利用油莎豆制备可再生能源的研究

本文针对目前资源综合利用,新能源开发和环境保护呼声日益高涨的需求,对以油莎豆油为原料制备生物柴油及以榨油后的豆粕为原料发酵制备燃料酒精进行了研究,主要研究内容如下: 首先,研究了用油莎豆油为原料制备生物柴油,生物柴油可以由油莎豆油与甲醇在碱催化剂的作用下通过酯交换反应制得。考察了反应条件如醇油比、催化剂用量、反应温度、反应时间等的变化对生物柴油转化率的影响。采用正交试验方法得出油莎豆油酯交换反应的最佳反应条件为:醇油摩尔比7:1,催化剂用量1.0%,反应温度50℃,反应时间4 h。在此反应条件下生物柴油转化率可达到92%以上。 其次,研究了用榨油后的豆粕为原料发酵制备燃料酒精,探讨了发酵过程中酵母细胞膜透性对酒精产量的影响。考察了反应条件如糖化酶用量、淀粉酶用量、反应时间、pH值等的变化对酒精产量的影响,同时还考察了通过在培养基中添加棕榈酸,亚油酸后菌体细胞膜透性的改变对酒精产量的影响。通过正交实验方法找出发酵最佳反应条件为:淀粉酶用量为24u/g底物,糖化酶用量为200u/g底物,发酵时间为88h,pH为4.5。考察菌体膜透性发现:通过在发酵培养基中添加0.8mmol/L棕榈酸可将燃料酒精产量提高12.7%。在培养基中分别添加棕榈酸、亚油酸和不添加任何脂肪酸的菌体经过18%(v/v)酒精冲击7h,酵母存活率分别为39%,5%和0。菌体生长曲线表明在稳定期,生长于添加棕榈酸条件下的菌体的细胞浓度最大。菌体膜透性由大到小排列顺序为:不添加脂肪酸＞添加亚油酸＞添加棕榈酸,这与菌体乙醇耐性由弱到强的顺序完全一致,这说明菌体乙醇耐性的提高与细胞膜透性维持较低水平存在密切联系。从乙醇生成动力学模型参数分析可知:随着菌体乙醇耐性的增强,细胞的生长速率和细胞浓度对产物生成速率的贡献也在逐渐加强,这说明在发酵培养基中添加棕榈酸对于缩短发酵周期是有可能的。