本文關(guān)鍵詞：微藻油脂兩步酶法制備生物柴油，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前生物柴油制備是利用傳統(tǒng)的化學催化劑，在相對嚴格的條件下反應(yīng)加入醇直接轉(zhuǎn)酯化而成。這種反應(yīng)條件中不能存在大量的水，結(jié)果消耗很多的能量。而微藻生長在富含水的環(huán)境中，由于其含有豐富的可利用油脂，所以采用水解與酯化分開的方法，并利用脂肪酶在水相和醇相中發(fā)揮的作用不同，可以克服以上很多缺點。 本論文主要研究高含水量的產(chǎn)油微藻經(jīng)破壁后溢出的油脂利用實驗室自制脂肪酶Candida.99-125作為催化劑水解和酯化兩步制備生物柴油的工藝。即微藻發(fā)酵液加入纖維素酶和蛋白酶進行細胞破碎后，等電點沉淀藻體蛋白并濃縮油水混合液，在混合液中加入游離脂肪酶進行水解反應(yīng)后油水分離，游離脂肪酸在游離脂肪酶與乙醇作用下進行酯化反應(yīng)，生成脂肪酸乙酯，并分離出來制備生物柴油的過程。反應(yīng)過程中分別考察了游離脂肪酶量、含水量、初始乙醇量、醇油摩爾比、溫度、pH值、游離酶的使用壽命、不同添加劑的量和反應(yīng)時間等等單因子對實驗的影響，并將得到的單因素數(shù)據(jù)進行響應(yīng)面優(yōu)化，得到了藻油水解率和脂肪酸的酯化率的最優(yōu)條件及藻油水解率為89.6%，酯化率為91.8%，微藻油脂制備生物柴油的得率為80.1%；為了更好的表征油、水、酶以及醇、油、酶的作用關(guān)系，采用動力學的方法對水解和酯化兩步反應(yīng)進行分析，在脂肪酶催化微藻油脂水解及水解產(chǎn)物再酯化的過程中，由酶量與反應(yīng)速率:V=Kp[E][S]/(Km+[S])底物濃度與反應(yīng)速率:V=Vm[S]/Km，計算可以得到底物濃度（S）、游離酶濃度（E）、反應(yīng)速率（v）之間的關(guān)系，從而更好的幫助我們解釋了反應(yīng)過程中的一些實驗現(xiàn)象。 最后將微藻油脂兩步酶法制備生物柴油的反應(yīng)的從搖瓶實驗進行了500ml體系的放大反應(yīng)，并對化學兩步法和脂肪酶法兩步法的工藝進行了比較，從生物柴油的得率來看，化學一步法生物柴油得率稍大于脂肪酶兩步法，但是采用化學法的體系中不能存在水，而微藻含水量高，單從對水、脂肪酶和有機溶劑的利用方面進行了簡單的成本分析，結(jié)果表明針對高含水量微藻作為原料，，酶法相對于化學法成本較低還是很有優(yōu)勢的。
【關(guān)鍵詞】：微藻油脂 游離脂肪酶 水解和酯化兩步法 生物柴油
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TE667
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 引言12
• 1.2 生物柴油的概論12-18
• 1.3 酶催化微藻油脂的應(yīng)用18-20
• 1.4 微藻油脂的酶法制備生物柴油的前景20
• 1.5 論文研究的思路及內(nèi)容20-22
• 第二章 微藻油脂水解為游離脂肪酸的工藝22-42
• 2.1 引言22
• 2.2 實驗材料和方法22-24
• 2.3 實驗結(jié)果與討論24-33
• 2.4 響應(yīng)面法優(yōu)化微藻油脂水解的工藝33-40
• 2.5 小結(jié)40-42
• 第三章 游離脂肪酸酯化工藝的初步探索42-64
• 3.1 引言42
• 3.2 實驗材料和方法42-44
• 3.2.1 實驗原料及其設(shè)備42
• 3.2.2 實驗方法42-44
• 3.2.2.1 測定乳化活性指數(shù)42-43
• 3.2.2.2 破乳43
• 3.2.2.3 甘油的回收與測定43
• 3.2.2.4 游離脂肪酸的酸價測定43
• 3.2.2.5 游離脂肪酶的活性測定43-44
• 3.2.2.6 酯化實驗44
• 3.2.2.7 儀器分析方法44
• 3.3 實驗結(jié)果和討論44-55
• 3.3.1 水解反應(yīng)液乳化活性指數(shù)的變化44-45
• 3.3.2 水解后體系的破乳45-53
• 3.3.3 儀器驗證53-55
• 3.3.3.1 氣相色譜的譜圖53-54
• 3.3.3.2 紅外光譜54-55
• 3.3.3.3 核磁55
• 3.4 響應(yīng)面優(yōu)化游離脂肪酸酯化的工藝55-62
• 3.4.1 實驗設(shè)計56-57
• 3.4.2 RSM 的應(yīng)用57
• 3.4.3 實驗結(jié)果回歸分析57-60
• 3.4.4 響應(yīng)面的等高線圖譜分析60-61
• 3.4.5 游離脂肪酸的響應(yīng)面優(yōu)化61-62
• 3.5 小結(jié)62-64
• 第四章 微藻油脂水解和酯化反應(yīng)的動力學分析64-70
• 4.1 引言64
• 4.2 材料和方法64-66
• 4.2.1 實驗原料64
• 4.2.2 實驗設(shè)備64
• 4.2.3 實驗方法64-66
• 4.2.3.1 酶量與水解率和酯化率的關(guān)系64-65
• 4.2.3.2 底物濃度與水解率和酯化率65
• 4.2.3.3 水解初速率的測定65
• 4.2.3.4 米氏常數(shù)的測定65
• 4.2.3.5 動力學實驗65
• 4.2.3.6 油水界面的測定65-66
• 4.3 實驗結(jié)果與討論66-69
• 4.3.1 微藻油脂的水解和酯化的動力學分析66-67
• 4.3.2 酶量與水解率及酯化率的關(guān)系67-68
• 4.3.3 底物濃度與水解率及酯化率68
• 4.3.4 模型檢驗68-69
• 4.4 小結(jié)69-70
• 第五章 水解酯化兩步法與一步轉(zhuǎn)酯法反應(yīng)工藝比較70-74
• 5.1 引言70
• 5.2 實驗材料和方法70-71
• 5.2.1 實驗原料70
• 5.2.2 實驗設(shè)備70
• 5.2.3 實驗方法70-71
• 5.3 實驗結(jié)果與討論71-73
• 5.3.1 生物柴油的得率比較71-72
• 5.3.2 原材料與試劑成本估算的比較72-73
• 5.4 小結(jié)73-74
• 第六章 結(jié)論與建議74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 建議75-76
• 參考文獻76-82
• 致謝82-83
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文83-84
• 作者及導師簡介84-85
• 附錄 185-86
• 附錄 286-87
• 碩士研究生學位論文答辯委員會決議書87-88

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：微藻油脂兩步酶法制備生物柴油，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：257354