CN101230320B - 一种面包酵母及其催化生产生物柴油的方法 - Google Patents

一种面包酵母及其催化生产生物柴油的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101230320B
CN101230320B CN2007100352246A CN200710035224A CN101230320B CN 101230320 B CN101230320 B CN 101230320B CN 2007100352246 A CN2007100352246 A CN 2007100352246A CN 200710035224 A CN200710035224 A CN 200710035224A CN 101230320 B CN101230320 B CN 101230320B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bread yeast
diesel oil
oil
hydrotalcite
production method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007100352246A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101230320A (zh
Inventor
曾虹燕
邓欣
谢凤
夏葵
廖凯波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiangtan University
Original Assignee
Xiangtan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiangtan University filed Critical Xiangtan University
Priority to CN2007100352246A priority Critical patent/CN101230320B/zh
Publication of CN101230320A publication Critical patent/CN101230320A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101230320B publication Critical patent/CN101230320B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种能有效将植物油催化生产生物柴油的微生物菌株，它是面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)DX213 CCTCC NO：M 207082及用该微生物制成固定化面包酵母为催化剂生产生物柴油。本发明具有如下优势：1、脂肪酶细胞价格低廉，固定化工艺简单，固定化酵母细胞在酯交换甲醇体系中有一定的抗毒性，催化效果好，可重复使用。2、水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3或其负载物为载体制备的固定化脂肪酶细胞，弹性好，对温度、pH值的耐受性强，机械强度高，酶活稳定，半衰期长。3、固定化脂肪酶细胞的载体水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3经煅烧可重复使用。4、固定化脂肪酶细胞协同超声波催化制备生物柴油，工艺简单，条件温和，反应时间短，环境友好，无三废，甘油易分离。

