RESULTS AND DISCUSSIONExtraction of

RESULTS AND DISCUSSION
Extraction of FFAs from the microalga N. gaditana FFAs
from the microalga N. gaditana were extracted by the procedure
shown in Fig. 1, which is an adaptation to this microalga of a similar
process applied to the microalgae Phaeodactylum tricornutum (11)
and Isochrysis galbana (13). By this procedure 83.4  3.1 wt% of
fatty acids contained in the microalgal biomass were recovered
and these FFAs were extracted with 73.5  2.6 wt% purity. On the
other hand, saponifiable lipids (SLs) without transforming in FFAs
were also extracted in our laboratory by a similar two-step
process: (i) extraction of lipid from the wet microalgal biomass
with ethanol (96% v/v) and (ii) purification of these extracted
lipids by a second extraction with hexane. This method achieved
a similar SL recovery yield (85%), but the SL purity was only 31%,
the impurities consisting mainly of unsaponifiable lipids
(carotenoids), which obviously can not be transformed into
methyl esters (biodiesel). The transformation of SLs into FFAs by
direct saponification in the biomass (Fig. 1) allows easier
separation of FFAs and unsaponifiable lipids, and, therefore, a
higher purity of the final biodiesel. Besides, the extraction of SLs
as FFAs does not imply an excessive increasing of the economical
cost because only an alkali, as NaOH or KOH, have to be added to
the extraction solvent (ethanol) to transform SLs to FFAs.
Influence of reaction time The experiments of optimization
of the enzymatic reaction conditions were carried out with FFAs
from UVO (used vegetable oil) and the best conditions were applied
to FFAs extracted from the microalgal biomass. Novozym 435 was
chosen to catalyse this reaction because it is one of the most widely
used lipases in industry and for biodiesel production (7,14e17).
These experiments were firstly carried out at small scale (4 g of
FFAs from UVO), using a 1.5:1 methanol/FFA molar ratio and a 0.1
w/w lipase/FFA ratio (40
C and 200 rpm). In these conditions it
was observed that for a reaction time of 0.5 h a 92.8% conversion
was attained, and this conversion kept practically constant until
24 h (around 94.6% at 2, 6 and 24 h). This reaction was scaled-up
maintaining the same operational conditions. Fig. 2 shows that at
0.5 h the conversion is again over 90% and the equilibrium yields
attained at both scales are similar (about 95%).
In the following experiment, the conditions previously applied
to FFAs from UVO were applied to FFAs extracted from the microalga
N. gaditana, although in this case 14.3 g of microalgal FFAs were
used (Fig. 2). It was observed that the esterification degree (ED)
exceeded 90% at 0.25 h of reaction, attaining values of over 95% at
only 0.5 h, i.e., the reaction velocity and conversions were equal to
or better than those obtained with FFAs from UVO.
These data (Fig. 2) show the high velocity of transformation of
FFAs to methyl esters, which is much faster than the transesterification
reaction velocity (acylglycerols þ alcohol). This reaction
velocity is higher than that obtained by Da Rós et al. (15) in
the production of biodiesel from cyanobacterial lipids, also using
Novozym 435; these authors attained an ethyl ester yield of 98.1%
after reaction times of 48 h using iso-octane as reaction media. This
result is logical because, in fact, the formation of methyl esters from
SLs by transesterification occurs in a two-step process, that is, the
oil is first hydrolysed to FFAs and partial glycerides and the FFAs
produced are then esterified with methanol (18). By the procedure
assayed in this work the first step of hydrolysis is avoided.
Reuse of lipase As mentioned above, it is known that many
lipases are deactivated in the presence of short chain alcohols, such
as methanol and ethanol. This is particularly noticeable when no
solvent is used, since it is the non-dissolved alcohol which deactivates
the lipase (7). To test the stability of Novozym 435 in the
esterification of FFAs with methanol, experiments were carried out
in which the same batch of Novozym 435 was used to catalyse
successive reactions. In these experiments the operational
conditions shown in Fig. 2 were maintained constant and the
influence of washing the biomass between reactions was also
tested. The washing was carried out with an acetone/ethanol 1:1
(v/v) mixture (19). Table 2 shows the ED attained in six uses of
the same batch of lipase in reactions of 2 and 6 h, both with and
without washing. Table 2 shows that there was no appreciable
diminution of the ED. Neither was the conversion affected by
washing the lipase between the catalysed reactions, and therefore
washing is not considered necessary before reuse. These results
show the stability of lipase Novozym 435 in the operational
conditions required for the esterification of FFAs to produce
methyl esters (biodiesel) in absence of solvent, since the ED
remained constant at approximately 94% over at least six
reactions catalysed by the same batch of lipase. This stability
contrasts, for example, with the loss of activity of this lipase
during repeated experiments carried out by Du et al. (16) in the
transesterification of soybean oil with methanol. According to
these authors this activity loss might be due to the inactivation
effect caused by methanol and the negative effect caused by the
by-product glycerol on the surface of immobilized lipase.
