BR112013023545B1

BR112013023545B1 - método para preparação de biodiesel

Info

Publication number: BR112013023545B1
Application number: BR112013023545-4A
Authority: BR
Inventors: Wei Du; Dehua Liu; Luole Zhu
Original assignee: Tsinghua University
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2020-10-20
Also published as: AU2011362409A1; US10246644B2; CA2829990C; EP2687588B1; MY182317A; BR112013023545A2; EP2687588A4; EP2687588A1; CA2829990A1; US20140123544A1; CN102676304B; CN102676304A; WO2012122826A1; AU2011362409B2

Abstract

MÉTODO PARA PREPARAÇÃO DE BIODIESEL. A presente invenção refere-se a um método para preparar biodiesel, que compreende: adicionar óleo e gordura, álcool de cadeia curta, água, e lipase líquida em um reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios; então, separar o fluido de reação em uma fase pesada e uma fase leve contendo enzima; recuperar e reutilizar a enzima na fase pesada; usar a fase leve para a conversão subsequente por lipase imobilizada; fluir o álcool de cadeia curta e fase leve no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios que contém uma lipase imobilizada; realizar a desidratação online durante todo o processo de reação ou parte do processo de reação. No método da invenção para preparar biodiesel, nenhum pré-processamento é requerido para a matéria-prima de óleo e gordura no estágio anterior do processo de catálise por lipase líquida, e a razão de conversão de óleo e gordura para biodiesel pode atingir mais de 90%; no estágio posterior do processo de catálise por lipase imobilizada, introduzindo-se uma desidratação online durante todo o processo ou parte do processo de reação, o rendimento de biodiesel pode exceder 98%, e o valor ácido do produto pode ser inferior a (...).

Description

Campo da Técnica

[0001] A presente invenção refere-se ao campo da técnica de síntese de biocombustível, em particular, a mesma refere-se a um método para preparar biodiesel usando uma lipase líquida em combinação com uma lipase imobilizada.

Antecedentes da Invenção

[0002] O biodiesel é uma substância éster de ácido graxo de cadeia longa gerada através da reação de transesterificação de matéria-prima de óleo e gordura biológica. O mesmo é uma nova fonte de energia renovável sem poluição, e tem perspectivas de ampla aplicação na indústria de óleo e gordura. As propriedades de combustão de biodiesel são comparáveis ao diesel de petróleo tradicional, e as substâncias nocivas no escape emitidas a partir de um motor no qual o biodiesel é queimado são reduzidas em 50% quando comparado ao diesel de petróleo tradicional. Atualmente, ampla atenção vem sendo atraída para as investigações e aplicações de biodiesel.

[0003] Atualmente, o biodiesel é produzido principalmente por processos químicos, isto é, usando óleo e gordura animal/vegetal junto com alguns alcoóis de baixo carbono (metanol ou etanol) para conduzir a reação de transesterificação sob a catálise de catalisadores ácidos ou alcalinos, a fim de gerar um éster metílico ou éster etílico de ácido graxo correspondente. Existem as seguintes desvantagens quando se utiliza processos químicos para preparar biodiesel: (1) os ácidos graxos e água livres na matéria-prima de óleo e gordura afetam severamente o progresso da reação; (2) a solubilidade fraca de metanol em óleo e gordura pode resultar facilmente na formação de emulsão, de modo que o procedimento de processamento subsequente irá se tornar complicado; e (3) a quantidade de metanol usada de acordo com os requisitos do processo excede muito a razão molar da reação, e a recuperação do metanol em excesso aumenta o consumo de energia durante o processo.

[0004] Um processo que usa uma enzima biológica para sintetizar biodiesel apresenta as seguintes vantagens: condições de reação moderadas, sem poluentes emitidos, e ampla aplicabilidade para diversas matérias-primas de óleo e gordura. Tal processo encontra-se de acordo com a tendência à química verde e, deste modo, está ganhando cada vez mais atenção. Entretanto, em processos de lipase- catalisação convencionais para converter a matéria-prima de óleo e gordura para a preparação do biodiesel, existe o seguinte problema, quando o teor de água na matéria-prima de óleo e gordura for maior que 0,5% (com base no peso do óleo), o valor ácido do produto de biodiesel após a reação geralmente é mais alto que 0,5 mg de KOH por grama de óleo. Isto não satisfaz o valor ácido padrão requerido para o controle de qualidade de biodiesel e, deste modo, procedimentos de processamento subsequentes que envolvem neutralização alcalina complicada são requeridos. Entretanto, tais procedimentos de processamento subsequentes que usam a neutralização alcalina para diminuir o valor ácido afetam o rendimento do produto, e podem ocasionar problemas de poluição. Consequentemente, deseja-se desenvolver um método eficiente e favorável ao meio ambiente para preparar biodiesel.