Description

一种面包酵母及其催化生产生物柴油的方法
技术领域
本发明涉及一种面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)及用该微生物为催化剂生产生物柴油的方法。
背景技术
随着世界经济快速发展，能源和环境污染问题日益突出，人类正面临着巨大的能源与环境压力。当今的能源主要是矿物燃料，包括煤炭、石油和天然气。矿物能源的应用推动了社会的发展，但其资源却日渐耗尽，同时引起严重的环境问题，如导致全球气温变暖、损害臭氧层、破坏生态圈碳平衡、释放有害物质和引起酸雨等。寻找替代能源是解决现有问题的必要途径。目前替代能源主要有核能、可燃冰、醇类燃料(甲醇、乙醇)和植物油等，其中生物可再生能源由于其不枯竭及环境友好性成为最重要的能源之一。以植物油为原料生产的生物柴油，已受到世界各国的普遍关注。生物柴油作为石油燃料的替代品，具可再生、易降解、无毒、含硫低和有害物质排放量小等优点，属环境友好型燃料。以植物油、动物油、废食用油等为原料与低碳醇(甲醇、乙醇、正丁醇等)进行酯交换反应，产物即为(脂肪酸甲酯)，副产物为甘油。采用NaOH、KOH、甲醇钠等碱催化剂制备的生物柴油，转化率高，但催化剂不可重复使用，对植物油酸值要求高，易皂化，后续处理复杂，产物不易分离，产品需中和洗涤，产生三废。采用硫酸、盐酸、磷酸、有机酸、超强固体酸或强酸型离子交换树脂等酸催化剂时，设备要求高(设备腐蚀)，反应温度高，甘油难以分离，也易产生三废。采用KF/CaO、MgO-NaOH、MgO-Na、CaO和MgO的混合物、γ-Al2O3-NaOH-Na、γ-Al2O3-KOH-K等固体碱催化剂制备生物柴油，转化率高，产物易分离，无三废产生，但制备难度较高，对大气中的CO2和H2O敏感。CN1923960的微生物发酵油脂及其用于制备生物柴油的方法，采用未固定的啤酒酵母菌，价格低廉，但使用寿命短，易失活。CN1891786的乌桕油制备生物柴油的生产技术和CN1730613的生物催化高酸值油脂进行酯交换反应生产生物柴油的方法，采用的菌株为南极假丝酵母，其商品价格较高，酶活化繁琐且易失活。CN1818026的一种固定化酶法生产生物柴油的方法，其生物酶的固定化繁琐，载体不可重复使用。CN1687313的一种不同脂肪酶细胞相结合生产生物柴油的工艺，固定化细胞为Candida antarctic、Thermomyces lanuginosus和Rhizmucor miehei，固定化后酯交换制备生物柴油，但这些固定化细胞的商品价格昂贵，酶活不稳定，半衰期短。
发明内容
本发明的目的是提供一种酶活性强、使用寿命高长、价格低廉、抗酸性强面包酵母，以及用该面包酵母为催化剂生产生物柴油的方法。
本发明的目的是通过如下方式实现的：一种能有效将植物油催化生产生物柴油的微生物菌株，它是面包酵母DX213(Saccharomyces cerevisiae DX213)CCTCC NO：M 207082。面包酵母DX213样品于2007年6月18日向地址在武汉的“中国典型培养物保藏中心”提供保藏。
一种用微生物为催化剂生产生物柴油的方法，
(1)、将权利要求1所述的面包酵母菌株DX213，进行常规培养，离心分离，取上层清液，用磷酸盐缓冲液调至pH 6.5-8.5，得含有面包酵母的溶液，以固体碱或负载型固体碱为载体，吸附面包酵母，制得固定化面包酵母。
(2)、将固定化面包酵母作为催化剂，植物油和低碳醇为底物，油/醇摩尔比4∶1-20∶1，在超声波反应器中进行酯交换反应，反应结束后，分离催化剂，回收剩余低碳醇，静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油，分离甘油，得生物柴油。
面包酵母菌株DX213的培养条件：培养基为土豆培养基，培养时间1-3天，温度25-45℃。
固体碱为水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3其中一种或几种；负载型固体碱为：负载KF、CaF2、ZnF2、NaF或K2CO3的水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3。
超声波反应器的超声波辐射功率50-1000W，占空比0.4-1.0，超声频率15-40kHz，搅拌速率200-1000rpm。
酯交换反应条件：反应温度35-55℃，反应时间0.5-3h，固定化面包酵母催化剂的用量为植物油重的0.8-2％。
本发明具有如下优势：1、脂肪酶细胞价格低廉，固定化工艺简单，固定化酵母细胞在酯交换甲醇体系中有一定的抗毒性，催化效果好，可重复使用。2、水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3或其负载物为载体制备的固定化脂肪酶细胞，弹性好，对温度、pH值的耐受性强，机械强度高，酶活稳定，半衰期长。3、固定化脂肪酶细胞的载体水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3经煅烧可重复使用。4、固定化脂肪酶细胞协同超声波催化制备生物柴油，工艺简单，条件温和，反应时间短，环境友好，无三废，甘油易分离。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
本发明方法是以固体碱或负载型固体碱为载体，吸附面包酵母DX213制备固定化面包酵母，以及利用固定化面包酵母为催化剂生产生物柴油。
实施例1：
面包酵母菌株DX213的培养，培养基为土豆培养基，培养时间1-3天，温度25-45℃，离心分离，取上层清液，用磷酸盐缓冲液调至pH8，得含有面包酵母的溶液，用纳米碳酸钙为载体吸附面包酵母得固定化面包酵母为催化剂，以菜子油、甲醇为原料，按油醇摩尔比为1∶6，催化剂为1.5％(油重)，装入250mL三口烧瓶中，置入超声波反应器中，超声波低频辐射功率200W，占空比0.7，超声频率30kHz，反应温度35℃，搅拌速率100rpm，反应1.0h。反应结束后，分离催化剂，回收剩余甲醇，静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油，分离甘油，得生物柴油。酯交换转化率98.7％，密度0.881g·cm-1(15℃)，脂肪酸甲酯含量97.4％(气相色谱)。
实施例2：
面包酵母菌株DX213的培养，培养基为土豆培养基，培养时间1-3天，温度25-45℃，离心分离，取上层清液，用磷酸盐缓冲液调至pH 6.5，得含有面包酵母的溶液，用水滑石为载体吸附面包酵母得固定化面包酵母为催化剂，以大豆油、甲醇为原料，按油醇摩尔比为1∶8，催化剂为1.2％(油重)，装入250mL三口烧瓶中，置入超声波反应器中，超声波低频辐射功率400W，占空比0.4，超声频率40kHz，反应温度30℃，搅拌速率100rpm，反应时间1.2h。反应结束后，分离催化剂，回收剩余甲醇，倒入分液漏斗静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油，分离甘油，得生物柴油。酯交换转化率98.7％，密度0.881g·cm-1(15℃)，脂肪酸甲酯含量97.4％(气相色谱)。
实施例3：
面包酵母菌株DX213的培养，培养基为土豆培养基，培养时间1-3天，温度25-45℃，离心分离，取上层清液，用磷酸盐缓冲液调至pH7，得含有面包酵母的溶液，用γ-Al2O3为载体吸附面包酵母得固定化面包酵母为催化剂，以棕榈油、乙醇为原料，按油醇摩尔比为1∶12，催化剂为1.2％(油重)，装入250mL三口烧瓶中，置入超声波反应器中，超声波低频辐射功率500W，占空比0.7，超声频率40kHz，反应温度30℃，搅拌速率100rpm，反应时间1.6h。反应结束后，分离催化剂，回收剩余乙醇，静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油，分离甘油，得生物柴油。酯交换转化率97.9％，密度0.887g·cm-1(15℃)，脂肪酸甲酯含量96.3％(气相色谱)。
实施例4：
面包酵母菌株DX213的培养，培养基为土豆培养基，培养时间1-3天，温度25-45℃，离心分离，取上层清液，用磷酸盐缓冲液调至pH 8.5，得含有面包酵母的溶液，用ZnF2的类水滑石为载体吸附面包酵母得固定化面包酵母为催化剂，以菜籽油、丁醇为原料，按油醇摩尔比为1∶10，催化剂为1.0％(油重)。装入250mL三口烧瓶中，置入超声波反应器中，超声波辐射功率800W，占空比1.0，超声频率35kHz，反应温度25℃，搅拌速率600rpm，反应时间2.0h。反应结束后，分离催化剂，回收剩余丁醇，倒入分液漏斗静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油，分离甘油，得生物柴油。。酯交换转化率96.7％，密度0.876g·cm-1(15℃)，脂肪酸甲酯含量95.4％(气相色谱)。

