菜籽油脱臭馏出物高值化工艺研究

发布时间：2020-05-07 17:48

【摘要】：菜籽油脱臭馏出物富含脂肪酸、甘油酯、维生素E和植物甾醇等有用物质,然而受深加工技术的限制,目前主要用于畜禽饲料,产品附加值低,造成资源严重浪费。为此,本文以脱臭馏出物为原料,对其中有价值的成分进行分离、加工,以获得高附加值产品。首先,利用低价、高效的液态协同酶最大限度地将甘油酯与脂肪酸转化为生物柴油,酯化产物经冷析过滤回收甾醇,并将其与共轭亚油酸转化为人体易于吸收的共轭亚油酸甾醇酯,最后通过分子蒸馏分离回收生物柴油与维生素E。主要研究工作与结果摘要如下:(1)分别以实验室发酵生产的低成本液态酶Candida rugosa lipase(CRL)和Rhizopus oryzae lipase(ROL)催化菜籽油脱臭馏出物(RODD)甲酯化,合成生物柴油。通过单因素优化,在加酶量750 U/g、含水量50 wt%、温度35℃、反应时间30 h的最优条件下,CRL催化生物柴油产率可达92.6%;而ROL在加酶量200 U/g、含水量37.5 wt%、温度40℃、反应时间9 h的最优条件下,产率达94.4%,发现无论是在生物柴油产率还是反应速率上都优于CRL。(2)探究了液态酶CRL与ROL间协同效应,并利用协同策略最大限度地促进菜籽油脱臭馏出物甲酯化合成生物柴油。通过单因素及响应面法优化了液态协同酶的催化工艺,在ROL占总酶配比为0.84、反应温度34℃、含水量46 wt%、反应时间6 h的条件下,生物柴油产率可达98.2%,且维生素E的保留率高达97.1%。较单一酶而言,协同策略的应用不仅提高了生物柴油的产率,还大幅缩短了反应时间。(3)利用蛋白包衣微晶技术促进CRL催化甾醇与共轭亚油酸合成人体易于吸收的共轭亚油酸甾醇酯。通过优化,在分子筛加入量为74 mg/mL、正己烷加入量10 mL、酸醇摩尔比6:1、微晶酶用量38%、反应温度40℃、反应时间48 h的条件下,共轭亚油酸甾醇酯的得率可高达97.5%。与游离酶相比,不仅提高了得率,还明显缩短了反应时间。(4)利用分子蒸馏分离提取生物柴油与维生素E。通过一级蒸馏回收生物柴油,在蒸馏温度为100℃、进料速率50 mL/h、刮膜器转速180 r/min的最优条件下,生物柴油含量可达98.0%,收率高达92.1%;以一级蒸馏的重相为原料,通过二级蒸馏工艺优化富集维生素E,在进料速率为70 mL/h、蒸馏温度为160℃、刮膜器转速为160 r/min的最优条件下,所得轻相维生素E含量可达61.4%,是原油中的11.6倍,收率可达92.3%。
【图文】：

加酶量,柴油,产率

图 2.1 CRL 加酶量对生物柴油产率的影响Fig. 2.1 Effect of CRL loading on biodiesel yield图 2.2 ROL 加酶量对生物柴油产率的影响

加酶量,柴油,产率,酶促反应

22图 2.2 ROL 加酶量对生物柴油产率的影响Fig. 2.2 Effect of ROL loading on biodiesel yield量对生物柴油产率的影响对酶促反应主要有两方面的影响：（1）水的加入为酶促反应，过少会减少油水界面从而影响催化；（2）水是酯化反应的
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ466.5;TE667

【参考文献】