Therefore, this higher stability of the lipase in the esterification
reaction may be due to factors such as the absence of glycerol in
this reaction and the shorter reaction time of esterification
compared with the transesterification times. On the other hand,
Lin et al. (2) stated that a high content of FFAs could protect the
whole cell of lipase-producing Rhizopus oryzae from denaturation.
In the esterification of oleic acid with methanol, these authors
found that the methanol concentration at which this lipase is
inhibited increased with increasing FFA content.
Influence of the methanol/FFA molar ratio Table 3 shows
the ED attained at increasing methanol/FFA molar ratios. It can be
seen that the higher the molar ratio the higher the ED, since the
esterification equilibrium is displaced toward the formation of
products when the molar ratio increases. The highest ED was
obtained with a methanol/FFA molar ratio of 2. However, the ED
only improved by 1% with respect to the 1.5 molar ratio, although
the amount of methanol increased 33%. Therefore a methanol/FFA
molar ratio of 1.5 was chosen for future experiments. It is
important to operate with a low methanol/FFA ratio, since the
higher the methanol concentration is, the higher the possibility
that the lipase is deactivated, especially when no solvent is used
(7). However, some authors use high molar ratios to increase the
conversion. For instance, Da Rós et al. (15) use an ethanol/lipids
molar ratio of 12:1 (equivalent to 4:1 alcohol/FFA), in the
transesterification of the lipids from the cyanobaterium
Microcystis aeruginosa, catalysed by Novozym 435, although these
authors used tert-butanol or iso-octane to preserve the stability
of the lipase. On the other hand, the low methanol/FFA ratio used
in this work contrasts with the high ratios that are required for
the production of biodiesel by esterification of FFAs by acid
catalysis. Su (20) established an optimal methanol/FFA molar
ratio of 10:1 in the esterification of FFAs from soybean oil
catalysed by hydrochloric acid, and Hayyan et al. (21) used a
methanol/oil molar ratio of 8:1 (about 2.7:1 as equivalent FFAs) in
the transesterification-esterification of sludge palm oil with 23 wt
% FFAs.
Influence of temperature and intensity of treatment Table 4
shows the ED attained at three temperatures and several intensity of
treatments (IOTs). The IOT is the Novozym 435 amount  reaction
time/FFA amount, and the reaction velocity is proportional to this
variable if no enzyme deactivation occurs (22).
The temperatures at which Novozym 435 is most frequently
used are 30
C (7,17) and 40
C (14,16), and therefore both temperatures
were tested in the present work. In addition, 25
C was
assayed in an attempt to reduce the reaction temperature and increase
the lipase stability. Table 4 shows that the EDs obtained at
25
C (between 92% and 93%) were similar to those obtained at 30
and 40
C for the esterification of FFAs with methanol in the
experimental conditions shown in this Table 4. Consequently the
lowest temperature, 25
C, was chosen.