Claims (6)

1.一种能有效将植物油催化生产生物柴油的微生物菌株，它是面包酵母(Saccharomyces cerevisiae)DX213 CCTCC NO：M 207082。
2.一种用微生物为催化剂生产生物柴油的方法，其特征在于：
(1)、将权利要求1所述的面包酵母菌株DX213，进行常规培养，离心分离，取上层清液，用磷酸盐缓冲液调至pH6.5-8.5，得含有面包酵母的溶液，以固体碱或负载型固体碱为载体，吸附面包酵母，制得固定化面包酵母；
(2)、将固定化面包酵母作为催化剂，植物油和低碳醇为底物，油/醇摩尔比4∶1-20∶1，在超声波反应器中进行酯交换反应，反应结束后，分离催化剂，回收剩余低碳醇，静置分层，上层为生物柴油，下层为甘油，分离甘油，得生物柴油。
3.根据权利要求2所述的一种用微生物为催化剂生产生物柴油的方法，其特征在于：面包酵母菌株DX213的培养条件：培养基为土豆培养基，培养时间1-3天，温度25-45℃。
4.根据权利要求2所述的一种用微生物为催化剂生产生物柴油的方法，其特征在于：固体碱为水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3其中一种或几种；负载型固体碱为：负载KF、CaF2、ZnF2、NaF或K2CO3的水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3。
5.根据权利要求2所述的一种用微生物为催化剂生产生物柴油的方法，其特征在于：超声波反应器的超声波辐射功率50-1000W，占空比0.4-1.0，超声频率15-40kHz，搅拌速率200-1000rpm。
6.根据权利要求2所述的一种用微生物为催化剂生产生物柴油的方法，其特征在于：酯交换反应条件：反应温度35-55℃，反应时间0.5-3h，固定化面包酵母催化剂的用量为植物油重的0.8-2％。
CN2007100352246A 2007-06-27 2007-06-27 一种面包酵母及其催化生产生物柴油的方法 Expired - Fee Related CN101230320B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100352246A CN101230320B (zh) 2007-06-27 2007-06-27 一种面包酵母及其催化生产生物柴油的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007100352246A CN101230320B (zh) 2007-06-27 2007-06-27 一种面包酵母及其催化生产生物柴油的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101230320A CN101230320A (zh) 2008-07-30
CN101230320B true CN101230320B (zh) 2010-04-14