Conteúdo da Invenção

[0005] O propósito da invenção consiste em proporcionar um novo método para preparar biodiesel, em particular, a invenção proporciona um novo método para preparar biodiesel usando uma lipase líquida em combinação com uma lipase imobilizada.

[0006] Para o propósito da invenção, um método para preparar biodiesel, de acordo com a invenção, compreende as seguintes etapas: (1) óleo e gordura, álcool de cadeia curta, água, e lipase líquida são adicionados em um reator de estágio único ou múltiplos estágios para conduzir uma reação, e o líquido de reação, então, é separado em uma fase pesada e uma fase leve; a enzima na fase pesada é recuperada e reutilizada, e a fase leve é usada para a conversão subsequente através da lipase imobilizada; (2) a fase leve obtida na etapa (1) flui em um reator de estágio único ou múltiplos estágios contendo a lipase imobilizada, e o álcool de cadeia curta é adicionado para conduzir uma reação; uma desidratação online é realizada durante todo o processo de reação ou parte do processo de reação.

[0007] O propósito da invenção também pode ser realizado pelos seguintes meios técnicos.

[0008] O método mencionado acima para preparar biodiesel usando uma lipase líquida em combinação com uma lipase imobilizada compreende as seguintes etapas: (1) óleo e gordura, 4-8 vezes de álcool de cadeia curta com base no mol de óleo e gordura, 2%-20% de água com base na massa de óleo e gordura, e 200-2.000 unidades ativas padrão de lipase líquida com base em cada grama da massa de óleo e gordura são adicionados no reator de estágio único ou múltiplos estágios; a temperatura é mantida a 30-55°C; e a reação é conduzida durante 3-8 horas; (2) após o líquido de reação ser estratificado por centrifugação ou repouso, a proteína enzimática na fase pesada é separada e recuperada utilizando uma membrana, e a fase leve é usada para a conversão subsequente através da lipase imobilizada; (3) a fase leve obtida na etapa (2) e 1-3 vezes de álcool de cadeia curta com base no mol de óleo e gordura fluem novamente no reator de estágio único ou múltiplos estágios que contém 200-1.000 unidades ativas padrão de lipase imobilizada com base em cada grama da massa de óleo e gordura; a temperatura é mantida a 20-55°C; a reação é conduzida durante 3-10 horas; e uma desidratação online com uma membrana ou uma peneira molecular é realizada durante todo o processo de reação ou parte do processo de reação. O rendimento para converter matéria- prima de óleo e gordura efetiva em biodiesel é mais alto que 98%, e o valor ácido no produto de biodiesel final é mais baixo que 0,5 mg de KOH por grama de óleo. O diagrama esquemático do processo de reação é mostrado na Figura 1 e Figura 2.

[0009] No método mencionado acima, a membrana usada para separar e recuperar a proteína enzimática na etapa (2) é uma membrana de metal, uma membrana orgânica, uma membrana inorgânica ou uma membrana de cerâmica, etc.

[00010] No método mencionado acima, a membrana usada para a desidratação online na etapa (3) é uma membrana orgânica, uma membrana inorgânica ou uma membrana de cerâmica, etc.; a peneira molecular usada para a desidratação online é uma peneira molecular 3 Â ou 4 A, etc.

[00011] No método mencionado acima, a lipase é derivada de um ou mais entre Candida antarctica, Thermomyces lanuginosus, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Rhizomucor miehei, e Rhizopus oryzae, etc.

[00012] No método mencionado acima, o álcool de cadeia curta é metanol, etanol, propanol ou butanol, etc.

[00013] No método mencionado acima, o álcool de cadeia curta está sendo uniforme ou não uniformemente alimentado desde o início da reação, e a alimentação é concluída em 3-10 horas.