The IOTwas modified between 0.05 and 0.5 g Novzoym 435  h/
g FFAs and in this range there was no important influence on the
methyl ester yield, which suggests that the equilibrium was
attained at these IOTs. Therefore an IOT ¼ 0.1 g Novozym 435  h/g
FFAs was chosen. This IOT can be attained, for example, with a reaction
time of 4 h and 0.1 g Novozym 435, for 4 g FFAs (i.e., 2.5 wt%
of Novozym 435 with respect to FFAs), although the reaction time
can be reduced using a larger amount of lipase. In the transesterification
of oils to produce biodiesel, the Novozym 435 amount
is often 4 wt% (7,16) or 10 wt% of Novozym 435 (14) with respect to
oil and reaction times in the range of 2472 h. Therefore, IOTs of
around 23 g Novozym 435  h/g oil are used depending on the oil
treated (7,14,16). However, IOTs for the esterification reaction must
be at least 20 times lower than for the transesterification reaction,
which is logically due to the higher reaction velocity of the esterification
reaction. Véras et al. (23) clearly demonstrate this fact in
the production of fatty acid ethyl esters by simultaneous esterification
and transesterification, catalysed by Novozym 435, of highly
acidic feedstock; the first order velocity constants for the esterification
and transesterification reactions were in the ranges
0.921.20 h1 and 0.110.13 h1, respectively. The conversion of
the FFA fraction to fatty acid ethyl esterswas about 90% at a reaction
time of 4 h with 1.5% w/v of Novozym 435, i.e., an IOT of ar

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผลและการสนทนาสกัด FFAs จาก gaditana microalga N. FFAsจาก gaditana ตอนเหนือ microalga ถูกสกัด ด้วยกระบวนการแสดงใน Fig. ซึ่งเป็นการปรับตัวนี้ microalga ของคล้ายกันกระบวนการที่ใช้กับ tricornutum Phaeodactylum ของ microalgae (11)และ Isochrysis galbana (13) โดย% 83.4 3.1 ละเว้นขั้นตอนนี้กรดไขมันที่มีอยู่ในชีวมวล microalgal ได้รับการกู้คืนและเหล่านี้ FFAs ถูกสกัด ด้วย 73.5 2.6 wt %ความบริสุทธิ์ ในการมืออื่น ๆ โครงการ saponifiable (SLs) โดยไม่ต้องเปลี่ยนใน FFAsถูกสกัดยังในห้องปฏิบัติการของเรา ด้วยสองขั้นตอนที่คล้ายกันกระบวนการ: (i) การสกัดไขมันจากชีวมวล microalgal เปียกเอทานอล (96% v/v) และ (ii) ฟอกของสกัดโครงการ โดยแยกเป็นสองด้วยเฮกเซน วิธีนี้ทำได้เป็นเหมือน SL กู้คืนผลตอบแทน (85%), แต่ความบริสุทธิ์ SL มีเพียง 31%สิ่งสกปรกที่ประกอบด้วยส่วนใหญ่ของโครงการ unsaponifiable(carotenoids), ซึ่งเห็นได้ชัดสามารถไม่สามารถเปลี่ยนเป็นmethyl esters (ไบโอดีเซล) การเปลี่ยนแปลงของ SLs เป็น FFAs โดยสะพอนิฟิตรงในชีวมวล (Fig. 