CN101838670A - 制备生物柴油的方法 - Google Patents

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洪化鹏
洪鲲
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Abstract

本发明公开了一种制备生物柴油的方法，将植物油脂与短链醇按摩尔比1：4～1：10的配比进行混合，并加入占植物油脂重量1～15%的脂肪酶，将混合物盛于磨口圆底烧瓶中；再将该磨口圆底烧瓶置于真空旋转装置中，在30～50℃下，并使气压低于正常大气压；反应2～10小时后，得到生物柴油。本发明采用减压的方式进行脂肪酶的催化方应，由于在减压条件可加速植物油脂中残存水的挥发，确保反应向短链醇的脂肪酸酯方向进行，提高酯化率。其生产工序简单，能有效的节约反应时间，并且所使用的脂肪酶可多次回收使用，可有效降低生物柴油的生产成本，反应得到的生物柴油具有很高的获得率。本发明方法简单，容易实施，使用效果好。

Description

制备生物柴油的方法
技术领域
本发明涉及一种生物油脂合成技术领域，尤其是一种制备生物柴油的方法。
背景技术
生物柴油由可再生生物油脂原料通过转酯反应生成的长链脂肪酸酯类物质，其燃烧性能可与传统的石油系柴油媲美，同时，具有可再生、低排放、清洁和安全等优势。目前，生物柴油主要是用化学法生产，即用动植物油脂和一些低碳醇在碱或酸性催化剂作用下进行转酯反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯。虽然化学法反应速度快，但其工艺复杂、能耗高、生产成本高、废碱液污染环境等，使生物酶法合成生物柴油成为现代新型能源工业的重要发展方向。在生物柴油的生产中，生物酶法的使用受到限制，其根本原因在于生产成本远高于化石柴油，因此，提高转化率、简化工艺和开发廉价生物酶成为酶法生产生物柴油的关键。在用生物酶法生产生物柴油的工艺中，通常采用单一脂肪酶催化法、两步脂肪酶催化法和混合酶催化法。利用这些酶法工艺进行生物柴油的合成，要么生物柴油获得率低，要么反应时间长，给大规模生产带来困难。
发明内容
本发明的目的是：提供一种制备生物柴油的方法，它的生产工艺简单，生物柴油获得率高，反应时间短，可有效降低生物柴油的生产成本，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：制备生物柴油的方法，将植物油脂与短链醇按摩尔比1：4～1：10的配比进行混合，并加入占植物油脂重量1～15%的脂肪酶，将混合物盛于磨口圆底烧瓶中；再将该磨口圆底烧瓶置于真空旋转装置中，在30～50℃下，并使气压低于正常大气压；反应2～10小时后，得到生物材油。
真空旋转装置内的气压为10～40mmHg。
真空旋转装置的转速为100～200rpm。
植物油脂为菜籽油、大豆油、玉米油、花生油、小油桐籽油或乌桕籽油。
短链醇为甲醇、乙醇或丁醇。
脂肪酶为固相化脂肪酶，它包括Novozym435、QLM、RMIM、TLIM或TS414中的一种以上。
Novozym435（来源于Candidaantarctica）、QLM（来源于Alcaligenessp.）、RMIM(来源于Rhizomucormiehei)、TLIM（来源于Thermomyceslanuginosus）、TS414（来源于Penicilliumexpansum）。
反应体系中的无溶剂体系只含油脂、短链醇及酶，反应体系中的有机溶剂体系含有油脂、短链醇、酶及叔丁醇。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用减压的方式进行脂肪酶的催化方应，由于在减压条件可加速植物油脂中残存水的挥发，确保反应向短链醇的脂肪酸酯方向进行，提高酯化率。其生产工序简单，能有效的节约反应时间，并且所使用的脂肪酶可多次回收使用，可有效降低生物柴油的生产成本，反应得到的生物材油具有很高的获得率。本发明方法简单，容易实施，使用效果好。
具体实施方式
本发明的实施例1：将摩尔比为1：4的菜籽油和乙醇进行混合，加入占菜籽油重量3%的脂肪酶RMIM，将它们盛于磨口圆底烧瓶中；并将该磨口圆底烧瓶置于真空旋转装置内，抽真空使其压强降到15mmHg，在温度为30℃的水浴中加热，保持转速为100rpm，反应3小时后得到的生物柴油得率约为96%。
本发明的实施例2：将摩尔比为1：10的玉米油和甲醇混合，依次加入占油脂重量20%叔丁醇和占玉米油重量3%的脂肪酶Novozym435，将它们盛于磨口圆底烧瓶中；置于真空旋转装置内，抽真空使其压强降到40mmHg，在温度为40℃的水浴中加热，保持转速为100rpm，反应10小时后得到的生物柴油得率约为100%。
本发明的实施例3：将摩尔比为1：10的大豆油和甲醇混合，依次加入占大豆油重量2%脂肪酶QLM和3%脂肪酶Novozym435，盛于磨口圆底烧瓶中；置于真空旋转装置内，抽真空使其压强降到15mmHg，在温度为40℃的水浴中加热，保持转速为100rpm，反应3小时后得到的生物柴油得率接近100%。

Claims (7)

1.一种制备生物柴油的方法，其特征在于：将植物油脂与短链醇按摩尔比1：4～1：10的配比进行混合，并加入占植物油脂重量1～15%的脂肪酶，将混合物盛于磨口圆底烧瓶中；再将该磨口圆底烧瓶置于真空旋转装置中，在30～50℃下，并使气压低于正常大气压；反应2～10小时后，得到生物材油。
2.根据权利要求1所述的制备生物柴油的方法，其特征在于：真空旋转装置内的气压为10～40mmHg。
3.根据权利要求1所述的制备生物柴油的方法，其特征在于：真空旋转装置的转速为100～200rpm。
4.根据权利要求1所述的制备生物柴油的方法，其特征在于：植物油脂为菜籽油、大豆油、玉米油、花生油、小油桐籽油或乌桕籽油。
5.根据权利要求1所述的制备生物柴油的方法，其特征在于：短链醇为甲醇、乙醇或丁醇。
6.根据权利要求1所述的制备生物柴油的方法，其特征在于：脂肪酶为固相化脂肪酶，它包括Novozym435、QLM、RMIM、TLIM或TS414中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的制备生物柴油的方法，其特征在于：反应体系中的无溶剂体系只含油脂、短链醇及酶，反应体系中的有机溶剂体系含有油脂、短链醇、酶及叔丁醇。
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