利用油脂原料生產生物柴油的方法技術

本發明專利技術涉及生物工程與能源領域，具體地說是一種利用油脂原料生產生物柴油的方法，其步驟如下：ａ、將低碳酯與油脂按摩爾比為３∶１～１２∶１混合均勻，用泵打入可自動控溫的反應器；ｂ、加入經擴大培養的活體細胞培養液，加入量為油脂質量１０～３０％，保持活體細胞的培養溫度及催化反應溫度為２０℃～６０℃，５～６０小時后反應生成生物柴油和副產物三甲（乙）酸甘油酯；ｃ、用離心法、過濾法分離細胞、生物柴油和副產物三甲（乙）酸甘油酯；ｄ、副產物三甲（乙）酸甘油酯與甲醇反應，生成低碳酯循環使用；ｅ、過濾得到的生物柴油經短程（分子）蒸餾精餾生物柴油粗品得到符合標準的生物柴油。本方法可使生物柴油的工業化生產成本低于化學法生產成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及生物工程與能源領域，具體地說是一種利用培養生物活體細胞催化含油脂原料和低碳酯進行轉酯反應生產生物柴油的方法。
技術介紹
目前生物柴油的生產方法采用最多的是化學法和生物法。生物柴油生產的核心是油脂和一些低碳醇(甲醇或乙醇)在催化劑作用下進行轉酯反應，生成相應的脂肪酸甲酯或乙酯?；瘜W法是以酸、堿為催化劑。生物法是以生物酶為催化劑?；瘜W法制備生物柴油采用過量的醇在一定的溫度、壓力和酸(或堿)催化下與油脂反應，反應結束后需要用水洗滌、中和、蒸餾回收過量的醇和副產物甘油。化學法生產對油脂原料的質量要求苛刻，耗能較大，有廢液排放，投資大等缺點。由于利用生物法生產生物柴油具有反應條件溫和、無污染物排放、油脂原料中的游離脂肪酸和少量水并不影響脂肪酶催化反應等優點，符合綠色化學的發展方向，因而日益受到人們的重視。在目前所報道的利用生物法制備生物柴油的生產工藝中，主要是利用一些低碳醇如甲醇、乙醇等作為反應的?；荏w。低碳醇嚴重影響酶反應活性，降低酶的使用壽命，而且反應副產物甘油極易附著在酶分子表面，影響傳質；大量有機溶劑的使用不僅增大了整個生產工藝的成本，也為大規模生產的操作控制帶來一定的困難。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在提供一種，以解決傳統生物法生產生物柴油的方法中存在的低碳醇對活體細胞酶活性的失活影響的問題，使生物柴油的工業化生產成本低于化學法生產成本。實現上述專利技術目的的技術方案是其步驟如下a、將低碳酯與油脂按摩爾比為3∶1～12∶1混合均勻，用泵打入可自動控溫的反應器；b、加入經擴大培養的活體細胞培養液，加入量為油脂質量10～30％，保持活體細胞的培養溫度及催化反應溫度為20℃～60℃，5～50小時后反應生成生物柴油和副產物三甲酸甘油酯(或三乙酸甘油酯)；c、用離心法、過濾法分離細胞、生物柴油和副產物三甲酸甘油酯(或三乙酸甘油酯)；d、副產物三甲酸甘油酯(或三乙酸甘油酯)與甲醇反應，生成甘油和低碳酯，低碳酯循環使用；e、過濾得到的生物柴油經短程(分子)蒸餾精餾得到符合標準的生物柴油。本專利技術所述低碳酯為乙酸甲酯、乙酸乙酯，甲酸乙酯。本專利技術所述的活體細胞為動植物細胞、微生物細胞、藻類細胞及一切經基因工程改造的細胞。本專利技術所述油脂為動植物油脂、藻類油脂、含油脂的廢油和動植物油廠的下腳料。依照本專利技術所述的，其有益效果是反應條件溫和，與環境友好，反應過程簡單可控，活體細胞自我繁殖產生脂肪酶并以甘油為碳源消耗甘油提高了轉化率；分離后的副產物三甲(或乙)酸甘油酯進一步與甲醇反應又可得到甘油和低碳酯，生成的低碳酯可循環使用；整個工藝的原料是油脂與低碳醇，產品是脂肪酸甲(或乙)酯即生物柴油和甘油。與現有技術相比，本方法解決了傳統生物法生產生物柴油的方法中存在的低碳醇對活體細胞酶活性的失活影響的問題，使生物柴油的工業化生產成本低于化學法生產成本。具體實施例方式以下結合實施例詳述本專利技術。