1) ช่วยให้ง่ายขึ้นแยก FFAs และโครงการ unsaponifiable และ จึง การความบริสุทธิ์ที่สูงของไบโอดีเซลขั้นสุดท้าย นอกเหนือจาก แยกของ SLsเป็น FFAs ได้เป็นการเพิ่มขึ้นมากเกินไปของการประหยัดต้นทุน เพราะเท่าแอลคาไล NaOH หรือเกาะ มีการเพิ่มการแยกตัวทำละลาย (เอทานอล) เพื่อแปลง SLs ไป FFAsอิทธิพลของเวลาปฏิกิริยาการทดลองของของปฏิกิริยาที่เอนไซม์ในระบบ เงื่อนไขถูกดำเนินการ ด้วย FFAsจาก UVO (ใช้น้ำมันพืช) และเงื่อนไขดีที่สุดถูกนำไปใช้การ FFAs สกัดจากชีวมวล microalgal Novozym 435 ถูกเลือก catalyse ปฏิกิริยานี้เนื่องจากเป็นหนึ่งกันอย่างแพร่หลายมากที่สุดlipases ใช้ ในอุตสาหกรรม และ การผลิตไบโอดีเซล (7, 14e17)ทดลองเหล่านี้ได้ประการแรกที่ทำขนาดเล็ก (4 กรัมของFFAs จาก UVO), ใช้อัตราสบเมทานอ ล/FFA 1.5:1 และเป็น 0.1อัตราส่วนเอนไซม์ ไลเปส/FFA ของ w/w (40 C และ 200 รอบต่อนาที) ในนี้เงื่อนไขดังกล่าวได้สังเกตที่เวลาปฏิกิริยาของ 0.5 h แปลง 92.8%ไม่ได้ และการแปลงค่านี้คงจริงจนถึง24 h (ประมาณ 94.6% ที่ 2, 6 และ 24 h) ปฏิกิริยานี้มีค่าปรับรักษาเงื่อนไขการดำเนินงานเดียวกัน Fig. 2 แสดงที่0.5 h แปลงเป็นอีกกว่า 90% และทำให้สมดุลบรรลุในระดับทั้งสองจะคล้ายกัน (ประมาณ 95%)ในการทดลองต่อไปนี้ เงื่อนไขที่ใช้ก่อนหน้านี้การจาก UVO FFAs ถูกประยุกต์ใช้ FFAs สกัดจาก microalgaGaditana ตอนเหนือ แม้ว่าในกรณีนี้ 14.3 g ของ microalgal FFAs ถูกใช้ (Fig. 2) มันถูกพบที่ระดับ esterification (ED)เกิน 90% ที่ 0.25 h ของปฏิกิริยา การบรรลุค่ากว่า 95% ที่เพียง 0.5 h เช่น ความเร็วของปฏิกิริยาและแปลงได้เท่ากับหรือดีกว่านั้นได้ ด้วย FFAs จาก UVOข้อมูลเหล่านี้ (Fig. 2) แสดงความเร็วสูงของการเปลี่ยนแปลงของFFAs กับ methyl esters ซึ่งเร็วกว่าการเพิ่มปฏิกิริยาความเร็ว (acylglycerols þแอลกอฮอล์) ปฏิกิริยานี้ความเร็วจะสูงกว่าที่รับโดยดา Rós et al. (15) ในการผลิตไบโอดีเซลจากโครงการ cyanobacterial การใช้Novozym 435 ผู้เขียนเหล่านี้บรรลุผลผลิตเอสเป็นเอทิล 98.1%หลังจากเวลาปฏิกิริยาของ h 48 ใช้ iso octane เป็นปฏิกิริยา นี้ผลเป็นตรรกะเพราะ ในความเป็นจริง การก่อตัวของ methyl esters จากSLs โดยเพิ่มเกิดขึ้นในสองขั้นตอน ที่น้ำมันเป็น hydrolysed FFAs glycerides บางส่วน และ FFAs แรกผลิตแล้วได้ esterified กับเมทานอล (18) โดยขั้นตอนassayed ในงานนี้เป็นการหลีกเลี่ยงขั้นตอนแรกของไฮโตรไลซ์นำเอนไซม์ไลเปสเป็นดังกล่าวข้างต้น เป็นที่รู้จักกันที่หลายlipases ถูกปิดเรียกใช้ในต่อหน้าของห่วงโซ่สั้น alcohols เช่นเมทานอลและเอทานอล นี้เห็นได้ชัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่มีตัวทำละลายใช้ เนื่องจากเป็นแอลกอฮอล์ที่ไม่ใช่ส่วนยุบที่หลาย ๆเอนไซม์ไลเปส (7) การทดสอบเสถียรภาพของ 435 Novozym ในการesterification ของ FFAs กับเมทานอล ทดลองได้ดำเนินการซึ่งใช้ชุดเดียวกันของ Novozym 435 การ catalyseปฏิกิริยาต่อเนื่อง