固定化脂肪酶催化酯交换合成生物柴油研究

以苯乙烯为单体,二乙烯苯为交联剂,过氧化苯甲酞为引发剂,明胶为分散剂,采用悬浮聚合法制备St-DVB-CBA三元共聚高分子微球,将其作为固定化脂肪酶载体,通过共价结合法进行脂肪酶固定化,探讨固定化脂肪酶催化大豆油酯交换反应活性。实验结果表明:固定化脂肪酶在醇油摩尔比为3∶1,分三次加入;固定化酶加入量15wt.%(油重);反应时间24 h;反应温度40℃;正己烷加入量15wt.%(油重);水分含量4wt.%(油重);转化率最高,可达90.08%;固定化脂肪酶重复使用时显示出较好稳定性和催化活性。     

固定化脂肪酶催化大豆油酯交换制备生物柴油

以大豆油为原料,以Novozym 435固定化脂肪酶为催化剂,采用滴加甲醇的方法制备生物柴油。考察了甲醇滴加速度、水的添加量、反应温度、反应级数对脂肪酸甲酯收率的影响。结果表明,甲醇滴加可以减弱甲醇对酶的毒害,达到添加叔戊醇相同的效果。甲醇的滴加速度、反应温度对脂肪酸甲酯收率有很大影响,可以调节甲醇的滴加速度和反应温度提高脂肪酸甲酯收率,甲醇滴加速度3.43×10-4g甲醇/(g油·min),反应温度60℃是适宜的反应条件,在此条件下,产物收率可以达到98.75%。反应生成的甘油会影响酶的活性和产物收率,采用二级反应,级间脱除甘油,有利于产物收率的提高。对于Novozym 435固定化脂肪酶,水的添加不利于产物收率的提高。     

固定化脂肪酶催化大豆油制备生物柴油

研究了脂肪酶固定化及其催化大豆油制备生物柴油的工艺。采用溶胶-凝胶法对脂肪酶进行了固定化,考察了固定化酶催化大豆油转酯化的生产工艺中酶用量、醇油比、含水量、反应温度、反应时间、溶剂等参数对转酯过程的影响。实验结果表明,当大豆油4.5 g时,最佳的反应条件为：固定化酶646 mg,醇油摩尔比4∶1,含水质量分数为6%,40℃,甲酯的最终转化率为96.33%。     

有机溶剂系统中固定化脂肪酶催化废油脂制备生物柴油

在有机溶剂系统中,以固定化脂肪酶Novozym435为催化剂,对废油脂和甲醇的酯交换反应制备生物柴油的工艺进行了研究.结果表明,该反应的最佳工艺条件是以无水乙醚为溶剂、溶剂用量为0.8 mL/g-oil、酶用量为10%、醇油物质的量比为3.5:1、反应温度为40℃和反应时间为12 h;在此工艺条件下进行反应,转酯率为92.15%.采用分三步加入甲醇的方式可减轻甲醇对酶的毒害作用.但是酶在重复使用过程中存在失活现象,重复使用9次后的反应转酯率降至了15.84%.     

乙酸甲酯体系酶法催化煎炸废油制备生物柴油

煎炸废油经过脱胶、脱酸、脱色处理后.以其为原料和乙酸甲酯在固定化脂肪酶的催化下反应制备生物柴油.考察反应条件对酯交换反应的影响,得到的最佳条件为:煎炸废油2.0 g、固定化脂肪酶Novozym435的用量为油重的9%、有机溶剂叔丁醇2.0mL、乙酸甲酯与煎炸废油摩尔比9:1、有机碱三羟甲基氨基甲烷的用量为油重的15%、反应时间12 h、反应温度60℃、摇床转速为150 r/min.在此条件下生物柴油的得率为80.73%.     

