一種酶法制備生物柴油的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種酶法制備生物柴油的方法，所述方法包括：將生物油脂與碳酸鹽和/或碳酸氫鹽接觸獲得反應(yīng)混合物，再用脂肪酶對(duì)所述反應(yīng)混合物進(jìn)行酶法轉(zhuǎn)化獲得生物柴油；其中，相對(duì)于100g的生物油脂，所述碳酸鹽和/或碳酸氫鹽的添加量為0.05-40g。本發(fā)明所提供的方法的有益效果為：提出采用碳酸鹽和/或碳酸氫鹽中和非食用油脂里影響酶催化活性的無(wú)機(jī)酸或短鏈有機(jī)酸，消除其對(duì)酶促油脂酰基化反應(yīng)制備生物柴油的負(fù)面影響。這種鹽取代常規(guī)的強(qiáng)堿中和，過(guò)程中不需水洗，而且，鹽也不會(huì)與油脂中的脂肪酸發(fā)生皂化反應(yīng)，能最大限度地減少油脂的損失。該工藝在酶促非食用油脂轉(zhuǎn)化制備生物柴油領(lǐng)域具有非常重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】
一種酶法制備生物柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酶法制備生物柴油的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物柴油，是由生物油脂原料通過(guò)轉(zhuǎn)酯或酯化反應(yīng)生成的長(zhǎng)鏈脂肪酸酯類物質(zhì)。生物柴油在閃點(diǎn)、燃燒功效、含硫量、含氧量、芳烴含量、燃燒耗氧量方面均優(yōu)于石化柴油，而其它指標(biāo)與石化柴油相當(dāng)。燃燒尾氣中懸浮顆粒、一氧化碳、硫化物以及碳?xì)浠衔锒即蠓冉档停邆洵h(huán)境友好性，已在歐美國(guó)家廣泛使用。
[0003]生物柴油的可持續(xù)發(fā)展，必須以非食用油脂為原料。非食用油脂包括地溝油、潲水油以及酸化油等在內(nèi)的低品質(zhì)非食用油脂。這類油脂中通常都含有較多的雜質(zhì)，包括有機(jī)脂肪酸、磷脂、水分以及無(wú)機(jī)酸等。鑒于這些低品質(zhì)的油脂原料的組成以及特點(diǎn)，目前在歐美國(guó)家廣泛使用的均相堿催化工藝不能直接用于這些低品質(zhì)油脂的催化。國(guó)內(nèi)企業(yè)一般采用酸法或酸-堿法工藝。酸法催化是目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)中小型生物柴油企業(yè)采用的技術(shù)路線，存在“三廢”多，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、能耗高、工藝安全隱患較重等問(wèn)題。也有一些企業(yè)采用酸-堿兩步催化工藝。這種酸堿兩步催化流程更長(zhǎng)、操作更為復(fù)雜、大量三廢排放導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題等。迫切需要開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的先進(jìn)生產(chǎn)工藝以促進(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[0004]環(huán)境友好的生物酶法工藝具有反應(yīng)條件溫和、油脂原料適用性廣、過(guò)程中不引入金屬離子、反應(yīng)產(chǎn)物不需水洗，后續(xù)產(chǎn)物分離方便，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在轉(zhuǎn)化非食用油脂上顯示出很好的應(yīng)用前景。但是，地溝油、潲水油、酸化油、微生物油脂等非食用油脂組成復(fù)雜，常常含有導(dǎo)致酶快速失活的強(qiáng)酸性雜質(zhì)，如無(wú)機(jī)硫酸、鹽酸、磷酸以及一些有機(jī)強(qiáng)酸性物質(zhì)甲酸或乙酸，這些殘存在油脂里的酸性物質(zhì)檢測(cè)非常困難，而且，大量水洗不僅導(dǎo)致大量油脂損失，也難以徹底去除這些酸性物質(zhì)。這些低品質(zhì)油脂里存在的強(qiáng)酸性物質(zhì)已成為影響酶法工藝制備生物柴油的主要技術(shù)障礙。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)出新的工藝，在保證油脂里的游離脂肪酸不受影響的前提下，能有效的消除非食用油脂里存在的無(wú)機(jī)酸或短鏈有機(jī)酸對(duì)酶催化活性的負(fù)面影響，從而促進(jìn)酶法工藝在轉(zhuǎn)化酸化油、微生物油脂、地溝油等非食用油脂在內(nèi)的高效轉(zhuǎn)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服上述缺陷的酶法制備生物柴油的方法。
[0006]為了解除非食用油脂里的強(qiáng)酸性物質(zhì)對(duì)酶催化活性的負(fù)面影響，本發(fā)明的發(fā)明人曾嘗試采用氫氧化鈉中和處理，發(fā)現(xiàn)這種利用強(qiáng)堿中和的工藝不僅操作繁瑣，過(guò)程中需要大量水洗，而且，幾乎所有非精制油脂里都含有一定量的脂肪酸，氫氧化鈉的引入會(huì)導(dǎo)致油脂里的脂肪酸發(fā)生皂化，導(dǎo)致油脂原料的嚴(yán)重?fù)p失，而且，形成的皂使得體系乳化現(xiàn)象極為嚴(yán)重，為后續(xù)處理過(guò)程造成麻煩；本發(fā)明的發(fā)明人也曾嘗試采用緩沖液的方式保持酶的催化活性，發(fā)現(xiàn)引入緩沖液體系對(duì)強(qiáng)酸性物質(zhì)存在較多地情況并不適用，而且，過(guò)程中大量使用緩沖液會(huì)顯著增加這個(gè)過(guò)程的操作成本。最為重要的是，由于不同來(lái)源油脂里強(qiáng)酸性物質(zhì)的含量波動(dòng)很大，所以使用緩沖液方法也難以保證酶的催化活性。
[0007]為此，本發(fā)明的發(fā)明人開(kāi)發(fā)了一種酶法制備生物柴油的方法，所述方法包括:將生物油脂與碳酸鹽和/或碳酸氫鹽接觸獲得反應(yīng)混合物，再用脂肪酶對(duì)所述反應(yīng)混合物進(jìn)行酶法轉(zhuǎn)化獲得生物柴油；
