柴油生命周期评价应通过建设产业标准数据库、更多注重不同原料不同工艺的对比评估、兼顾经济性和生态服务功能的评估进一步拓展木本生物柴油研究的深度和广度。     

高酸值废弃油脂转化生物柴油的技术研究

研究以高酸值废弃油脂为原料,采用共沸蒸馏溶剂酯化-转酯化法制备生物柴油的技术。结果表明,在最佳工艺条件下,酸值高达112 mgKOH/g的废弃油脂转化为生物柴油产品,转化率达到98%以上,产品技术指标达到ASTM 6751标准。     

干法预处理及分酸二步法生产生物柴油新工艺

用化学法生产生物柴油时常规工艺会产生大量的废水,随着国家对环境保护工作的重视,废水处理量大是制约企业生产与发展的一大技术瓶颈。介绍了干法预处理及分酸二步法生产生物柴油的新工艺,主要为原料油经过干法脱杂、油酸分离、分别进行酯化与酯交换、酸碱平衡等工艺过程生产出合格生物柴油。新工艺节能、环保,大大减少了废水排放量。     

地沟油及其生物柴油多参数的基础物性预测及误差分析

为有效解决生物柴油制备过程中所面临的部分临界物性难以测定、重要物性数据缺失等问题,以地沟油为原料,对地沟油及其生物柴油的基础物性参数进行了估算,同时估算出地沟油生物柴油制备过程中所涉及到的部分重要的传递性质和平衡性质数据,并对估算结果作出评价。本研究通过对庞杂的物性估算方法进行整理,选取出较为合适的计算方法,得出了一套完整的地沟油及其生物柴油多参数的基础物性,为地沟油生物柴油的工业制备与应用提供了相应的理论物性参数值。     

生物柴油的生产实践

简单介绍了以泔水油、地沟油及各种废弃动植物油为原料,采用化学法制备生物柴油的生产工艺.就生产过程中原料前处理、设备安装、生产操作、管件及设备质量等方面遇到的一些问题及解决方法进行了阐述,以期为生物柴油生产工艺设计及生产提供参考.     

高酸值废弃油脂脱酸系统设计与应用

为解决高酸值废弃油脂脱酸效果不佳的问题,根据生物柴油转酯化反应对原料油的要求,开发了废弃油脂深度脱胶—脱色—双塔串联脱酸工艺。利用化工模拟软件对废弃油脂脱酸系统进行了模拟,建立了脱酸系统流程模拟模块,输出了日处理900 t废弃油脂的脱酸塔和脂肪酸捕集塔的物料平衡表。对脱酸塔和脂肪酸捕集塔的塔直径、填料高度和填料类型进行选型,并进行了水力学校核,将其气相动能因子和运行负荷率控制在合理范围内。将所开发的废弃油脂深度脱胶—脱色—双塔串联脱酸工艺应用于实际大型生产线,长时间运行表明,该工艺可以将废弃油脂含磷量和脂肪酸含量分别降至3 mg/kg和0.3%以下。采用深度脱胶—脱色—双塔串联脱酸工艺处理高酸值废弃油脂,脱酸效果好,处理后的废弃油脂可作为优质的生物柴油原料。     

废油脂生物柴油燃料重整的方法研究

对废油脂制备生物柴油主要组分的结构特点进行了分析,碳链长度及双键数目对废油脂生物柴油的十六烷值、氧化安定性及低温流动性有重要影响。提出了废油脂生物柴油燃料重整的原理及方法,并对比了重整前后废油脂生物柴油理化性质的变化。研究表明:原料油的脂肪酸酯组成直接影响制取所得生物柴油的脂肪酸酯组成;超临界法及氧化改质能够改善生物柴油的氧化安定性;低温流动性(CFI)改进剂对废油脂生物柴油低温流动性的改善效果明显;二叔丁基过氧化物(DTBP)改进剂能够提高生物柴油的十六烷值。     

Efficient production of fatty acid methyl ester from waste activated bleaching earth using diesel oil as organic solvent