[00014] No método mencionado acima, o óleo e gordura são óleo e gordura biológicos, incluindo óleo vegetal, gordura animal ou óleo microbiano. Em que, o óleo vegetal é óleo de rícino, óleo de palma, óleo de colza, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de milho, óleo de semente de algodão, óleo de farelo de arroz, óleo de Jatropha, óleo de chifre amarelo ou óleo de Jatropha curcas L. etc.; a gordura animal é óleo de peixe, sebo, banha ou óleo de carneiro, etc.; e o óleo microbiano é óleo de levedura ou óleo de microalgas, etc.

[00015] O óleo e a gordura também incluem resíduos de óleo de cozinha, ou os resíduos de refino de óleo e gordura. Em que, os resíduos de óleo de cozinha consistem em óleo de refugo ou óleo de drenagem, etc.; e os resíduos de refino de óleo e gordura consistem em óleo acidificado, etc.

[00016] Através das soluções técnicas acima, a invenção apresenta pelo menos as seguintes vantagens e efeitos benéficos: no método da invenção para preparar biodiesel usando uma lipase líquida em combinação com uma lipase imobilizada, nenhum pré-processamento é requerido para a matéria-prima de óleo e gordura, e a razão de conversão de óleo e gordura para biodiesel pode atingir mais de 90%; no estágio posterior do processo de catálise por lipase imobilizada, introduzindo-se uma desidratação online durante todo o processo ou parte do processo de reação, o rendimento de biodiesel pode exceder 98%, e o valor ácido do produto pode ser inferior a 0,5 mg de KOH por grama de óleo. Portanto, o método da invenção para preparar biodiesel apresenta bons benefícios econômicos e ambientais.

Descrição dos Desenhos

[00017] A Figura 1 e a Figura 2 são folhas de fluxo dos exemplos preferidos do método para preparar biodiesel usando uma lipase líquida em combinação com uma lipase imobilizada.

Modalidades Específicas

[00018] Os seguintes exemplos são usados para ilustrar a invenção, porém, não para limitar o escopo da invenção.

[00019] Os reagentes e materiais usados nos exemplos a seguir são todos produtos comercialmente disponíveis.

Exemplo 1

[00020] 10 g de óleo de soja, 10% de água com base na massa de óleo e gordura, e 200 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura, foram adicionadas no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 35°C, e o etanol com uma razão molar de 4,5:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 3 horas. Após 6 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 90%. Então, o líquido de reação foi mantido em repouso para a estratificação, e a fase pesada e a fase leve contendo enzima (fase de biodiesel bruto) foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 1:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 20°C, e o metanol foi uniformemente adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana orgânica, membrana inorgânica ou membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 A ou 4 A). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 98%, e o valor ácido é 0,3 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 2

[00021] 10 g de banha, 5% de água com base na massa de óleo e gordura, e 200 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo e gordura, foram adicionadas no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 40°C, e metanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 4 horas. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 91%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto fluiu novamente no reator contendo enzima imobilizada (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 2:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 20°C, e o metanol foi adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de absorção de água que inclui membrana orgânica). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,2 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 3

[00022] 10 g de óleo de palma, 2% de água com base na massa de óleo e gordura, e 200 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Thermomyces lanuginosus) com base na unidade de massa de óleo e gordura e 200 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Aspergillus oryzaé)com base na unidade de massa de óleo e gordura, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 45°C, e o etanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 2 horas. Após 5 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 92%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana inorgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e o etanol com uma razão molar de 1:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 20°C, e o etanol foi uniformemente adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de absorção de água que inclui membrana inorgânica). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 98%, e o valor ácido é 0,4 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 4

[00023] 10 g de óleo de levedura, 3% de água com base na massa de óleo e gordura, e 100 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura e 300 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Thermomyces lanuginosus) com base na unidade de massa de óleo e gordura, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 50°C, e metanol com uma razão molar de 4:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 2 horas. Após 5 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 92%. Então, o líquido de reação foi mantido em repouso para a estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, a membrana de cerâmica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 2:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o metanol foi uniformemente adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de absorção de água que inclui membrana de cerâmica). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,2 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 5