[0008]其中，相對(duì)于10g的生物油脂，所述碳酸鹽和/或碳酸氫鹽的添加量為0.05_40go
[0009]可選的，所述碳酸鹽選自碳酸鉀、碳酸鈉和碳酸鈣中的至少一種；所述碳酸氫鹽選自碳酸氫鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鈣中的中的至少一種。
[0010]可選的，所述方法包括以下步驟:
[0011]步驟1:將生物油脂、水、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽接觸并在20-70°C下攪拌1-1Oh收獲上層油相；
[0012]步驟2:在酶反應(yīng)器中將步驟I中獲得的油相與脂肪酶、水和短鏈醇接觸后在30-55°C下酶法轉(zhuǎn)化3-8h后分離油相獲得生物柴油。
[0013]可選的，在步驟I中，相對(duì)于每克的生物油脂，水的添加量為0.05-0.4g ;
[0014]在步驟2中，相對(duì)于每克所述油相，水的添加量為0.02-0.2g，脂肪酶的添加量為200-2000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活單位。
[0015]可選的，相對(duì)于每克油相，所述短鏈醇的添加量為0.14-0.21克。
[0016]可選的，所述方法包括以下步驟:
[0017]在酶反應(yīng)器中，將生物油脂、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽、7K、短鏈醇、脂肪酶接觸后在30_55°C下酶法處理3_8h后分離油相獲得生物柴油，其中，相對(duì)于每克的生物油脂，水的添加量為0.02-0.2g,脂肪酶的添加量為200-2000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活單位，短鏈醇的添加量為0.14-0.21 克。
[0018]可選的，所述短鏈醇選自甲醇和乙醇中的至少一種。
[0019]可選的，所述生物油脂選自潲水油、酸化油、地溝油、棕櫚油酸和微生物油脂中的至少一種。
[0020]可選的，所述碳酸鹽為碳酸鈣、碳酸鈉；所述碳酸氫鹽為碳酸氫鈉。
[0021]本發(fā)明還提供了一種利用本發(fā)明所述的方法制備的生物柴油。
[0022]本發(fā)明所提供的方法的有益效果為:提出采用碳酸鹽和/或碳酸氫鹽中和非食用油脂里影響酶催化活性的無(wú)機(jī)酸或短鏈有機(jī)酸，消除其對(duì)酶促油脂?；磻?yīng)制備生物柴油的負(fù)面影響。這種鹽取代常規(guī)的強(qiáng)堿中和，過(guò)程中不需水洗，而且，鹽也不會(huì)與油脂中的脂肪酸發(fā)生皂化反應(yīng)，能最大限度地減少油脂的損失。該工藝在酶促非食用油脂轉(zhuǎn)化制備生物柴油領(lǐng)域具有非常重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將通過(guò)【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]—種酶法制備生物柴油的方法，其中，所述方法包括:將生物油脂與碳酸鹽和/或碳酸氫鹽接觸獲得反應(yīng)混合物，再用脂肪酶對(duì)所述反應(yīng)混合物進(jìn)行酶法轉(zhuǎn)化獲得生物柴油；
[0025]其中，相對(duì)于10g的生物油脂，所述碳酸鹽和/或碳酸氫鹽的添加量為0.05_40g，在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述碳酸鹽和/或碳酸氫鹽的添加量為10_40g。
[0026]其中，所述生物油脂是指各種動(dòng)植物油脂和微生物油脂，本發(fā)明所述的生物油脂可以包括:植物油脂、動(dòng)物油脂、廢食用油、油脂精煉下腳料和微生物油脂；
[0027]其中，所述植物油脂包括蓖麻油、菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉子油、米糠油、麻風(fēng)樹(shù)油，文冠果油、小桐子油。
[0028]可選的，在本發(fā)明中，所述生物油脂可以選自潲水油、酸化油、地溝油、棕櫚油酸和微生物油脂中的至少一種。
[0029]其中，所述碳酸鹽、碳酸氫鹽可以為鈉鹽、鉀鹽或鈣鹽。
[0030]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述碳酸鹽選自碳酸鉀、碳酸鈉和碳酸鈣中的至少一種；所述碳酸氫鹽選自碳酸氫鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鈣中的中的至少一種。
[0031]優(yōu)選的，所述碳酸鹽為碳酸鈣、碳酸鈉；所述碳酸氫鹽為碳酸氫鈉。
[0032]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，將生物油脂與碳酸鈣接觸。
[0033]在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，將生物油脂與碳酸氫鈉接觸。
[0034]在本發(fā)明的又一種實(shí)施方式中，將生物油脂與碳酸鈣和碳酸氫鈉接觸，碳酸鈣和碳酸氫鈉的質(zhì)量比為2-1:1。
[0035]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述方法包括以下步驟:
[0036]步驟1:將生物油脂、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽與水接觸并在20_70°C下攪拌1-1Oh收獲上層油相；優(yōu)選為在50_60°C下攪拌2_4h收獲上層油相。
[0037]步驟2:在酶反應(yīng)器中將步驟I中獲得的油相與脂肪酶、水和短鏈醇接觸后在30-55°C下酶法轉(zhuǎn)化3-8h獲得生物柴油，優(yōu)選為在40-45°C下酶法轉(zhuǎn)化6_7h分離油相獲得生物柴油。
[0038]其中，相對(duì)于每克的生物油脂，在步驟I中水的添加量為0.05-0.4g，優(yōu)選為
