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Novo435酶催化植物油制取生物柴油酯交换反应条件的试验研究

作　者: 刘会丽
导　师: 张百良；徐桂转
学　校: 河南农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: Novo435 菜籽油桐油酯交换响应面生物柴油
分类号: TE665
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 275次
引　用: 6次
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内容摘要

生物柴油，即脂肪酸甲酯，是以动植物油为原料生产的可再生绿色能源。目前生物柴油的工业化生产均采用化学法，这种方法存在醇必须大大过量、能耗高、产物难于回收和废碱液污染环境等缺点，并且对原料的要求高，导致生产成本过高。为此，酶法生产生物柴油在国内外受到广泛关注，酶法生产生物柴油具有反应条件温和、醇用量小、产物易分离和无污染排放等优点。目前国内酶法相关的研究主要集中在精制豆油方面，而对其它丰富的植物油尚未触及。因此，本文选取菜籽油、桐油为原料对Novo435酶催化制取生物柴油酯交换反应条件进行了较为系统的研究，目的是确定Novo435酯交换反应的最佳条件，通过产率的提高初步降低生产成本。首先进行单因素试验，然后用响应面法进行优化，深入研究了酶的用量、醇量、反应温度、转速、反应时间和水分等对酯交换反应的影响；同时也对甲醇的加入方式和批次对酯交换反应的影响进行了初步研究。试验得出菜籽油适宜反应条件为酶用量10％(与油脂的质量比)、醇油摩尔比1.5：1、反应温度52℃、转速200r／min，在此条件下，反应10h时油脂的酯交换率达到48％(理论为50％)；甲醇分三批加入，分别在反应初期、进行到10h、26h依次加入1.5、0.75、0.75的醇油摩尔比，反应36h时酯交换率达到95％以上，连续反应400h，酶活性基本没有下降。桐油适宜反应条件为酶用量14％(与油脂的质量比)，醇油摩尔比为2.2：1，反应温度43℃，时间为18h，转速200rpm，在此条件下，反应18h时油脂的酯交换率达到68％(理论为73.3％)；甲醇分两批加入，分别在反应初期、进行到18h依次加入2.2、0.8醇油摩尔比，反应36h时酯交换率达到85％以上，连续反应5批，酶效略有下降；每次反应后采用丙酮清洗酶，酶效下降较前者小。两种原料均不适合加入水分。试验表明Novo435酶可有效催化菜籽油和桐油制取生物柴油，菜籽油催化效果优于桐油，优化条件较好，值得进一步研究和利用。

全文目录

摘要  5-8
1 绪言  8-14
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 研究现状  9-12
    1.2.1 生物柴油的生产方法及产业进展  9-10
    1.2.2 固定化酶法制取生物柴油的国内外研究现状  10-12
  1.3 研究内容的提出及意义  12-14
2 试验材料、仪器与方法  14-22
  2.1 试验材料  14
  2.2 试验仪器设备  14
  2.3 分析方法  14-21
    2.3.1 原料油理化性质的分析  14-15
    2.3.2 生物柴油中脂肪酸甲酯的定性、定量分析  15-20
    2.3.3 甘油的分光光度计分析  20-21
  2.4 试验方法  21-22
    2.4.1 试验方案  21
    2.4.2 酯交换反应及样品制备  21-22
3 菜籽油制取生物柴油酯交换反应条件的试验结果及分析  22-31
  3.1 菜籽油酯交换影响因素试验及结果分析  22-26
    3.1.1 醇量对酯交换反应的影响  22
    3.1.2 脂肪酶用量对酯交换反应的影响  22-23
    3.1.3 反应时间对酯交换反应的影响  23-24
    3.1.4 温度对酯交换反应的影响  24
    3.1.5 转速对酯交换反应的影响  24-25
    3.1.6 水分含量对酯交换反应的影响  25-26
  3.2 响应面试验及结果分析  26-29
    3.2.1 响应面试验方案的制定  26
    3.2.2 响应面试验结果及分析  26-29
  3.3 分批加入甲醇试验  29
  3.4 酶的使用批次试验  29-30
  3.5 小结  30-31
4 桐油酯交换制取生物柴油工艺条件的试验结果及分析  31-41
  4.1 桐油酯交换影响因素试验及结果分析  31-34
    4.1.1 反应时间对酯交换反应的影响  31
    4.1.2 脂肪酶用量对酯交换反应的影响  31-32
    4.1.3 醇量对酯交换反应的影响  32
    4.1.4 温度对酯交换反应的影响  32-33
    4.1.5 转速对酯交换反应的影响  33
    4.1.6 水分含量对酯交换反应的影响  33-34
  4.2 响应面试验及结果分析  34-39
    4.2.1 响应面试验方案的制定  34
    4.2.2 响应面试验结果及分析  34-39
  4.3 分批加入甲醇试验及结果分析  39
  4.4 酶的使用批次试验及结果分析  39-40
  4.5 小结  40-41
5 结论和建议  41-42
参考文献  42-45
ABSTRACT  45-46

Novo435酶催化植物油制取生物柴油酯交换反应条件的试验研究

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