[00024] 10 g de óleo de Jatropha curcas L., 8% de água com base na massa de óleo e gordura, e 800 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 40°C, e o etanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 2 horas. Após 5 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 91%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Thermomyces lanuginosus) com base na unidade de massa de óleo e gordura e 50 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica)com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 1:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 30°C, e o metanol foi adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 A). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,3 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 6

[00025] 10 g de óleo de peixe, 20% de água com base na massa de óleo e gordura, e 500 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Rhizomucor mieheí) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 55°C, e o etanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 3 horas. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 91%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana inorgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 400 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 1,5:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o metanol foi uniformemente adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 4 A). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 98%, e o valor ácido é 0,4 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 7

[00026] 10 g de óleo de refugo, 6% de água com base na massa de óleo e gordura, e 500 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Rhizomucor miehei) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 35°C, e o etanol com uma razão molar de 5:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 4 horas. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 92%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, a membrana de cerâmica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 100 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo e gordura e 100 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e o etanol com uma razão molar de 1:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o etanol foi uniformemente adicionado em 2 horas. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana orgânica, membrana inorgânica ou membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 A ou 4 A). A reação foi conduzida por 7 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,4 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 8

[00027] 10 g de óleo acidificado, 3% de água com base na massa de óleo e gordura, e 500 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 40°C, e propanol com uma razão molar de 5:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 3 horas. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 93%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 2:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 35°C, e o metanol foi uniformemente adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana orgânica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 A). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,3 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 9

[00028] 10 g de óleo de castor, 8% de água com base na massa de óleo e gordura, e 800 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 45°C, e o etanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 3 horas. Após 6 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 91%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 1:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 20°C, e o etanol foi adicionado em 2 horas. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana inorgânica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 A). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,1 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 10

[00029] 10 g de óleo de drenagem, 12% de água com base na massa de óleo e gordura, e 2.000 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionadas no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 35°C, e metanol com uma razão molar de 5:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 2 horas. Após 5 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 93%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana inorgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e o etanol com uma razão molar de 2:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 30°C, e o etanol foi adicionado em 2 horas. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 A). A reação foi conduzida por 10 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99,5%, e o valor ácido é 0,1 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 11

[00030] 10 g de óleo de carneiro, 6% de água com base na massa de óleo e gordura, e 1.000 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Aspergillus niger) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 40°C, e o etanol com uma razão molar de 5:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 3 horas. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 93%. Então, o líquido de reação foi centrifugado ou mantido em repouso para a estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, a membrana de cerâmica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 100 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura e 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 2:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o metanol foi adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrane orgânica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 4 Â). A reação foi conduzida por 8 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99,5%, e o valor ácido é 0,2 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 12

[00031] 10 g de óleo de refugo, 12% de água com base na massa de óleo e gordura, e 600 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Aspergillus niger) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 35°C, e metanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 3 horas. Após 6 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 92%. Então, o líquido de reação foi centrifugado ou mantido em repouso para a estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Rhizomucormiehei) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 2:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 20°C, e o metanol foi adicionado em 2 horas. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana inorgânica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 4 Â). A reação foi conduzida por 6 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,2 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 13

[00032] 10 g de óleo de Jatropha curcas L., 8% de água com base na massa de óleo e gordura, e 500 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Thermomyces lanuginosus) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 45°C, e o etanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 4 horas. Após 6 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 92%. Então, o líquido de reação foi centrifugado ou mantido em repouso para a estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e o etanol com uma razão molar de 1:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o etanol foi adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 4 Â). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,3 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 14

[00033] 10 g de óleo de colza, 5% de água com base na massa de óleo e gordura, e 500 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Rhizomucor miehei) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 35°C, e o etanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi uniformemente adicionado em 4 horas. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 92%. Então, o líquido de reação foi centrifugado ou mantido em repouso para a estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana inorgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 100 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura e 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Rhizomucor miehei) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 1:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o metanol foi adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana orgânica, membrana inorgânica ou membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 Â). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,2 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 15

[00034] 10 g de óleo de colza, 5% de água com base na massa de óleo e gordura, e 500 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 40°C, e o etanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi adicionado de maneira não uniforme. 30% do etanol foram uniformemente adicionados nas primeiras 2 horas da reação, e os 70% restantes do etanol foram uniformemente adicionados nas 2 horas subsequentes. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 92%. Então, o líquido de reação foi mantido em repouso para a estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 1:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o metanol foi adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana orgânica ou membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 A). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 98%, e o valor ácido é 0,3 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 16