0.01-0.3g ;在步驟2中，水的添加量為0.02-0.2g，優(yōu)選為0.05-0.lg。
[0039]在步驟2中，相對(duì)于每克所述油相，脂肪酶的添加量為200-2000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活單位；短鏈醇的添加量為0.14-0.21克。
[0040]在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述方法還包括在步驟2后對(duì)獲得的生物柴油進(jìn)行進(jìn)一步精制，例如，所述精制可以按照以下步驟進(jìn)行:
[0041]將步驟2后獲得的生物柴油再加入固定化酶反應(yīng)器中與脂肪酶接觸，固酶反應(yīng)器一側(cè)連接無(wú)水乙醇罐或無(wú)水甲醇罐，另一側(cè)連接真空栗和冷凝器，控制體系中的真空為10-100MPa，冷凝器溫度為8-15°C，固酶反應(yīng)器溫度為40°C，乙醇罐溫度為25°C，反應(yīng)I小時(shí)后分離獲得精制后的生物柴油。
[0042]在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，所述方法包括以下步驟:
[0043]在酶反應(yīng)器中，將生物油脂、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽、水、短鏈醇、脂肪酶接觸后在30_55°C下酶法處理3_8h后分離油相獲得生物柴油，其中，相對(duì)于每克的生物油脂，水的添加量為0.02-0.2g優(yōu)選0.05-0.1g,脂肪酶的添加量為200-2000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活單位優(yōu)選為1000-1500個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活力單位，短鏈醇的添加量為0.14-0.21克。優(yōu)選的，處理時(shí)間為6_7h，溫度為40-45 °C。
[0044]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述短鏈醇選自甲醇和乙醇中的至少一種，優(yōu)選為甲醇，當(dāng)所述短鏈醇為甲醇和乙醇的混合物時(shí)，二者的用量比為2-1:1時(shí)獲得的處理效果最佳。
[0045]其中，所述短鏈醇的添加方式優(yōu)選為在0_3h內(nèi)勻速添加到反應(yīng)體系中。
[0046]其中，所述脂肪酶的來(lái)源包括但不限于:南極假絲酵母(Candida antarctica)、米曲霉(Aspergillusoryzae)、嗜熱絲抱菌(Thermomyceslanuginosus)、米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)、米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)。
[0047]在本發(fā)明所提供的方法中，對(duì)于接觸的方式?jīng)]有特別的限制，只要能夠使得各種物料充分混合即可，對(duì)于接觸過(guò)程中各原料的加入順序也沒(méi)有特別的限制，可以順次或同時(shí)加入到反應(yīng)容器中。
[0048]在本發(fā)明所提供的方法中，所使用的反應(yīng)容器可以為一級(jí)或多級(jí)酶反應(yīng)器。
[0049]本發(fā)明還提供了利用本發(fā)明所述的方法制備的生物柴油。
[0050]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行說(shuō)明。
[0051]以下實(shí)施例中，基于生物油脂質(zhì)量的質(zhì)量百分比的表述方式是指，例如:生物油脂的質(zhì)量為100g，那么加入的基于油脂質(zhì)量10%的水所指代的是，在10g生物油脂中加入1g的水。
[0052]實(shí)施例1
[0053]將1g潲水油、基于潲水油質(zhì)量10%的水、基于潲水油質(zhì)量40%的碳酸鈣以及基于單位潲水油質(zhì)量200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活(200U/g潲水油)的來(lái)源于南極假絲酵母(Candidaantarctica)的脂肪酶，置于適于酶催化的一級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?5°C，然后將1.Sg甲醇在3個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)6小時(shí)后，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為90%。
[0054]實(shí)施例2
[0055]將1g酸化油，基于酸化油質(zhì)量20%的水、基于酸化油質(zhì)量0.05%的碳酸鈉以及入基于單位酸化油質(zhì)量200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米曲霉(Aspergillusoryzae)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的一級(jí)酶反應(yīng)器中。控溫40°C，然后1.6g甲醇在4個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)8小時(shí)后，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為91 %。
[0056]實(shí)施例3