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。     

响应面法优化固定化脂肪酶催化棉籽油转化生物柴油的研究

利用响应面法对固定化脂肪酶催化棉籽油合成生物柴油的条件进行优化。以脂肪酸甲酯转化率为指标,考察了固定化脂肪酶用量（占棉籽油质量）、甲醇与棉籽油摩尔比、叔丁醇与棉籽油体积比、反应温度和反应时间对转化率的影响,确定最佳反应条件为：反应时间19.128 h,反应温度37.801℃,固定化脂肪酶用量12.070%,甲醇与棉籽油摩尔比4.949,叔丁醇与棉籽油体积比0.323。验证实验结果表明,转化率达到92.9%,与响应面法预测值94.3%的吻合程度较高。     

非水相脂肪酶催化合成生物柴油

研究了无溶剂体系中固定化脂肪酶催化合成生物柴油的工艺条件，同时研究了生物柴油分离纯化的方法。优化后的工艺条件为：酸醇摩尔比1：1，3A分子筛用量150g／kg，脂肪酶用量4．3g/kg，50℃恒温振荡速度150r／min，连续反应24h油酸酯化率达到83．68％。纯化产品经GC—MS分析鉴定为脂肪酸甲酯。皂脚酸油为原料制备生物柴油，酯化率可达74．11％。碱法除酸-正己烷萃取方法分离提纯产品，皂化过程加热搅拌，达到较好的分离纯化效果。     

低温脂肪酶酶促酯交换制备生物柴油

以菜籽油为原料,实验室自制脂肪酶为催化剂,对在低温条件下甲醇与菜籽油进行酯交换反应制备生物柴油的工艺进行了探索研究.通过单因素实验和正交实验,重点考察了醇油摩尔比、酶添加量、反应时间、反应温度和水添加量等因素对酯交换反应的影响.结果表明,反应的最佳优化条件为:醇油摩尔比4∶1,酶添加量105 U/g,反应温度20℃,反应时间12 h,水添加量为油质量的20％.在此条件下,菜籽油的脂肪酸甲酯转化率可达97％左右.     

杂多酸离子液体催化棉籽油制备生物柴油研究

制备了5种杂多酸离子液体催化剂[TEA-PS]_XH_3-XPW₁₂O₄₀(X=1,1.5,2,2.5,3),用于催化棉籽油酯交换制备生物柴油研究,其中杂多酸离子液体[TEA-PS]_1.5H_1.5PW₁₂O₄₀的催化活性最高。以杂多酸离子液体[TEA-PS]_1.5H_1.5PW₁₂O₄₀为催化剂,研究了甲醇与棉籽油摩尔比、催化剂[TEA-PS]_1.5H_1.5PW₁₂O₄₀用量、反应温度和反应时间对甲醇与棉籽油酯交换反应的影响。结果表明:当甲醇与棉籽油摩尔比为12∶1、催化剂[TEA-PS]_1.5H_1.5PW₁₂O₄₀用量为棉籽油质量的5%、反应温度80℃、反应时间6 h时,生物柴油收率最高,达95.3%;同时,催化剂[TEA-PS]_1.5H_1.5PW₁₂O₄₀重复使用6次后,生物柴油收率仍高于92%。     

棉籽油联产生物柴油和甘油的工艺优化及数学模型研究

以KOH为催化剂,棉籽油与甲醇发生甲酯化反应联产生物柴油和甘油,采用4因素3水平正交实验考察了反应温度、反应时间、醇油摩尔比、催化剂用量对反应的影响,并对实验数据采用多元非线性回归,建立了反应的数学模型。通过模型计算其结果与实验数据吻合良好,由此得出最佳反应条件为：反应温度51℃,反应时间60min,醇油摩尔比6．2：1,催化剂用量1．2％。在此条件下,所得生物柴油收率为98．1％,且生物柴油主要质量指标符合法国生物柴油质量标准。     

