FR2824075A1 - Procede de preparation d'esters d'alkyle inferieur d'acides gras en particulier de biodiesel - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une technique pour renforcer l'activité d'une lipase immobilisée, ainsi qu'une technique pour régénérer une lipase immobilisée désactivée, où on utilise un alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3 pour gonfler et/ ou nettoyer ladite lipase immobilisée. Ladite lipase immobilisée est particulièrement utile dans un procédé de préparation d'un biodiesel par transestérification de triglycérides et d'un alcool inférieur.
Description
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La présente invention concerne des techniques destinées à améliorer l'activité d'une lipase immobilisée et à régénérer un lipase immobilisée désactivée, ladite lipase immobilisée étant particulièrement utile dans un procédé de production de biodiesel par transestérification de triglycérides et d'un alcool inférieur.
Dans de nombreux pays, par exemple en Europe, aux Etats-Unis et au Japon, etc., on utilise des bases fortes en tant que catalyseur dans des procédés industriels de production de biodiesel, (voir par exemple brevet U.S.No 5 354 878). Ces procédés industriels correspondent à une échelle de production de plusieurs centaines de milliers de tonnes. Même ainsi, un procédé faisant appel à des bases fortes souffre de quelques défauts graves. Par exemple, un procédé faisant appel à des bases fortes ne peut traiter sans problème les huiles et graisses fondues qui ont une teneur élevée en impuretés. Les impuretés décrites sont pour l'essentiel constituées d'humidité et d'acides gras libres que l'on trouve habituellement dans les huiles fondues, les graisses animales fondues et les huiles et graisses fondues produites lors du raffinage des huiles. L'existence de ces impuretés va amener un procédé utilisant des bases fortes à produire de nombreux sous-produits indésirables (par exemple des savons), ce qui diminue le rendement en biodiesel et rend plus difficile la purification du biodiesel produit. En conséquence, la presque totalité des procédés industriels utilisant des bases fortes pour produire un biodiesel utilisent en tant que matière première des huiles végétales pures.
A l'heure actuelle, l'utilisation d'une lipase pour produire un biodiesel s'accompagne de deux difficultés principales. La première difficulté est que l'activité de la lipase est relativement faible. Dans un article présenté par Watanabe et al., ["Continuous Production of
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Biodiesel Fuel from Vegetable Oil Using Immobilized Candida antarctica Lipase", JAOCS, volume 77, page 355- 360, 2000], le procédé à la lipase exige 36 heures pour parachever la réaction, ce qui est significativement plus long que l'heure requise par le procédé utilisant des bases fortes. Une autre difficulté est que le prix de la lipase est beaucoup plus élevé que le prix de l'hydroxyde de sodium (NaOH) utilisé dans le procédé utilisant des bases fortes. A moins d'utiliser une lipase immobilisée ayant une activité accrue, et à moins de pouvoir maintenir l'activité de la lipase immobilisée après un certain nombre de recyclages, le procédé utilisant une lipase a des difficultés à entrer en concurrence avec le procédé utilisant des bases fortes, pour ce qui est du coût de la production. Malheureusement, la lipase immobilisée est susceptible d'être empoisonnée par un alcool inférieur, et la lipase immobilisée désactivée ne peut être efficacement régénérée, avec une activité, après régénération, qui serait comparable à celle de la phase immobilisée initiale. En conséquence, pour rendre un procédé à la lipase immobilisée économiquement réalisable, ou même pour remplacer le procédé classique aux bases fortes, certaines considérations sont devenues très importantes, telles que la manière dont on pourra augmenter l'activité et la durée de vie d'une lipase immobilisée, et la manière dont on pourrait régénérer efficacement une lipase immobilisée qui a subi une désactivation partielle ou complète.
Un objectif de la présente invention consiste à mettre à disposition un procédé pouvant renforcer l'activité d'une lipase immobilisée.
Un autre objectif de la présente invention consiste à mettre à disposition un procédé pour régénérer une lipase immobilisée ayant une activité réduite.
