生物柴油作为一种清洁的可再生能源,越来越受到国内外学者的关注。制备生物柴油最主要的障碍是原料油成本过高,而利用餐饮废油作为原料制备生物柴油能够极大地降低生产成本并减少环境污染。制备生物柴油的传统方法主要有化学催化法和酶催化法,其中酶催化法以其反应条件温和、低污染及副产物甘油易分离等优点,越来越受到人们的关注,但高成本及复杂的脂肪酶制备工艺,成为利用酶法生产生物柴油的主要障碍。直接利用微生物细胞作为催化剂制备生物柴油,能够避免脂肪酶复杂的分离纯化过程,从而达到降低成本的目的。本研究开发了一种适用于餐饮废油原料、成本低廉且易于回收的全细胞催化剂,并研发了及与之相关的连续化生物柴油生产工艺。主要研究内容和获得的结果如下:1.从长期被油脂污染的土壤中筛选出了一株高产脂肪酶细菌CY-39。该菌具有很强的细胞催化活性,能直接作为全细胞催化剂催化餐饮废油制备制备生物柴油,最高转化率为71.4%。经过形态观察和16S r DNA同源性序列比对,初步鉴定为门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina),并进一步研究了其生长和酶学特性。2.分别利用紫外、甲基磺酸乙酯及二者的复合诱变方法对菌株CY-39进行诱变育种,在野生菌株CY-39的基础上获得了一株高催化性能及高遗传稳定性的突变菌株UE-7,该突变菌株催化餐饮废油时,反应完成后反应物中甲酯浓度达到了76.8%。3.分别以聚苯乙烯和壳聚糖结合超顺磁性纳米颗粒Fe3O4以包覆法固定化诱变菌株UE-7细胞制备成两种超顺磁性全细胞催化剂。对这两种全细胞催化剂进行比较,超顺磁性壳聚糖全细胞催化剂表现出较高的催化性能和稳定性。利用X射线衍射、环境电镜扫描和震动样品磁强仪对催化剂进行表征研究。4.对超顺磁性全细胞催化剂的种子培养条件(碳源、氮源)、转酯化条件(温度、p H、醇油比、催化剂量、含水量)及其它影响因素(金属离子、表面活性剂)进行了优化。在最佳条件下,转酯化得到反应物中最高甲酯含量为82.6%,并且催化剂具有很强的再生性,经过6个批次的反复转酯化和再生培养,能保持初始催化活性的92.4%。5.针对磁性全细胞催化剂特性,设计出了适用于该催化剂的磁性流化床反应系统,并通过参数优化,确定了反应器的最佳运行条件:反应物流速17.5ml/min;磁场强度110 Oe;醇油比4:1,分三步流加甲醇,每次流加量为1.33:1;反应时间47h。以废油脂为原料进行连续转酯化反应,甲酯浓度可达到83.4%,经过8批次(376h)的反应后,甲酯浓度仍能达到68.3%。最后研究了磁性催化剂微球在反应器中的流化特性。本研究所得到的结论为进一步发展和研究采用全细胞催化剂催化废油脂连续生产生物柴油的工业化应用提供了基础。