Fatty acid methyl ester (FAME) production from waste activated bleaching earth (ABE) discarded by the crude oil refining industry was investigated using fossil fuel as a solvent in the esterification of triglycerides. Lipase from Candida cylindracea showed the highest stability in diesel oil. Using diesel oil as a solvent, 3 h was sufficient to obtain a yield of approximately 100% of FAME in the presence of 10% lipase from waste ABE. Kerosene was also a good solvent in the esterification of triglycerides embedded in the waste ABE. Fuel analysis showed that the FAME produced using diesel oil as a solvent complied with the Japanese diesel standard and the 10% residual carbon amount was lower than that of FAME produced using other solvents. Use of diesel oil as solvent in the FAME production from the waste ABE simplified the process, because there was no need to separate the organic solvent from the FAME-solvent mixture. These results demonstrate a promising reutilization method for the production of FAME, for use as a biodiesel, from industrial waste resources containing waste vegetable oils.     

餐厨废弃油脂生物柴油对船舶柴油机性能、排放特性以及燃烧特性的影响北大核心CSCD

为探讨生物柴油应用于船舶柴油机的可行性,将餐厨废弃油脂生物柴油与柴油混合,在船舶柴油机上进行试验,测试其对船舶柴油机性能、排放特性和燃烧特性的影响。结果表明:生物柴油混合物的高黏度以及低热值会降低有效热效率,并导致燃油消耗率略有升高;由于生物柴油的高含氧量促进完全燃烧,相比于柴油,燃烧生物柴油混合物后,一氧化碳排放量最高下降17%,二氧化碳排放量最高下降5.1%,二氧化硫排放量最高下降41%,碳烟排放量最高下降36%;生物柴油过快的燃烧速率提高了气缸内的燃烧温度,以及高含氧量促进了氮氧化物的排放;生物柴油混合物燃烧时的缸内压力与柴油非常接近。餐厨废弃油脂生物柴油对船舶柴油机的性能、燃烧特性和排放特性均具有较好的表现,可以作为柴油的替代燃料用于船舶柴油机。     

生物柴油连续化生产实践

介绍了一种目前应用于生物柴油连续化生产的典型工艺——水解固定化床酸化法。水解固定化床酸化法包括熔油、前处理、脱胶、脱色、连续水解、脂肪酸蒸馏、甜水浓缩、酯化、甲醇回收、甲酯脱酸和甾醇制取工段,具有原料适应性广、产品质量稳定、产品收率92%以上、废水废气排放量少、可同时生产脂肪酸和高附加值产品等特点。该工艺虽然综合能耗相对较高,但若算上高附加值产品,则综合产品成本显著降低。     

预处理固定化脂肪酶催化合成生物柴油

探讨了预处理固定化Candida antarctica脂肪酶催化餐饮废油合成生物柴油的过程。将固定化Candida antarctica脂肪酶用叔丁醇处理3h后再用废油浸泡4h，用于催化酯交换反应，酯交换反应速率明显加快。研究发现，固定化Candida antarctica脂肪酶预处理后，过量甲醇对酶的抑制作用仍然存在。采用分步添加甲醇工艺，按总醇油摩尔比3：1，分别在0、0．5、1．0、1．5、2．0、2．5h等量加入甲醇，反应4h后，体系中甲酯含量达到97．86％，反应：效率是未处理固定化酶催化合成生物柴油体系的6倍。固定化酶重复使用仍具有较高活性。     

生物柴油原料中不皂化物和脂肪酸分析

旨在确定生物柴油原料的可利用性,以可作为生物柴油原料的木本植物油脂、餐饮废油和酸化油为研究对象,分析其不皂化物和脂肪酸组成及含量。结果表明：棕榈油等7种木本植物油脂不皂化物含量低于1.10%,脂肪酸含量均高于91.50%,脂肪酸组成以油酸、亚油酸和亚麻酸为主(除棕榈油外);餐饮废油的不皂化物含量变化较大,脂肪酸含量在83.99%～94.87%之间,大部分餐饮废油脂肪酸组成以亚油酸和亚麻酸为主;5种酸化油的脂肪酸含量在71.35%～92.05%之间,椰子酸化油饱和脂肪酸占比为80.06%,其他4种酸化油的脂肪酸组成以不饱和脂肪酸为主。综上,7种木本植物油脂是优良的生物柴油原料,餐饮废油和酸化油作为原料制备生物柴油时要严格控制其质量指标。     