Encore un autre objet de la présente invention consiste à mettre à disposition un procédé pour préparer
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un ester d'alkyle inférieur d'acide gras, en particulier un biodiesel, par transestérification ou estérification d'un glycéride d'acide gras ou d'un acide gras libre avec un alcool inférieur, en utilisant en tant que catalyseur une lipase immobilisée, prétraitée ou régénérée.
Les inventeurs de la présente invention pensent que la diminution de l'activité de transestérification d'un glycéride d'acide gras et d'un alcool inférieur est due essentiellement à des facteurs physiques, c'est à dire à la non-miscibilité entre le méthanol ou l'éthanol et les glycérides d'acide gras. En conséquence, quand du méthanol ou de l'éthanol est absorbé par les cavités d'une lipase immobilisée, les glycérides d'acide gras ne pourront pénétrer dans les cavités, ce qui interrompt la réaction.
Les inventeurs ont également observé que le méthanol est absorbé par la lipase immobilisée, plus facilement qu'une huile.
Ainsi, les inventeurs de la présente invention décrivent d'abord un solvant idéal, destiné à laver une lipase immobilisée désactivée. Ce solvant doit être inoffensif pour la lipase, et avoir une bonne solubilité vis-à-vis des huiles, des graisses, de l'humidité et du méthanol ou de l'éthanol. Par exemple, un alcool ayant au moins trois atomes de carbone, de préférence l'isopropanol, le 2-butanol et le tert-butanol, peut efficacement régénérer une lipase immobilisée désactivée.
Les inventeurs ont de même découvert que l'activité d'une lipase immobilisée peut augmenter d'une manière significative quand on utilise un tel solvant idéal pour réaliser un prétraitement d'immersion sur une lipase immobilisée.
Dans une forme de réalisation préférée de la présente invention, l'activité d'une lipase immobilisée du commerce, Novozyme 435, est multipliée par 8 à 10 par comparaison avec une lipase ne subissant aucun
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prétraitement ; et l'enzyme Novozyme 435 désactivée est régénérée avec succès jusqu'à un niveau d'activité équivalent au niveau avant empoisonnement.
Brève description des dessins annexés
La figure 1 présente la vitesse initiale de réaction d'une réaction connue de transestérification, en fonction de la concentration de différents alcools linéaires, où les carrés représentent le méthanol, les cercles représentent l'éthanol, les triangles représentent le npropanol et les triangles inversés représentent le 1butanol.
La figure 1 présente la vitesse initiale de réaction d'une réaction connue de transestérification, en fonction de la concentration de différents alcools linéaires, où les carrés représentent le méthanol, les cercles représentent l'éthanol, les triangles représentent le npropanol et les triangles inversés représentent le 1butanol.
La figure 2 présente la vitesse initiale de réaction d'une réaction connue de transestérification, en fonction de la concentration de différents alcools ramifiés, où les carrés représentent l'isopropanol, les triangles représentent le 2-butanol et les cercles représentent l'isobutanol.
La figure 3 présente la vitesse initiale de réaction d'une réaction de transestérification, en fonction de la concentration du méthanol, où les carrés noirs représentent une lipase immobilisée qui a été prétraitée par l'isopropanol selon la présente invention, les carrés blancs représentent un prétraitement connu par une huile de soja, les triangles représentent un prétraitement par du 2-butanol selon la présente invention, et les losanges représentent un prétraitement par du tert-butanol selon la présente invention.
La figure 4 présente les vitesses initiales de réaction de transestérification, à la concentration optimale du méthanol, pour des lipases immobilisées régénérées, par lavage avec de l'huile de soja (carrés noirs), ou par lavage une fois (triangles) ou deux fois (cercles blancs) avec de l'isopropanol selon la présente invention, où les numéros d'expérience (Exp. No.) 1 à 8 sur l'axe des abscisses représentent le rapport molaire de
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l'huile au méthanol (respectivement 8 :1, 3 :1, 1 :1, 2:3,1:2, 1:3) dans les réactions de transestérification dans lesquelles les lipases immobilisées sont désactivées.
