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本文对固定化复合脂肪酶催化麻疯树油合成生物柴油进行了研究。主要研究内容如下:
⑴利用单因素实验研究了固定化复合脂肪酶催化合成生物柴油的工艺条件,优化结果:加入麻疯树油质量1%的N435和15%的TLIM,底物摩尔(乙酸甲酯与麻疯树油)比为10,加入油质量10%的有机碱,溶剂正己烷与油的摩尔比为15,反应温度55℃,反应时间11 h,摇床转数150r·min-1,在该条件下反应得率达到75.11%。
⑵利用PB实验和响应曲面法对优化结果进行分析,得到了对反应影响显著的三个因素:反应温度、底物摩尔比、酶量。利用响应曲面法对影响显著的三个因素进行进一步优化,结果为:酶量为麻疯树油质量的16%,固定化脂肪酶N435 与TLIM质量比为1:15,酯油摩尔比为11.1,加入油质量10%的有机碱,溶剂正己烷与油的摩尔比为15,反应温度为56.2℃,反应时间9h,摇床转数150r·min-1,在该条件下反应理论得率为83.16%,实际反应得率为82.77%,与理论值相差小于1%。
⑶研究了复合酶催化反应的动力学,反应符合米氏方程,属于双底物抑制的双乒乓机制。复合脂肪酶催化反应的动力学参数拟合结果:Vmax=0.4213 mol·(min·L)-1;KA=0.0113mol·L-1;KMA=0.1011 mol·L-1;KiA=0.0019 mol·L-1;KiMA=0.0090 mol·L-1。并与单独应用一种脂肪酶所得动力学参数比较,结果表明:复合脂肪酶催化效果优于单一脂肪酶。
⑷减压蒸馏提纯产品,并通过气质联用仪和红外光谱仪对产品进行了分析,确认了得到的产品是脂肪酸甲酯。