[00035] 10 g de óleo de microalgas, 5% de água com base na massa de óleo e gordura, e 800 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 45°C, e o etanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi adicionado de maneira não uniforme. 40% do etanol foram uniformemente adicionados nas primeiras 2 horas da reação, e os 60% restantes do etanol foram uniformemente adicionados nas 2 horas subsequentes. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 90%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, a membrana de cerâmica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 100 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura e 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Rhizomucor miehei) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 1:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o metanol foi adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana inorgânica ou membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 À). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 98%, e o valor ácido é 0,4 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 17

[00036] 10 g de óleo de chifre amarelo, 5% de água com base na massa de óleo e gordura, e 800 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 50°C, e propanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi adicionado de maneira não uniforme. 40% do propanol foram uniformemente adicionados nas primeiras 2 horas da reação, e os 60% restantes do propanol foram uniformemente adicionados nas 2 horas subsequentes. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 88%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, a membrana de cerâmica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 3:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o metanol foi adicionado em 2 horas. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana orgânica ou membrana inorgânica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 4 A). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 98%, e o valor ácido é 0,5 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 18

[00037] 10 g de óleo de girassol, 10% de água com base na massa de óleo e gordura, e 800 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 40°C, e butanol com uma razão molar de 6:1 para o óleo e gordura foi adicionado de maneira não uniforme. 30% do butanol foram uniformemente adicionados nas primeiras 2 horas da reação, e os 70% restantes do butanol foram uniformemente adicionados nas 2 horas subsequentes. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 89%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 200 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 3:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 25°C, e o metanol foi adicionado em 2 horas. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 1, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana orgânica ou membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 4 A). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 98%, e o valor ácido é 0,5 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 19

[00038] 10 g de óleo de palma, 5% de água com base na massa de óleo e gordura, e 800 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 45°C, e o etanol com uma razão molar de 3:1 para o óleo e gordura foi adicionado de maneira não uniforme. 40% do etanol foram uniformemente adicionados nas primeiras 2 horas da reação, e os 60% restantes do etanol foram uniformemente adicionados nas 2 horas subsequentes. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 92%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana inorgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 400 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 2:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 55°C, e o metanol foi adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana orgânica ou membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 4 A). A reação foi conduzida por 5 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,3 mg de KOH por grama de óleo.

Exemplo 20

[00039] 10 g de óleo de palma, 20% de água com base na massa de óleo e gordura, e 300 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e 600 unidades ativas padrão de lipase líquida (derivadas de Aspergillus oryzae) com base na unidade de massa de óleo, foram adicionados no reator enzimático de estágio único ou múltiplos estágios adequado para a catálise enzimática. A temperatura foi mantida a 50°C, e o etanol com uma razão molar de 5:1 para o óleo e gordura foi adicionado de maneira não uniforme. 40% do etanol foram uniformemente adicionados nas primeiras 2 horas da reação, e os 60% restantes do etanol foram uniformemente adicionados nas 2 horas subsequentes. Após 8 horas de reação, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel foi de 91%. Então, o líquido de reação foi centrifugado para estratificação, e a fase pesada contendo enzima e a fase leve contendo biodiesel bruto foram separadas. A fase pesada foi adicionalmente separada pela membrana para recuperar a enzima, uma membrana orgânica com um peso molecular de corte de 15.000 foi selecionada para a recuperação da enzima, a razão de recuperação da proteína enzimática foi de até 95%, a quantidade restante de glicerol subproduto no líquido enzimático recuperado era menor que 5%, e a enzima recuperada pode ser reutilizada. A fase de biodiesel bruto separada fluiu novamente no reator enzimático imobilizado (que contém 100 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Candida antarctica) com base na unidade de massa de óleo e gordura e 900 unidades ativas padrão de lipase imobilizada (derivadas de Rhizomucor miehei) com base na unidade de massa de óleo e gordura), e metanol com uma razão molar de 2:1 para o biodiesel bruto foi simultaneamente adicionado. A reação foi conduzida, a temperatura foi mantida a 40°C, e o metanol foi adicionado em 1 hora. Durante o processo de reação, a desidratação online, conforme mostrado na Figura 2, foi conduzida (dispositivo de desidratação de membrana que inclui membrana orgânica, membrana inorgânica, ou membrana de cerâmica, e dispositivo de absorção de água que inclui peneira molecular 3 A ou 4 A). A reação foi conduzida por 2 horas, a razão de conversão do óleo e gordura efetivos para o biodiesel no sistema foi de 99%, e o valor ácido é 0,2 mg de KOH por grama de óleo.