La présente invention met à disposition un procédé de préparation d'un ester d'alkyle en C1-C3 d'un acide gras par transestérification ou estérification d'un glycéride d'acide gras ou d'un acide gras libre avec un alcool en C1-C3, caractérisé en ce qu'on utilise une lipase immobilisée prétraitée pour catalyser la transestérification ou l'estérification, ladite lipase immobilisée prétraitée étant préparée par immersion d'une lipase immobilisée dans un alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3, pendant un certain laps de temps, de préférence de 0,5 à 48 heures, et plus particulièrement de 0,5 à 1,5 heure.
De préférence, ledit alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3 a de 3 à 8, et plus particulièrement 3 ou 4, atomes de carbone, et est par exemple le 1-propanol, l'isopropanol, le 1-butanol, le 2-butanol, l'isobutanol ou le tert-butanol.
De préférence, on prépare cette lipase immobilisée prétraitée en immergeant encore ladite lipase immobilisée dans une huile végétale pendant 0,5 à 48 heures après que ladite lipase immobilisée a été retirée de l'alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3.
De préférence, ladite lipase immobilisée est immobilisée sur un support poreux.
De préférence, ladite lipase immobilisée provient de Pseudomanas ou de Candida.
Dans le procédé de la présente invention, ladite lipase immobilisée peut être fraîche ou désactivée.
Dans le cas où ladite lipase immobilisée est une lipase immobilisée désactivée, ladite lipase immobilisée prétraitée est préparée par lavage de ladite lipase
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immobilisée désactivée avec l'alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3. De préférence, ladite lipase immobilisée prétraitée est préparée en immergeant en outre pendant 0,5 à 48 heures ladite lipase immobilisée désactivée dans une huile végétale après lavage de ladite lipase immobilisée désactivée avec ledit alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3.
De préférence, ledit ester d'alkyle en C1-C3 est préparé par transestérification dudit glycéride d'acide gras et dudit alcool en C1-C3. Plus particulièrement, ledit ester d'alkyle en C1-C3 est l'ester méthylique, et ledit ester méthylique est préparé par la transestérification du méthanol et d'une huile ou d'une graisse comprenant un triglycéride, par exemple une huile végétale.
De préférence, ledit ester d'alkyle en C1-C3 est préparé par transestérification dudit glycéride d'acide gras et dudit alcool en C1-C3, et par l'estérification dudit acide gras libre et dudit alcool en C1-C3. Plus préférablement, ledit ester d'alkyle en C1-C3 est l'ester méthylique, et ledit ester méthylique est préparé par la transestérification et l'estérification du méthanol et d'une huile ou d'une graisse comprenant un glycéride et un acide gras libre. Ladite huile ou graisse peut être une huile végétale, une graisse animale, des huiles recyclées fondues, ou une huile ou graisse fondue produite pendant le raffinage d'huiles.
La lipase immobilisée pouvant être utilisée dans la présente invention n'est pas particulièrement limitée et peut être celles qui sont décrites dans la technique antérieure, par exemple dans les brevets U. S. No 4798793, 4940845,5156963, 5342768,5776741 et dans la demande WO 89/01032.
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La réaction de transestérification ou la réaction d'estérification d'un glycéride d'acide gras ou d'un acide gras libre et d'un alcool inférieur, catalysée par une lipase immobilisée dans le but de préparer des esters d'alkyle inférieur d'acide gras, notamment un biodiesel, est connue de l'homme de métier et ne représente pas une caractéristique principale de la présente invention. En conséquence, les réactions ne vont pas être décrites ici en détail. Selon la présente invention, des conditions préférées de la réaction de transestérification ou de la réaction d'estérification correspondent à une température comprise entre la température ambiante et 80 C, et un rapport en moles entre le glycéride d'acide gras ou l'acide gras libre et l'alcool inférieur supérieur à 1:1 et de préférence d'environ 3:1.