镁铝复合氧化物负载醋酸钾催化大豆油酯交换反应制备生物柴油

在镁铝复合氧化物上通过等体积浸渍法负载醋酸钾,煅烧后获得的碳酸钾均匀分布在镁铝氧化物体系中,二者发生的强相互作用使催化剂表面形成大量的强碱中心。随着醋酸钾负载量的增加,大豆油和甲醇的酯交换反应活性升高,当负载量超过20%时,反应4 h后生物柴油产率在80%以上,反应负载中碳酸钾会从镁铝氧化物表面流失。     

响应面法优化固体碱催化棉籽油制备生物柴油的研究

制备Na3PO4/MgO负载型固体碱催化剂,并对催化剂进行X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)表征分析,结果显示催化剂活性与Na3PO4晶相有关.以棉籽油制备生物柴油转换率为指标,对该催化剂催化棉籽油制备生物柴油的工艺进行优化,采用四因素五水平中心组合设计,运用响应面法研究反应时间、反应温度、醇油摩尔比、催化剂用量对生物柴油转化率的影响.结果表明最佳工艺条件为:反应时间3h,反应温度71℃,醇油摩尔比15:1,催化剂用量5.5％.在此条件下,生物柴油转化率为96.32％.     

新疆棉籽生物柴油实用性能研究

以新疆棉籽油为原料用酯交换法制取生物柴油,按照体积比将棉籽生物柴油与0#石化柴油调和成B20棉籽生物柴油。调和的B20棉籽生物柴油理化指标得到优化,达到GB/T 19147-2003标准;柴油发动机试验分析表明,燃用B20棉籽生物柴油,发动机运行平稳,工作正常,动力下降2%～3%,油耗增加2%～5%,CO、THC、PM排放量减少,符合实际应用需求,是优质清洁的替代燃料。     

棉籽油脂肪酸甲酯的提纯及组成分析

以新疆石河子地区新陆早36号棉籽油为原料,通过酯交换反应制得棉籽油脂肪酸甲酯,采用萃取、洗涤、旋转蒸发、减压蒸馏对产物进行提纯,研究了萃取、洗涤过程中不同处理方法对产物回收率的影响,并采用气相色谱分析了减压蒸馏后的棉籽油脂肪酸甲酯的组成。结果表明:用等体积的Ⅱ类石油醚萃取,再用等体积的质量分数为10%的硫酸溶液洗涤,最后用等体积60℃热水反复洗涤,直至下层水相p H为7,减压蒸馏棉籽油脂肪酸甲酯回收率达到97.1%,产率达到94.7%;棉籽油脂肪酸甲酯中豆蔻酸甲酯含量为0.93%,棕榈酸甲酯含量为25.48%,9-十六烯酸甲酯含量为0.62%,硬脂酸甲酯含量为1.76%,油酸甲酯含量为15.97%,亚油酸甲酯含量为55.24%。     

两级双液相萃取棉籽联产生物柴油和无毒棉粕

采用两级双液相萃取棉籽联产生物柴油和无毒棉粕。与一步双液相萃取法处理棉籽技术相比,该法在保持甲醇总量不变的基础上,将双液相萃取分为两级进行,二级萃取用的甲醇在完成了萃取功能以后再作为酯交换反应原料使用,不再需要重新加入新鲜的甲醇进行反应,减少了甲醇用量和溶剂再生的负荷。得出酯交换反应的最佳条件为:一级萃取甲醇用量为甲醇总量的60%,催化剂用量为棉籽油质量的1.1%,反应温度60℃,反应时间120 min。在最佳反应条件下,生物柴油产物中脂肪酸甲酯含量可达98.8%;萃取棉粕中游离棉酚含量为0.013%,符合美国国家棉籽产品协会的贸易标准,可用作动物饲料等。     

棉油甲酯异构化反应规律的研究

通过紫外光谱分析对棉油甲酯的异构化反应规律进行了研究,以碘为异构化催化剂催化活性高于二茂铁,通过实验确定了适宜的异构化反应条件为:反应温度180℃、反应时间5 h、催化剂用量为0.3%,反应应在氮气保护的情况下进行,亚油酸的转化率为56.1%.