酸催化油脂酯交换反应研究进展

生物柴油是一种环境友好性可再生资源,可由动植物油脂酯交换反应制备,其制备方法主要有直接混合法、微乳法、热裂解法和酯交换法等;目前,酯交换法是最普遍使用一种方法。该文简要介绍生物柴油制备方法,综述酸催化法制备生物柴油研究现状,均相酸催化剂虽反应产率高,但废催化剂会带来环境问题,故多相酸催化剂已成为目前研究热点;另外,该文介绍酸催化反应机理,并展望其发展方向。     

ZJ17卷接机组废接装纸收集装置的设计

为解决ZJ17卷接机组因废接装纸导致烟支质量缺陷和停机处理耗时长等问题,设计了一种废接装纸收集装置。该装置由导向部件、单向收集通道、收集腔和输送通道4部分组成,导向部件将切纸轮产生的废接装纸导入单向收集通道,通道内正压气流经T型管路转向和变速后形成负压气流,进而将废接装纸吸入收集腔并在正压气流作用下经输送通道进入废料桶,实现废接装纸收集。由正交试验可得,收集装置的最优设计参数为单向收集通道正压气流压强0.6 MPa,收集腔正压气流压强0.4 MPa,导向辊直径8 mm,输送通道管径80 mm。以毕节卷烟厂使用的ZJ17卷接机组为对象进行测试,结果表明：使用废接装纸收集装置后,因废接装纸干扰烟支接装导致的质量缺陷发生次数由18.2次/月降低至1.3次/月,降幅92.9%;停机处理耗时由7.6 h/月减少至1.0 h/月,降幅86.3%。该技术可为提高卷接设备生产效率提供支持。     

精氨酸催化超临界甲醇法废油脂制备生物柴油

以废油脂为原料与超临界甲醇在精氨酸催化下,经酯交换得脂肪酸甲酯;再经分离、干燥得生物柴油;经GC-MS分析,测定产品理化指标。研究表明,相比传统工艺,该工艺对原料适应性强、转化率高、反应时间短、综合成本较低,可适于工业化生产。     

废动植物油工业化生产生物柴油产品质量的探讨

参照国外生物柴油的质量标准,结合福建龙岩卓越新能源发展有限公司万吨级工业生产生物柴油的质量中控经验,讨论了废动植物油工业化生产生物柴油的产品质量问题,供国内同行参考。     

废油脂酶法制取生物柴油

采用固定化假丝酵母99-125脂肪酶,对不同地区废油脂在有机溶剂体系下催化合成生物柴油的方法进行了研究。结果表明,对于不同来源组分各异的3种废油脂,经过工艺优化,酯化率分别为89.7%、91.4%和94.7%;在相同条件下,游离脂肪酸(FFA)含量较多的废油脂酯化率高于三甘酯(TAG)含量较多的废油脂。该法对大规模使用酸化油工业化生产生物柴油奠定了基础。     

Using crude glycerol and thin stillage for the production of microbial lipids through the cultivation of Rhodotorula glutinis

Single cell oils (SCO) produced from oleaginous microorganisms are a potential alternative oil feedstock for biodiesel production. The worldwide production of glycerol, a 10% (w/w) byproduct produced in the transesterfication process of oils converted to biodiesel, is increasing as more biodiesel is being produced. For the purposes of cost reduction, crude glycerol was regarded as a suitable carbon source for the cultivation of Rhodotorula glutinis. In addition to using renewable crude glycerol, waste solution collected from the brewing company (called thin stillage) was adopted as a substitute to replace a costly nitrogen source used in the medium. The results of using mixture of crude glycerol and thin stillage indicated about a 27% increase in total biomass as compared to that of using crude glycerol with a standard medium. Using glycerol instead of glucose as the carbon source could also alter the lipid profile, resulting in an increase in linolenic acid (C18:2) to comprise over 20% of the total lipid. Successfully using renewable crude glycerol and thin stillage for the cultivation of oleaginous microorganisms could greatly enhance the economic competition of biodiesel produced from SCO.     

地沟油制备生物柴油的预精制

以固体酸为催化剂,采用釜式反应与固定床反应相结合的方式,将地沟油预精制成为制备生物柴油的原料油。釜氏反应预酯化条件：反应温度70℃,反应时间8h,催化剂用量5%;再通过固定床反应器进一步酯化,酯化条件：反应温度70℃,油重时空速0．2h^-1,甲醇重时空速0.2～0．3h^-1。