La présente invention étudie d'abord l'effet de différents alcools, tels que le méthanol, l'éthanol, le n-propanol, le 1-butanol, le 2-butanol, l'acool isobutylique et le tert-butanol, sur l'activité d'une lipase immobilisée. On mélange à un alcool une quantité déterminée d'une huile végétale (5,7 g d'une huile de soja de Taiwan Sugar Corp. ), selon différents rapports en moles (huile : alcool = 8 :1, 5 :1, 3 :1, 3 :2, 1 :1, 2 :3, 1 :2, 1 :3), puis on ajoute 5 % en poids (par rapport au poids de l'huile) d'une lipase immobilisée (Novozyme 435, produite par Novo Nordisk Co., Danemark), la lipase ayant été immergée dans l'huile à l'avance pendant 24 h. La réaction est mise en #uvre dans un tube à essais muni d'un bouchon, dans une chambre d'incubation à 30 C, pendant 5 min. à une vitesse d'oscillation de 200 tr/min. Après la réaction, on analyse l'échantillon par une CLHP pour déterminer les teneurs en biodiesel et en huile n'ayant pas réagi. La vitesse initiale de réaction de la lipase immobilisée est calculée pour représenter un indice de son activité. Les résultats sont présentés sur les figures 1 et 2. Tous les
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alcools inférieurs linéaires (méthanol, éthanol, propanol et butanol) sont manifestement toxiques pour la lipase immobilisée, l'empoisonnement étant variable, comme on le voit sur la figure 1. La force de l'empoisonnement est inversement proportionnelle au nombre d'atomes de carbone de l'alcool inférieur linéaire. Un alcool ayant un grand nombre d'atomes de carbone est moins toxique pour la lipase immobilisée. La figure 2 présente la force d'empoisonnement d'alcools ramifiés vis-à-vis d'une lipase immobilisée. Il ressort de la figure 2 que la force d'empoisonnement d'un alcool ramifié est inférieure à celle d'un alcool linéaire. En particulier, les courbes de l'isopropanol et du 2-butanol sont presque horizontales, c'est à dire que l'isopropanol et le 2-butanol n'ont pas de toxicité évidente. En outre, le tert-butanol, quelle que soit sa concentration, ne peut former une liaison avec les glycérides d'acide gras en présence de la lipase immobilisée Novozyme 435, avec un taux de conversion égal à zéro.
Les expériences ci-dessus ont conduit à deux découvertes importantes. Tout d'abord, quand la Novozyme 435 est empoisonnée par le méthanol ou l'éthanol, les particules de Novozyme 435 subissent un changement manifeste d'aspect, et passent d'une couleur or transparente initiale à une couleur grise opaque, ce changement étant accompagné d'un gonflement et d'une prise en motte des particules. Ensuite, le méthanol et l'éthanol sont faiblement miscibles à une huile végétale. Quand on ajoute à l'huile plus d'un neuvième du nombre théorique de moles d'un alcool inférieur (méthanol ou éthanol) (alcool : huile > 1,3), le mélange obtenu prend l'état d'une émulsion. La concentration de l'alcool inférieur à laquelle se forme l'émulsion est presque la même que la concentration provoquant un empoisonnement de la lipase immobilisée. Un alcool supérieur a une meilleure
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miscibilité à une huile. Un alcool dont le nombre d'atomes de carbone est supérieur à 3 est entièrement miscible à une huile végétale, au moins à une concentration inférieure au rapport molaire théorique requis pour la transestérification d'un triglycéride (alcool : huile :9 3:1).
Sur la base des deux découvertes mentionnées ci-dessus, on utilise de l'isopropanol et du 2-butanol, qui n'ont pas de toxicité évidente vis-à-vis de la Novozyme 435, et du tert-butanol qui est inerte vis-à-vis du glycéride d'acide gras, pour mettre en #uvre un prétraitement par immersion sur la Novozyme 435 dans les exemples ci-après. Les résultats indiquent que le prétraitement par immersion non seulement n'est pas toxique pour la lipase immobilisée, mais encore, dans certaines circonstances, augmente la résistance de la lipase immobilisée à l'empoisonnement par le méthanol et l'éthanol. De plus, l'utilisation d'isopropanol pour laver une Novozyme 435 désactivée peut aussi relancer l'activité de la Novozyme 435 désactivée.