ในการทดลองเหล่านี้ในการดำเนินงานเงื่อนไขที่แสดงใน Fig. 2 ถูกรักษาคงและอิทธิพลของการซักผ้าชีวมวลระหว่างปฏิกิริยายังทดสอบ เครื่องซักผ้าถูกดำเนินการ ด้วยเป็นอะซีโตน/เอทานอล 1:1ส่วนผสม (v/v) (19) ตารางที่ 2 แสดง ED ที่บรรลุใน 6 ใช้ชุดเดียวกันของเอนไซม์ไลเปสในปฏิกิริยาที่ 2 และ 6 h ด้วย และโดยไม่ต้องซักผ้า ตารางที่ 2 แสดงว่า มีไม่เห็นdiminution ของ ED ไม่ได้แปลงที่รับผลจากเอนไซม์ไลเปสระหว่างปฏิกิริยา catalysed ซักผ้าและซักผ้าไม่ถือว่าจะนำมาใช้ใหม่ ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงเสถียรภาพของเอนไซม์ไลเปส Novozym 435 ในการดำเนินงานเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับ esterification ของ FFAs ผลิตmethyl esters (ไบโอดีเซล) ในการขาดงานของตัวทำละลาย ตั้งแต่ EDยังคงคงที่ที่ประมาณ 94% ผ่านน้อย 6ปฏิกิริยา catalysed โดยชุดเดียวกันของเอนไซม์ไลเปส ความมั่นคงนี้ความแตกต่าง ตัวอย่าง การขาดทุนของกิจกรรมของเอนไซม์ไลเปสนี้ในระหว่างดำเนินการโดยดู et al. (16) ในการทดลองซ้ำเพิ่มน้ำมันถั่วเหลืองกับเมทานอล ตามที่ผู้เขียนเหล่านี้อาจขาดทุนจากกิจกรรมนี้เนื่องจากการยกเลิกการเรียกผลที่เกิดจากเมทานอลและผลกระทบที่เกิดจากการกลีเซอรพลอยได้บนพื้นผิวของเอนไซม์เอนไซม์ไลเปสดังนั้น นี้เสถียรภาพสูงของเอนไซม์ไลเปสในการ esterificationปฏิกิริยาอาจเป็นผลจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นการขาดงานของกลีเซอรในปฏิกิริยานี้และเวลาตอบสนองสั้นของ esterificationเมื่อเทียบกับเวลาเพิ่ม ในทางตรงข้ามLin et al. (2) ระบุว่า เนื้อหาที่สูงของ FFAs สามารถป้องกันการเซลล์ทั้งหมดของแห้งระดับต่าง ๆ Rhizopus ผลิตเอนไซม์ไลเปสจาก denaturationใน esterification ของ oleic กรดกับเมทานอล ผู้เขียนเหล่านี้พบว่าความเข้มข้นของเมทานอลซึ่งเป็นเอนไซม์ไลเปสนี้ห้ามเพิ่มกับเพิ่มเนื้อหา FFAอิทธิพลของอัตราส่วนสบเมทานอ ล/FFA 3 ตารางแสดงเอ็ดการบรรลุที่เพิ่มเมทานอ ล/FFA อัตราส่วนสบ สามารถเห็นที่ยิ่งสบอัตราส่วนนักเรียนสูง เนื่องจากการสมดุล esterification เป็นพลัดถิ่นไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์เมื่อเพิ่มอัตราส่วนสบ ED สูงสุดได้ได้ ด้วยอัตราเมทานอ ล/FFA เป็นสบ 2 อย่างไรก็ตาม EDเพียง ปรับปรุง% 1 กับอัตราส่วน 1.5 สบ แม้ว่าจำนวนของเมทานอลเพิ่มขึ้น 33% ดังนั้นเป็นเมทานอ ล/FFAอัตราส่วนสบ 1.5 ถูกเลือกสำหรับการทดลองในอนาคต จึงสิ่งสำคัญในการดำเนินงานกับอัตราการเมทานอล FFA ต่ำ ตั้งแต่การสูงความเข้มข้นของเมทานอลคือ ความเป็นไปได้สูงเอนไซม์ไลเปสว่าปิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัวทำละลายไม่มีใช้(7) . อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนบางใช้อัตราส่วนสบสูงเพื่อเพิ่มการการแปลง ตัวอย่าง ดา Rós et al. (15) ใช้เอทานอล/โครงการสบอัตราส่วน 12:1 (เทียบเท่ากับ 4:1 เหล้า/FFA), ในการของโครงการจากการ cyanobateriumMicrocystis aeruginosa, catalysed