[0057]將1g棕櫚油酸，基于棕櫚油酸質(zhì)量2 %的水、基于棕櫚油酸質(zhì)量10 %的碳酸氫鈉以及基于單位棕櫚油酸質(zhì)量200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于嗜熱絲孢菌(Thermomyceslanuginosus)的液體脂肪酶以及基于單位棕櫚油酸質(zhì)量200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米曲霉(Aspergillusoryzae)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?5°C，然后將2.0g乙醇在2個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)5小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為92%。
[0058]實(shí)施例4
[0059]將1g微藻油脂、基于微藻油脂質(zhì)量8%的水、基于微藻油脂質(zhì)量2%的碳酸鈣和基于微藻油脂質(zhì)量3%的碳酸氫鈉，以及基于單位微藻油脂質(zhì)量100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于南極假絲酵母(Candida antarctica)的液體脂肪酶以及基于單位微藻油脂質(zhì)量300個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于嗜熱絲孢菌(Thermomyceslanuginosus)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?0°C，然后將2.1g甲醇在2個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)5小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為92%。
[0060]實(shí)施例5
[0061]將1g酵母油脂、基于酵母油脂質(zhì)量8%的水、基于酵母油脂質(zhì)量0.1%的碳酸鈉以及基于單位酵母油脂質(zhì)量800個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于南極假絲酵母(Candidaantarctica)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?0°C，然后將1.4g乙醇在2個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)5小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為91%。
[0062]實(shí)施例6
[0063]將1g地溝油、基于地溝油質(zhì)量20 %的水、基于地溝油質(zhì)量5 %的碳酸氫鈉和10%的碳酸鈣，以及基于單位地溝油質(zhì)量500個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?5°C，然后將1.5g乙醇在3個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)8小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為91%，然后對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行離心分離。分離出來(lái)的粗生物柴油相再進(jìn)入固定化酶反應(yīng)器(裝有基于單位粗生物柴油箱質(zhì)量400個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米曲霉Aspergi I Iusoryzae的固定化脂肪酶)，固酶反應(yīng)器一側(cè)連接無(wú)水乙醇罐，另一側(cè)連接真空栗和冷凝器，控制體系中的真空為1MPa,冷凝器溫度為15°C，固酶反應(yīng)器溫度為40°C，乙醇罐溫度為25°C，反應(yīng)I小時(shí)，體系中有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為99 %，酸價(jià)為0.2mg KOH/g油。
[0064]實(shí)施例7
[0065]將1g酸化油、基于酸化油質(zhì)量20%的水、基于酸化油質(zhì)量20%的碳酸鈣以及基于單位酸化油質(zhì)量500個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的一級(jí)或多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?5°C，然后將1.Sg的乙醇在4個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)8小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為92%。然后對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行離心分離，分離出含酶的重相和含粗生物柴油的輕相。分離出來(lái)的粗生物柴油相再進(jìn)入固定化酶反應(yīng)器(裝有基于單位油脂質(zhì)量100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米曲霉Aspergillusoryzae的固定化脂肪酶以及基于單位油脂質(zhì)量100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于南極假絲酵母Candidaantarctica的固定化脂肪酶)固酶反應(yīng)器一側(cè)連接無(wú)水甲醇罐，另一側(cè)連接真空栗和冷凝器，控制體系中的真空為lOOMPa，冷凝器溫度為8°C，固酶反應(yīng)器溫度為40°C，甲醇罐溫度為25°C，反應(yīng)I小時(shí)，體系中有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為99 %，酸價(jià)為0.4mg KOH/g油。
[0066]實(shí)施例8