Exemple 1 : effet du prétraitement sur l'activité de la lipase immobilisée
On place dans un tube à essais avec bouchon, 0,3 g de la lipase immobilisée Novozyme 435 (achetée à Novo Nordisk Co., Danemark), puis on immerge cette lipase dans différents solvants (huile de soja, biodiesel, isopropanol, 2-butanol, tert-butanol et n-hexane) pour permettre un gonflement des particules de lipase, ou sans immersion pour servir de témoin. Les conditions d'immersion sont consignées dans le tableau 1. Chacune des lipases immergées et la lipase témoin sont additionnées de 5,7 g d'huile de soja et de 0,26 ml de méthanol pour mettre en #uvre la réaction dans une chambre d'incubation à 30 C pendant 30 min. sous oscillation à 200 tr/min.
On place dans un tube à essais avec bouchon, 0,3 g de la lipase immobilisée Novozyme 435 (achetée à Novo Nordisk Co., Danemark), puis on immerge cette lipase dans différents solvants (huile de soja, biodiesel, isopropanol, 2-butanol, tert-butanol et n-hexane) pour permettre un gonflement des particules de lipase, ou sans immersion pour servir de témoin. Les conditions d'immersion sont consignées dans le tableau 1. Chacune des lipases immergées et la lipase témoin sont additionnées de 5,7 g d'huile de soja et de 0,26 ml de méthanol pour mettre en #uvre la réaction dans une chambre d'incubation à 30 C pendant 30 min. sous oscillation à 200 tr/min.
Quand la réaction est terminée, on prélève 0,1 g de
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l'échantillon, on le dilue avec 10 ml de n-hexane, puis on l'analyse par CLHP pour obtenir les teneurs en l'ester méthylique et en l'huile n'ayant pas réagi. Les résultats sont consignés dans le tableau 1. Les résultats du tableau 1 montrent que le prétraitement est très important pour la lipase immobilisée. Quand la lipase est immergée dans un alcool non toxique (isopropanol, 2-butanol, tert-butanol), le rendement en l'ester méthylique est près de sept fois celui d'une lipase immobilisée n'ayant pas subi de prétraitement. L'immersion dans un alcool non toxique a un effet meilleur qu'une immersion dans un biodiesel, l'activité de la lipase immobilisée prétraitée par la première immersion ci-dessus étant de 40 % supérieure à celle de la seconde ci-dessus. Quand on utilise du n-hexane dans le prétraitement par immersion, l'activité de la lipase immobilisée prétraitée est proche de celle d'une lipase immobilisée ne recevant aucun prétraitement.
Cela indique que le n-hexane présente une toxicité élevée pour la Novozyme 435. Quand une lipase immobilisée est prétraitée selon la présente invention, non seulement l'activité initiale de la lipase immobilisée prétraitée augmente d'une manière significative, mais encore la lipase prétraitée a une résistance plus grande à la toxicité du méthanol, comme cela ressort de l'exemple ci-après.