[00040] A invenção é descrita acima em detalhes através das descrições gerais e das modalidades específicas, entretanto, com base na invenção, algumas modificações ou aprimoramentos ainda podem ser realizados, o que é óbvio para uma pessoa versada na técnica. Consequentemente, tais modificações ou aprimoramentos encontram- se dentro do escopo de proteção da invenção sem se afastar do espírito da invenção.

Claims

1. Método para preparar biodiesel, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (1) óleo e gordura, álcool de cadeia curta, água, e lipase líquida são adicionados em um reator de estágio único ou múltiplos estágios para conduzir uma reação, e o líquido de reação, então, é separado em uma fase pesada e uma fase leve; a enzima na fase pesada é recuperada e reutilizada, e a fase leve é usada para a conversão subsequente através da lipase imobilizada; (2) a fase leve obtida na etapa (1) flui em um reator de estágio único ou múltiplos estágios contendo a lipase imobilizada, e o álcool de cadeia curta é adicionado para conduzir uma reação; uma desidratação online é realizada durante todo o processo de reação ou parte do processo de reação.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (1) óleo e gordura, 4-8 vezes de álcool de cadeia curta com base no mol de óleo e gordura, 2%-20% de água com base na massa de óleo e gordura, e 200-2.000 unidades ativas padrão de lipase líquida com base em cada grama da massa de óleo e gordura são adicionados no reator de estágio único ou múltiplos estágios; a temperatura é mantida a 30-55°C; e a reação é conduzida durante 3-8 horas; (2) após o líquido de reação ser estratificado por centrifugação ou repouso, a proteína enzimática na fase pesada é separada e recuperada utilizando uma membrana, e a fase leve é usada para a conversão subsequente através da lipase imobilizada; (3) a fase leve obtida na etapa (2) e 1-3 vezes de álcool de cadeia curta com base no mol de óleo e gordura fluem novamente no reator de estágio único ou múltiplos estágios que contém 200-1.000 unidades ativas padrão de lipase imobilizada com base em cada grama da massa de óleo e gordura; a temperatura é mantida a 20-55°C; a reação é conduzida durante 3-10 horas; e uma desidratação online com uma membrana ou uma peneira molecular é realizada durante todo o processo de reação ou parte do processo de reação.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a membrana usada para separar e recuperar a proteína enzimática na etapa (2) é uma membrana de metal, uma membrana orgânica, uma membrana inorgânica ou uma membrana de cerâmica.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a membrana usada para a desidratação online na etapa (3) é uma membrana orgânica, uma membrana inorgânica ou uma membrana de cerâmica; a peneira molecular usada para a desidratação online é uma peneira molecular 3 Â ou 4 Â.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a lipase é derivada de um ou mais entre Candida antarctica, Thermomyces lanuginosus, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Rhizomucor miehei, e Rhizopus oryzae.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o álcool de cadeia curta é metanol, etanol, propanol ou butanol.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o álcool de cadeia curta está sendo uniforme ou não uniformemente alimentado desde o início da reação, e a alimentação é concluída em 3-10 horas.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o óleo e a gordura são óleo e gordura biológicos, incluindo óleo vegetal, gordura animal ou óleo microbiano.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o óleo vegetal é óleo de rícino, óleo de palma, óleo de colza, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de milho, óleo de semente de algodão, óleo de farelo de arroz, óleo de Jatropha, óleo de chifre amarelo ou óleo de Jatropha curcas L.; a gordura animal é óleo de peixe, sebo, banha ou óleo de carneiro; e o óleo microbiano é óleo de levedura ou óleo de microalgas.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o óleo e a gordura incluem os resíduos de óleo de cozinha ou os resíduos de refino de óleo e gordura.