โดย Novozym 435 แม้ว่าเหล่านี้ผู้เขียนใช้ tert-บิวทานอหรือ iso octane เพื่อรักษาความมั่นคงของเอนไซม์ไลเปส บนมืออื่น ๆ อัตราส่วนเมทานอล FFA ต่ำใช้ในการทำงานแตกต่างกับอัตราส่วนสูงที่จำเป็นสำหรับการผลิตไบโอดีเซลโดย esterification ของ FFAs ด้วยกรดเร่งปฏิกิริยา Su (20) ก่อตั้งขึ้นดีที่สุดเมทานอ ล/FFA สบอัตราส่วน 10:1 ในการ esterification FFAs จากน้ำมันถั่วเหลืองcatalysed ด้วยกรดไฮโดรคลอริก Hayyan et al. (21) ใช้เป็นเมทานอล/น้ำมันสบอัตรา 8:1 (เกี่ยวกับ 2.7:1 เป็นเทียบเท่า FFAs) ในesterification เพิ่มตะกอนน้ำมันปาล์มกับ 23 wtFFAs %อิทธิพลของอุณหภูมิและความเข้มของการรักษา 4 ตารางแสดง ED ที่บรรลุในสามอุณหภูมิและความเข้มต่าง ๆ ของรักษา (IOTs) IOT เป็นปฏิกิริยาจำนวน Novozym 435ยอดเงิน เวลา/FFA และความเร็วของปฏิกิริยาเป็นสัดส่วนนี้ตัวแปรหากไม่ปิดใช้งานเอนไซม์ (22)อุณหภูมิที่ Novozym 435 บ่อยที่สุดคือใช้อยู่ 30 C (7,17) และ 40 C (14,16), และอุณหภูมิทั้งสองดังนั้นทดสอบในงานปัจจุบัน นอกจากนี้ 25 C ได้assayed ในความพยายามลดอุณหภูมิปฏิกิริยา และเพิ่มเสถียรภาพของเอนไซม์ไลเปส ตาราง 4 แสดงว่า EDs ได้ที่25 C (ระหว่าง 92% และ 93%) ได้เหมือนกับผู้รับที่ 30และ 40 C สำหรับการ esterification FFAs กับเมทานอลในการเงื่อนไขทดลองแสดงในตาราง 4 นี้ ดังนั้นการอุณหภูมิต่ำสุด 25c ถูกเลือกIOTwas ที่ปรับเปลี่ยนระหว่าง 0.05 0.5 g h Novzoym 435 /g FFAs ในช่วงนี้ ก็ไม่มีอิทธิพลสำคัญในการmethyl เอสการพิมพ์ การสมดุลได้บรรลุที่ IOTs เหล่านี้ ดังนั้นการ IOT ¼ 0.1 g Novozym 435 h/gFFAs ถูกเลือก IOT นี้สามารถจะบรรลุ เช่น มีปฏิกิริยาการเวลา 4 h และ 0.1 g Novozym 435, 4 g FFAs (เช่น 2.5 wt %ของ Novozym 435 กับ FFAs), ถึงแม้ว่าเวลาตอบสนองสามารถลดการใช้จำนวนมากของเอนไซม์ไลเปส ในการเพิ่มของน้ำมันเพื่อผลิตไบโอดีเซล ยอด Novozym 435คือ 4% wt (7,16) หรือ 10 wt %ของ Novozym 435 (14) มี respect เพื่อน้ำมันและเวลาปฏิกิริยาในช่วงของ 24 72 h ดังนั้น IOTs ของใช้ประมาณ 2 3 g Novozym 435 h/g น้ำมันขึ้นอยู่กับน้ำมันรักษา (7,14,16) อย่างไรก็ตาม IOTs ในปฏิกิริยา esterification ต้องอย่างน้อย 20 ครั้งต่ำกว่าสำหรับปฏิกิริยาเพิ่มซึ่งมีเหตุผลเนื่องจากความเร็วปฏิกิริยาสูงกว่าของการ esterificationปฏิกิริยาการ Véras et al. (23) ชัดเจนแสดงให้เห็นถึงความจริงในการผลิตของกรดไขมันเอทิล esters โดย esterification พร้อมและ เพิ่ม catalysed โดย Novozym 435 ของสูงวัตถุดิบเปรี้ยว ค่าคงที่ความเร็วลำดับแรกสำหรับการ esterificationและปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นในช่วง0.92 1.20 h 1 และ 0.11 0.13 h 1 ตามลำดับ การแปลงFFA เศษ esterswas เอทิลกรดไขมันประมาณ 90% ที่เป็นปฏิกิริยาเวลา 4 h กับ 1.5% w/v ของ Novozym 435 เช่น เป็น IOT ของ ar