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Tableau 1 : effet du prétraitement sur l'activité de la réaction
<tb>
<tb> Rendement <SEP> en <SEP> ester
<tb> Type <SEP> de <SEP> prétraitement <SEP> méthylique <SEP> (%)
<tb> Aucun <SEP> 2,5
<tb> Huile <SEP> 4h <SEP> 8,6
<tb> Huile <SEP> jusqu'au <SEP> lendemain <SEP> 10,0
<tb> Biodiesel <SEP> 0,5 <SEP> h <SEP> + <SEP> huile <SEP> 4 <SEP> h <SEP> 4,1
<tb> Biodiesel <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> + <SEP> huile <SEP> 4 <SEP> h <SEP> 9,5
<tb> Biodiesel <SEP> 1,5 <SEP> h <SEP> + <SEP> huile <SEP> 4 <SEP> h <SEP> 8,9
<tb> Biodiesel <SEP> 2,0 <SEP> h <SEP> + <SEP> huile <SEP> 4 <SEP> h <SEP> 9,1
<tb> Biodiesel <SEP> 1,0 <SEP> h
<tb> Il,1
<tb> + <SEP> huile <SEP> jusqu'au <SEP> lendemain
<tb> Hexane <SEP> 1,0 <SEP> h
<tb> + <SEP> huile <SEP> jusqu'au <SEP> lendemain
<tb> Isopropanol <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> 16,8
<tb> + <SEP> huile <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> 16,8
<tb> 2-Butanol <SEP> 1,0 <SEP> h
<tb> 17,6
<tb> + <SEP> huile <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> 17,6
<tb> Tert-butanol <SEP> 1,0 <SEP> h
<tb> + <SEP> huile <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> 17,3
<tb>
<tb> Rendement <SEP> en <SEP> ester
<tb> Type <SEP> de <SEP> prétraitement <SEP> méthylique <SEP> (%)
<tb> Aucun <SEP> 2,5
<tb> Huile <SEP> 4h <SEP> 8,6
<tb> Huile <SEP> jusqu'au <SEP> lendemain <SEP> 10,0
<tb> Biodiesel <SEP> 0,5 <SEP> h <SEP> + <SEP> huile <SEP> 4 <SEP> h <SEP> 4,1
<tb> Biodiesel <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> + <SEP> huile <SEP> 4 <SEP> h <SEP> 9,5
<tb> Biodiesel <SEP> 1,5 <SEP> h <SEP> + <SEP> huile <SEP> 4 <SEP> h <SEP> 8,9
<tb> Biodiesel <SEP> 2,0 <SEP> h <SEP> + <SEP> huile <SEP> 4 <SEP> h <SEP> 9,1
<tb> Biodiesel <SEP> 1,0 <SEP> h
<tb> Il,1
<tb> + <SEP> huile <SEP> jusqu'au <SEP> lendemain
<tb> Hexane <SEP> 1,0 <SEP> h
<tb> + <SEP> huile <SEP> jusqu'au <SEP> lendemain
<tb> Isopropanol <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> 16,8
<tb> + <SEP> huile <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> 16,8
<tb> 2-Butanol <SEP> 1,0 <SEP> h
<tb> 17,6
<tb> + <SEP> huile <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> 17,6
<tb> Tert-butanol <SEP> 1,0 <SEP> h
<tb> + <SEP> huile <SEP> 1,0 <SEP> h <SEP> 17,3
<tb>
Exemple 2 : empoisonnement d'une lipase immobilisée prétraitée, par du méthanol à différentes concentrations
A de la Novozyme 435 prétraitée séparément par trois alcools non toxiques différents et par une huile végétale, on ajoute 5,7 g d'une huile végétale (huile de soja de Taiwan Sugar Corp. ) et du méthanol selon différents rapports en moles (huile : méthanol = 8 :1, 5 :1, 3 :1, 3 :2, 1:1, 2 :3, 1 :2, 1 :3), et on met en #uvre la réaction dans une chambre d'incubation à 30 C pendant 5 min. sous oscillation à 200 tr/min. Quand la réaction est terminée, on prélève 0,1 g de l'échantillon, et on le dilue avec 10 ml de n-hexane. -nuis on l'analvse nar CLHP pour obtenir
A de la Novozyme 435 prétraitée séparément par trois alcools non toxiques différents et par une huile végétale, on ajoute 5,7 g d'une huile végétale (huile de soja de Taiwan Sugar Corp. ) et du méthanol selon différents rapports en moles (huile : méthanol = 8 :1, 5 :1, 3 :1, 3 :2, 1:1, 2 :3, 1 :2, 1 :3), et on met en #uvre la réaction dans une chambre d'incubation à 30 C pendant 5 min. sous oscillation à 200 tr/min. Quand la réaction est terminée, on prélève 0,1 g de l'échantillon, et on le dilue avec 10 ml de n-hexane. -nuis on l'analvse nar CLHP pour obtenir
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les teneurs en l'ester méthylique et en l'huile n'ayant pas réagi. Puis on calcule la vitesse initiale de réaction de la lipase immobilisée, celle-ci exprimant l'indice d'activité de la lipase immobilisée. Les résultats sont présentés sur la figure 3. La vitesse initiale de réaction de la lipase immobilisée prétraitée par un alcool non toxique est significativement plus grande que celle de la lipase immobilisée qui n'est immergée que dans une huile végétale, quand la concentration du méthanol augmente comme on le voit sur la figure 3. L'immersion dans l'alcool non toxique augmente en fait la résistance au méthanol de la lipase immobilisée, l'isopropanol et le 2-butanol ayant un effet meilleur.