[0067]在潲水油里加入基于潲水油質(zhì)量40%的碳酸鈣，基于潲水油質(zhì)量5%的水，30°C，攪拌1h,然后取上層油相10g，將油相、基于油相質(zhì)量10%的水以及基于單位油相質(zhì)量200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活(200U/g油相)的來(lái)源于南極假絲酵母(Candida antarctica)的脂肪酶，置于適于酶催化的一級(jí)反應(yīng)器中?？販?5°C，然后將1.9g的甲醇在3個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)6小時(shí)后，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為90%。
[0068]實(shí)施例9
[0069]在酸化油里加入基于酸化油質(zhì)量0.05%的碳酸鈉和基于酸化油質(zhì)量10%的碳酸鈣，基于酸化油質(zhì)量40 %的水，400C，攪拌Ih,然后取上層油相10g、基于油相質(zhì)量20 %的水以及基于單位油相質(zhì)量200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米曲霉(Aspergillusoryzae)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?0°C，然后將1.6g的甲醇在4個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)8小時(shí)后，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為91%。
[0070]實(shí)施例10
[0071]在棕櫚油酸里加入基于棕櫚油酸質(zhì)量20%的碳酸鈣，基于棕櫚油酸質(zhì)量40%的水，60°C，攪拌8h,然后取上層油相10g、基于油相質(zhì)量2%的水以及基于單位油相質(zhì)量200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于嗜熱絲孢菌(Thermomyceslanuginosus)的液體脂肪酶以及基于單位油相質(zhì)量200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米曲霉(Aspergillusoryzae)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?5°C，然后將1.9g乙醇在2個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)5小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為92%。
[0072]實(shí)施例11
[0073]在微藻油脂里加入基于微藻油脂質(zhì)量10%的碳酸氫鈉，基于微藻油脂質(zhì)量20%的水，80°C，攪拌5h,然后取上層油相10g、基于油相質(zhì)量8%的水以及基于單位油相質(zhì)量100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于南極假絲酵母(Candida antarctica)的液體脂肪酶以及基于單位油相質(zhì)量300個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于嗜熱絲孢菌(Thermomyceslanuginosus)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的一級(jí)或多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?5°C，然后將1.4甲醇在2個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)5小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為92%。
[0074]實(shí)施例12
[0075]在酵母油脂里加入基于酵母油脂質(zhì)量5%的碳酸氫鈉和基于酵母油脂質(zhì)量
0.05%的碳酸鈉，基于酵母油脂質(zhì)量，30%的水，40°C，攪拌2h，然后取上層油相10g、基于油相質(zhì)量8%的水以及基于單位油相質(zhì)量800個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于南極假絲酵母(Candidaantarctica)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的一級(jí)或多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?0°C，然后將
2.1g乙醇在2個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)5小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為91%。
[0076]實(shí)施例13
[0077]在地溝油里加入基于地溝油質(zhì)量20%的碳酸鈣和基于地溝油質(zhì)量5%的碳酸氫鈉，基于地溝油質(zhì)量5%的水，100°C，攪拌8h,然后取上層油相10g、基于油脂油相質(zhì)量20%的水以及基于單位油相質(zhì)量500個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的一級(jí)或多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?5°C，然后將1.7g乙醇在3個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)8小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為91 %，然后對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行離心分離。分離出來(lái)的粗生物柴油相再進(jìn)入固定化酶反應(yīng)器(裝有基于單位粗生物柴油相質(zhì)量400個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米曲霉AspergiIIusoryzae的固定化脂肪酶)，固酶反應(yīng)器一側(cè)連接無(wú)水乙醇罐，另一側(cè)連接真空栗和冷凝器，控制體系中的真空為lOMPa，冷凝器溫度為15°C，固酶反應(yīng)器溫度為40°C，乙醇罐溫度為25°C，反應(yīng)I小時(shí)，體系中有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為99 %，酸價(jià)為0.2mg K0H/g油。