Family

ID=39897141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007100352246A Expired - Fee Related CN101230320B (zh) 2007-06-27 2007-06-27 一种面包酵母及其催化生产生物柴油的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101230320B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101503711B (zh) * 2008-12-26 2011-12-21 湘潭大学 一种固定化细胞制备光学纯(r)-2-辛醇的方法
CN101503712B (zh) * 2008-12-26 2012-05-23 湘潭大学 一种固定化微生物制备光学纯(r)-2-辛醇的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648207A (zh) * 2004-12-23 2005-08-03 大连理工大学 一种偶联生产生物柴油和1,3－丙二醇的方法
CN1891786A (zh) * 2005-07-07 2007-01-10 南昌大学 乌桕油制备生物柴油的生产技术
CN1923960A (zh) * 2006-10-08 2007-03-07 清华大学 微生物发酵油脂及其用于制备生物柴油的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648207A (zh) * 2004-12-23 2005-08-03 大连理工大学 一种偶联生产生物柴油和1,3－丙二醇的方法
CN1891786A (zh) * 2005-07-07 2007-01-10 南昌大学 乌桕油制备生物柴油的生产技术
CN1923960A (zh) * 2006-10-08 2007-03-07 清华大学 微生物发酵油脂及其用于制备生物柴油的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101230320A (zh) 2008-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Amini et al. State of the art and prospective of lipase-catalyzed transesterification reaction for biodiesel production
Mathew et al. Recent advances in biodiesel production: Challenges and solutions
Sitepu et al. Critical evaluation of process parameters for direct biodiesel production from diverse feedstock
Du et al. Perspectives for biotechnological production of biodiesel and impacts
Tan et al. Biodiesel production with immobilized lipase: a review
Ganesan et al. An overview on the recent advances in the transesterification of vegetable oils for biodiesel production using chemical and biocatalysts
Aguieiras et al. Current status and new developments of biodiesel production using fungal lipases
Wang et al. Microorganisms-promoted biodiesel production from biomass: A review
Noraini et al. A review on potential enzymatic reaction for biofuel production from algae
Zhang et al. Enzyme immobilization for biodiesel production
Harun et al. Algal biomass conversion to bioethanol–a step‐by‐step assessment
Sarma et al. Microbial hydrogen production by bioconversion of crude glycerol: A review
Hafid et al. Innovative conversion of food waste into biofuel in integrated waste management system
CN101284998A (zh) 一种催化反应与分离过程耦合制备生物柴油的工艺
Demirbas et al. Future energy sources
Ondul et al. Biocatalytic production of biodiesel from vegetable oils
Sharma et al. Biodiesel and the potential role of microbial lipases in its production
Hossain et al. Bioethanol production from agricultural waste biomass as a renewable bioenergy resource in biomaterials
CN101230320B (zh) 一种面包酵母及其催化生产生物柴油的方法
Li et al. Research development on lipase-catalyzed biodiesel
Al Makishah Bioenergy: Microbial Biofuel Production Advancement.
CN100404643C (zh) 有机介质反应体系中微生物细胞转化油脂生产生物柴油的工艺
CN1325606C (zh) 生物催化高酸值油脂进行酯交换反应生产生物柴油的方法
CN101205474A (zh) 一种无溶剂体系中生物转化油脂制备生物柴油的方法
CN101381614B (zh) 一种回收非固定化脂肪酶催化油脂制备生物柴油工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100414

Termination date: 20100627