Exemple 3 : régénération de l'activité de la lipase immobilisée qui a été empoisonnée par du méthanol à différentes concentrations
A de la Novozyme 435 prétraitée par immersion dans du biodiesel pendant une heure, lavage avec de l'huile de soja puis immersion jusqu'au lendemain dans de l'huile de soja, on ajoute une quantité déterminée d'une huile (huile de soja de Taiwan Sugar Corp. ), puis on ajoute différentes quantités de méthanol dans différents tubes à essais. La concentration du méthanol dans les tubes à essais est augmentée d'une manière régulière, le rapport en moles de l'huile au méthanol présentant les valeurs suivantes : 8 :1, 5 :1, 3 :1, 3 :2, 1 :1, 2 :3, 1 :2, 1 :3, à chacune de ces valeurs correspondant les numéros d'expérience (Exp. No) 1 à 8. Les mélanges obtenus sont soumis à oscillation après qu'un bouchon a été placé sur les tubes à essais, pour désactiver partiellement ou complètement les lipases.
A de la Novozyme 435 prétraitée par immersion dans du biodiesel pendant une heure, lavage avec de l'huile de soja puis immersion jusqu'au lendemain dans de l'huile de soja, on ajoute une quantité déterminée d'une huile (huile de soja de Taiwan Sugar Corp. ), puis on ajoute différentes quantités de méthanol dans différents tubes à essais. La concentration du méthanol dans les tubes à essais est augmentée d'une manière régulière, le rapport en moles de l'huile au méthanol présentant les valeurs suivantes : 8 :1, 5 :1, 3 :1, 3 :2, 1 :1, 2 :3, 1 :2, 1 :3, à chacune de ces valeurs correspondant les numéros d'expérience (Exp. No) 1 à 8. Les mélanges obtenus sont soumis à oscillation après qu'un bouchon a été placé sur les tubes à essais, pour désactiver partiellement ou complètement les lipases.
Les lipases désactivées sont soumises aux opérations de lavage suivantes, pour vérifier si elles pouvaient reprendre leur activité.
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Opération de lavage 1 : 3 lavages avec de l'huile de soja, et immersion dans de l'huile de soja dans une chambre d'incubation à 30 C jusqu'au lendemain.
Opération de lavage 2 : 3 lavages avec de l'isopropanol, élimination de l'isopropanol par lavage avec de l'huile de soja, et immersion dans de l'huile de soja dans une chambre d'incubation à 30 C jusqu'au lendemain.
Opération de lavage 3 après l'avoir soumise à l'opération de lavage 2, désactivation de la lipase dans le cadre de la réaction à une concentration optimale du méthanol, la lipase désactivée étant ensuite soumise de nouveau à l'opération de lavage 2.
