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1、预处理固定化脂肪酶 催化合成生物柴油姓名： 黄凌云 导师 ：赵希岳1、前 言2、实验部分3、结果与讨论4、结 论前 言随着石油资源的日益枯竭和人类 环保意识的不断增强，清洁可再生能 源的发展尤为重要。由于生物柴油具 有无毒、易生物降解、废气排放量低 等优点，是石化柴油极好的替代燃料 。目前，由各类动植物油脂合成的生 物柴油已在美国、欧洲等国家和地区 投入使用。 前 言目前，生物柴油主要是用化学法 生产，但该方法存在工艺复杂、甘油 回收困难、有废碱液排放等缺点。固 定化酶法合成生物柴油是一种很好的 替代方法。但是，反应中过量的甲醇 会抑制酶的催化作用，使酯交换反应 效率降低。固定化脂肪酶预处理后
2、反 应速率明显增强。 前 言实验部分2.1 实验材料 固定化脂肪酶、餐饮废油、无水 甲醇，异丙醇，叔丁醇2.2 实验内容 2.2.1 固定化脂肪酶预处理 2.2.2 甲醇对预处理固定化脂肪酶抑制作用研 究 2.3 分析方法 2.3.1 原材料的分析 2.3.2 产品的分析 气相色谱预处理时向150mL具塞锥形瓶中加入 0.1g酶，然后用不同的试剂浸泡酶颗粒， 浸泡时间为0-6h，过滤，用废油洗涤（在 废油中浸泡0.5h，过滤），最后放入废油 中浸泡0-6h。向锥形瓶中加入1摩尔当量 甲醇进行酯交换反应，反应在摇床中进行 ，转速为170rpm/min，温度为30，反 应时间为3h。向150mL具
3、塞锥形瓶中加入0.1g预处 理固定化脂肪酶（选择1.2.1中最佳预处理 固定化酶）和2g餐饮废油，分别向各瓶中 加入0.33、0.5、1、1.5、2、3、4、5、6 、7和8摩尔当量甲醇，于摇床中进行反应 ，转速为170rpm/min，温度为30，反 应时间为3h。结果与讨论3.1 固定化酶预处理对酯交换反应的影响 3.1.1 预处理物质对甲酯含量的影响3.1.2 叔丁醇浸泡时间对甲酯含量的影响3.1.3 废油浸泡时间对甲酯含量的影响 3.2 甲醇含量对预处理固定化脂肪酶催化活 性的影响 3.3 分步添加甲醇 3.4 固定化酶的使用寿命表1 预处理物质对甲酯含量的影响 Table 1 effe
4、ct of pretreating materials on ME content处理物质 无 异丙醇 餐饮废油 生物柴油 叔丁醇 甲酯含量 3.04% 10.73% 6.96% 5.64% 12.70% 图1 叔丁醇浸泡时间对甲酯含量的影响 Tig.1 effect of preincubating time of tert-butanol on ME content图2 废油浸泡时间对甲酯含量的影响 Fig.2 effect of preincubating time of waste oil on ME content图3 醇油摩尔比对甲酯含量的影响 Tig.3 effect of me
5、thanol concentration on ME content预处理体系未处理体系图4 分步添加甲醇 Tig.4 stepwise addition of methanol预处理体系未处理体系表2 固定化酶的使用寿命 Table 2 effect of reaction batch on transesterification循环次数 10 2035364045 甲酯含量（wt%） 97.86 97.35 96.71 97.52 97.40 97.14 结论用叔丁醇浸泡3h，用废油洗涤（在废油 中浸泡0.5h），再用废油浸泡4h。固定化酶 预处理后过量甲醇对酶的抑制作用仍然存在 。当醇油摩尔比达到1.5h后，随着甲醇含量 的进一步增加，甲酯含量逐渐降低。但是， 预处理过的酶催化转酯化反应的效率比未经 过处理的酶要高。固定化酶预处理后用于催 化废餐饮油合成生物柴油，采用分步添加甲 醇工艺，分别在0，0.5，1，1.5，2和2.5h添 加0.5mol当量甲醇，反应4h后，甲酯含量达 到97%以上。酶重复使用仍具有较高的活性 。