實施例1將乙酸乙酯和大豆油按摩爾比3∶1混合均勻，置于可自動控溫的反應器中，加入基于油脂質量30％的細胞培養液，保持溫度38℃，反應40小時后油脂轉化生物柴油的轉化率為91％。實施例2將乙酸甲酯和泔水油按摩爾比12∶1混合均勻，置于可自動控溫的反應器中，加入基于油脂質量20％的細胞培養液，保持溫度40℃，反應22小時后油脂轉化生物柴油的轉化率為92％。實施例3將甲酸乙酯和廢豬油按摩爾比8∶1混合均勻，置于可自動控溫的反應器中，加入基于油脂質量10％的細胞培養液，保持溫度40℃，反應60小時后油脂轉化生物柴油的轉化率為94％。實施例4副產物三乙酸甘油酯5.0Kg，甲醇0.53Kg，置于可自動控溫的反應器中，加入30g氫氧化鈉，保持溫度60℃反應2.5小時后，99％的甲醇轉化成乙酸甲酯，生成的乙酸甲酯經簡單蒸餾后可直接循環用于生物柴油的合成。權利要求1.一種，其步驟如下a、將低碳酯與油脂按摩爾比為3∶1～12∶1混合均勻，用泵打入可自動控溫的反應器；b、加入經擴大培養的活體細胞培養液，加入量為油脂質量10～30％，保持活體細胞的培養溫度及催化反應溫度為20℃～60℃，5～60小時后反應生成生物柴油和副產物三甲酸甘油酯(或三乙酸甘油酯)；c、用離心法、過濾法分離細胞、生物柴油和副產物三甲酸甘油酯(或三乙酸甘油酯)；d、副產物三甲酸甘油酯(或三乙酸甘油酯)與甲醇反應，生成甘油和低碳酯，低碳酯循環使用；e、過濾得到的生物柴油經短程(分子)蒸餾精餾得到符合標準的生物柴油。2.根據權利要求1所述的，其特征在于所述的活體細胞是指在培養繁殖中可產生脂肪酶的動植物細胞、微生物細胞、藻類細胞及一切經基因改造的細胞。3.根據權利要求1所述的，其特征在于所述的低碳酯是指乙酸甲酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、等低碳鏈酯。4.根據權利要求1所述的，其特征在于所述的油脂為動植物油脂、藻類油脂、含油脂的廢油和動植物油廠的酸化油及下腳料。全文摘要本專利技術涉及生物工程與能源領域，具體地說是一種，其步驟如下a、將低碳酯與油脂按摩爾比為3∶1～1 2∶1混合均勻，用泵打入可自動控溫的反應器；b、加入經擴大培養的活體細胞培養液，加入量為油脂質量10～30％，保持活體細胞的培養溫度及催化反應溫度為20℃～60℃，5～60小時后反應生成生物柴油和副產物三甲(乙)酸甘油酯；c、用離心法、過濾法分離細胞、生物柴油和副產物三甲(乙)酸甘油酯；d、副產物三甲(乙)酸甘油酯與甲醇反應，生成低碳酯循環使用；e、過濾得到的生物柴油經短程(分子)蒸餾精餾生物柴油粗品得到符合標準的生物柴油。本方法可使生物柴油的工業化生產成本低于化學法生產成本。文檔編號C10L3/00GK1844331SQ20061001267公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月30日 優先權日2006年4月30日專利技術者劉德江 申請人:劉德江 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用油脂原料生產生物柴油的方法，其步驟如下：ａ、將低碳酯與油脂按摩爾比為３∶１～１２∶１混合均勻，用泵打入可自動控溫的反應器；ｂ、加入經擴大培養的活體細胞培養液，加入量為油脂質量１０～３０％，保持活體細胞的培養溫度及催化 反應溫度為２０℃～６０℃，５～６０小時后反應生成生物柴油和副產物三甲酸甘油酯（或三乙酸甘油酯）；ｃ、用離心法、過濾法分離細胞、生物柴油和副產物三甲酸甘油酯（或三乙酸甘油酯）；ｄ、副產物三甲酸甘油酯（或三乙酸甘油酯）與甲醇反應 ，生成甘油和低碳酯，低碳酯循環使用；ｅ、過濾得到的生物柴油經短程（分子）蒸餾精餾得到符合標準的生物柴油。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉德江，
申請(專利權)人：劉德江，
類型：發明
國別省市：13[中國|河北]