Puis on évalue l'activité des lipases après qu'elles ont été soumises aux opérations de lavage en répétant les modes opératoires de l'exemple 2, sauf que l'on utilise une concentration optimale de méthanol (rapport huile : méthanol = 3:1). Les résultats sont présentés sur la figure 4. Comme on le voit sur la figure 4, l'activité des lipases après qu'elles ont été soumises à l'opération de lavage 1 (lavage par de l'huile de soja) disparaît presque complètement pour les lipases désactivées des expériences Nos 6 à 8, où le nombre de moles de méthanol ajouté dépasse celui de l'huile de soja, c' est à dire les carrés noirs des expériences Nos 6,7 et 8. Après lavage à l'isopropanol (l'opération de lavage 2), l'activité des lipase immobilisées régénérées des expériences Nos 6 et 7 augmente d'une manière significative, presque jusqu'au niveau avant empoisonnement. Ce résultat montre que le lavage avec un alcool non toxique peut efficacement régénérer une lipase désactivée. Bien que la récupération de l'activité de la lipase régénérée en conséquence de l'opération de lavage 2 pour l'expérience No 8 ne soit pas satisfaisante, les données montrent que les lipases, après avoir été soumises à l'opération de lavage 3 (2 lavages
<Desc/Clms Page number 14>
avec l'isopropanol) vont une fois de plus voir leur activité augmenter. Cela indique que le degré de lavage par l'isopropanol a un effet positif sur la récupération de l'activité. L'optimisation du temps de lavage et de la température de lavage devrait permettre une augmentation plus poussée de l'activité de la lipase. D'autres expériences selon la présente invention montrent de même que, outre l'isopropanol, le 2- butanol et le tert-butanol ont eux aussi le même effet de régénération d'une lipase immobilisée désactivée.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra concevoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir de la portée de l'invention.
Claims (18)
1. Procédé de préparation d'un ester d'alkyle en C1-C3 d'un acide gras par transestérification ou estérification d'un glycéride d'acide gras ou d'un acide gras libre avec un alcool en C1-C3, caractérisé en ce qu'on utilise une lipase immobilisée prétraitée pour catalyser la transestérification ou l'estérification, ladite lipase immobilisée prétraitée étant préparée par immersion, pendant un certain laps de temps, d'une lipase immobilisée dans un alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3 a de 3 à 8 atomes de carbone.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3 a 3 ou 4 atomes de carbone.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3 est le 1-propanol, l'isopropanol, le 1-butanol, le 2-butanol, l'isobutanol ou le tertbutanol.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit laps de temps est de 0,5 à 48 h.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit laps de temps est de 0,5 à 1,5 h.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lipase immobilisée prétraitée est préparée en immergeant en outre ladite lipase immobilisée dans une huile végétale pendant 0,5 à 48 h après que ladite lipase immobilisée a été retirée dudit alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lipase immobilisée est immobilisée sur un support poreux.
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9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lipase immobilisée provient de Pseudomonas ou de candida.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lipase immobilisée est fraîche ou désactivée.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel ladite lipase immobilisée est une lipase immobilisée désactivée, et ladite lipase immobilisée prétraitée est préparée par lavage de ladite lipase immobilisée désactivée avec l'alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite lipase immobilisée prétraitée est préparée en immergeant en outre ladite lipase immobilisée désactivée dans une huile végétale pendant 0,5 à 48 h après lavage de ladite lipase immobilisée désactivée avec ledit alcool dont le nombre d'atomes de carbone n'est pas inférieur à 3.
13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ester d'alkyle en C1-C3 est préparé par transestérification dudit glycéride d'acide gras et dudit alcool en C1-C3.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit ester d'alkyle en C1-C3 est l'ester méthylique, et ledit ester méthylique est préparé par transestérification de méthanol et d'une huile ou d'une graisse comprenant un triglycéride.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'huile ou la graisse est une huile végétale.
16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit d'ester alkyle en C1-C3 est préparé par transestérification dudit glycéride d'acide gras avec ledit alcool en C1-C3 et par estérification dudit acide gras libre avec ledit alcool en Cl-C3.
<Desc/Clms Page number 17>
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit ester d'alkyle en C1-C3 est l'ester méthylique, et ledit ester méthylique est préparé par transestérification et estérification du méthanol et d'une huile ou d'une graisse comprenant un triglycéride et d'un acide gras libre.
18 Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite huile ou graisse est une huile végétale, une graisse animale, une huile recyclée fondue ou une huile ou graisse fondue produite pendant le raffinage d'huiles.
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| ES2289943A1 (es) * | 2006-07-21 | 2008-02-01 | Universidad De Cordoba | Procedimiento de produccion de biodiesel mediante el uso de lipasa pancreatica de cerdo como biocatalizador enzimatico. |
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