生物柴油绿色合成工艺优化

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目前传统的生物柴油生产方法有物理混合法、化学法、超临界法、生物法。物理混合法制备的生物柴油性质较差,难以使用;使用强酸、强碱的化学法生产会产生大量污水,腐蚀仪器;超临界法设备、生产成本高。因此,使用生物制剂绿色、低成本生产生物柴油是未来的主要手段。
  地沟油是我国主要的餐厨垃圾,影响人民的食品安全,因此使用地沟油作为原料绿色生产生物柴油是一项利国利民的方案。针对传统方法地沟油生产生物柴油成本高、有污染的问题,本文使用实验室自主研发的新型反应器、Candida sp.99-125脂肪酶及酸性树脂提高生物柴油生产效率,降低成本及废弃物排放,达到低成本、绿色生产的目的。具体研究内容如下:
  1)使用实验室自制的静态混合器,优化反应条件为:菌体脂肪酶用量为200U/g地沟油,等量添加β-环糊精作为辅助剂,在9h内流加等摩尔量的甲醇,物料流速0.28m/s,37℃反应12h后得到的粗甲酯含量80%以上,脂肪酶可使用3次;相同条件下,使用生产成本更低的发酵上清液进行反应,发酵液可使用2次,可有效降低生产成本。
  2)使用酸性树脂EC-01进行粗甲酯的进一步催化,在最适条件:1.5%树脂添加量(w/w),90℃,6%甲醇添加量(w/w),400rpm下反应5h后甲酯转化率可达95%,树脂可使用30次以上。
  通过使用静态混合器进行脂肪酶液和强酸性阳离子树脂两部分的催化,可有效降低生物柴油的生产成本,整个工艺中生产每吨生物柴油的催化剂成本约65元,有一定的应用前景。
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