[0078]實(shí)施例14
[0079]在酸化油里加入基于酸化油質(zhì)量10%的碳酸鈣和基于酸化油質(zhì)量0.05%的碳酸鈉，基于酸化油質(zhì)量10%的水，20 °C，攪拌2h，然后取上層油相10g、基于油相質(zhì)量20%的水以及基于單位油相質(zhì)量500個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)的液體脂肪酶，置于適于酶催化的一級(jí)或多級(jí)酶反應(yīng)器中?？販?5°C，然后將1.Sg乙醇在4個(gè)小時(shí)內(nèi)勻速加入。反應(yīng)8小時(shí)，有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為92%。然后對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行離心分離，分離出含酶的重相和含粗生物柴油的輕相。分離出來(lái)的粗生物柴油相再進(jìn)入固定化酶反應(yīng)器(裝有基于單位粗生物柴油相質(zhì)量100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于米曲霉Aspergillusoryzae的固定化脂肪酶以及基于單位粗生物柴油相質(zhì)量100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活的來(lái)源于南極假絲酵母Candida antarctica的固定化脂肪酶)固酶反應(yīng)器一側(cè)連接無(wú)水甲醇罐，另一側(cè)連接真空栗和冷凝器，控制體系中的真空為lOOMPa，冷凝器溫度為8°C，固酶反應(yīng)器溫度為40°C，甲醇罐溫度為25°C，反應(yīng)I小時(shí)，體系中有效油脂到生物柴油的轉(zhuǎn)化率為99 %，酸價(jià)為 0.4mg KOH/g 油。
[0080] 雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種酶法制備生物柴油的方法，其特征在于，所述方法包括:將生物油脂與碳酸鹽和/或碳酸氫鹽接觸獲得反應(yīng)混合物，再用脂肪酶對(duì)所述反應(yīng)混合物進(jìn)行酶法轉(zhuǎn)化獲得生物柴油； 其中，相對(duì)于10g的生物油脂，所述碳酸鹽和/或碳酸氫鹽的添加量為0.05-40g。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳酸鹽選自碳酸鉀、碳酸鈉和碳酸鈣中的至少一種；所述碳酸氫鹽選自碳酸氫鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鈣中的中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 步驟1:將生物油脂、水、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽接觸并在20-70°C下攪拌1-1Oh收獲上層油相； 步驟2:在酶反應(yīng)器中將步驟I中獲得的油相與脂肪酶、水和短鏈醇接觸后在30-55°C下酶法轉(zhuǎn)化3-8h后分離油相獲得生物柴油。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟I中，相對(duì)于每克的生物油脂，水的添加量為0.05-0.4g ； 在步驟2中，相對(duì)于每克所述油相，水的添加量為0.02-0.2g，脂肪酶的添加量為200-2000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活單位。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，相對(duì)于每克油相，所述短鏈醇的添加量為0.14-0.21 克。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 在酶反應(yīng)器中，將生物油脂、碳酸鹽和/或碳酸氫鹽、水、短鏈醇、脂肪酶接觸后在30-55°C下酶法處理3-8h后分離油相獲得生物柴油，其中，相對(duì)于每克的生物油脂，水的添加量為0.02-0.2g，脂肪酶的添加量為200-2000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)酶活單位，短鏈醇的添加量為0.14-0.21 克。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述短鏈醇選自甲醇和乙醇中的至少一種。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述生物油脂選自潲水油、酸化油、地溝油、棕櫚油酸和微生物油脂中的至少一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1-6和8中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述碳酸鹽為碳酸鈣、碳酸鈉；所述碳酸氫鹽為碳酸氫鈉。10.利用權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法制備的生物柴油。
【文檔編號(hào)】C11C3/00GK105985816SQ201510081078
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日
【發(fā)明人】杜偉, 王松梅, 戴玲妹, 劉德華
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)