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ผลการอภิปรายและการสกัด FFAs จากสาหร่ายเอ็น gaditana FFAs จากสาหร่ายเอ็น gaditana ถูกสกัดโดยขั้นตอนที่แสดงในรูป 1 ซึ่งเป็นการปรับตัวของสาหร่ายที่คล้ายกันนี้กระบวนการนำไปใช้กับสาหร่ายPhaeodactylum tricornutum (11) และ Isochrysis galbana (13) โดยขั้นตอนนี้ 83.4? 3.1% โดยน้ำหนักของกรดไขมันที่มีอยู่ในชีวมวลสาหร่ายหายและFFAs เหล่านี้ถูกสกัดด้วย 73.5? 2.6% โดยน้ำหนักความบริสุทธิ์ บนมืออื่น ๆ ไขมัน saponifiable (SL ที่) โดยเปลี่ยนใน FFAs ถูกสกัดในห้องปฏิบัติการของเราโดยมีสองขั้นตอนที่คล้ายกันกระบวนการ (i) การสกัดไขมันจากชีวมวลสาหร่ายเปียกที่มีเอทานอล(96% v / v) และ ( ii) การทำให้บริสุทธิ์ของสารสกัดเหล่านี้ไขมันโดยการสกัดด้วยเฮกเซนที่สอง วิธีการนี้ประสบความสำเร็จเป็นอัตราผลตอบแทนการกู้คืน SL ที่คล้ายกัน (85%) แต่ความบริสุทธิ์ SL เป็นเพียง 31% สิ่งสกปรกส่วนใหญ่ประกอบด้วยไขมัน unsaponifiable (carotenoids) ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่สามารถเปลี่ยนเป็นเมทิลเอสเตอร์(ไบโอดีเซล) การเปลี่ยนแปลงของ SL ที่เข้า FFAs โดยสะพอโดยตรงในชีวมวล(รูปที่ 1). ช่วยให้ง่ายต่อการแยกFFAs และไขมัน unsaponifiable และจึงเป็นความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นของไบโอดีเซลสุดท้าย นอกจากนี้การสกัดของ SL ที่เป็นFFAs ไม่ได้บ่งบอกถึงมากเกินไปที่เพิ่มขึ้นของการประหยัดค่าใช้จ่ายเพราะเพียงด่างเช่นNaOH หรือ KOH จะต้องมีการเพิ่มให้กับตัวทำละลายสกัด(เอทานอล) ที่จะเปลี่ยน SL ให้กับ FFAs. อิทธิพลของการเกิดปฏิกิริยาเวลา การทดลองของการเพิ่มประสิทธิภาพของภาวะปฏิกิริยาของเอนไซม์ได้ดำเนินการกับFFAs จาก UVO (น้ำมันพืชใช้แล้ว) และเงื่อนไขที่ดีที่สุดถูกนำไปใช้ในการFFAs สกัดจากชีวมวลสาหร่าย Novozym 435 ได้รับการเลือกที่จะกระตุ้นปฏิกิริยานี้เพราะมันเป็นหนึ่งในที่สุดอย่างกว้างขวางไลเปสที่ใช้ในอุตสาหกรรมและการผลิตไบโอดีเซล(7,14e17). การทดลองนี้ได้ดำเนินการในตอนแรกออกมาที่ขนาดเล็ก (4 กรัมFFAs จาก UVO) โดยใช้ 1.5: 1 เมทานอล / FFA อัตราส่วนโดยโมลและ 0.1 w / w การเอนไซม์ไลเปส / อัตราส่วน FFA (40 C และ 200 รอบต่อนาที) ในเงื่อนไขเหล่านี้มันถูกตั้งข้อสังเกตว่าเป็นเวลาปฏิกิริยาของ 0.5 ฮ่าแปลง 92.8% บรรลุและการแปลงนี้เก็บไว้ในทางปฏิบัติอย่างต่อเนื่องจนถึงวันที่24 ชั่วโมง (ประมาณ 94.6% ที่ 2, 6 และ 24 ชั่วโมง) ปฏิกิริยานี้ได้รับการปรับขึ้นยังคงรักษาสภาพการดำเนินงานเดียวกัน รูป 2 แสดงให้เห็นว่าที่0.5 ชั่วโมงการแปลงเป็นอีกครั้งที่กว่า 90% และอัตราผลตอบแทนสมดุลบรรลุในระดับทั้งสองมีความคล้ายคลึง(ประมาณ 95%). ในการทดลองต่อไปนี้เงื่อนไขที่นำมาใช้ก่อนหน้านี้ที่จะ FFAs จาก UVO ถูกนำไปใช้กับ FFAs สกัดจากสาหร่าย N. gaditana แม้ว่าในกรณีนี้ 14.3 กรัม FFAs สาหร่ายถูกใช้(รูปที่. 2) มันถูกตั้งข้อสังเกตว่าการศึกษาระดับปริญญา esterification นี้ (ED) เกิน 90% ที่ 0.25 ชั่วโมงของการเกิดปฏิกิริยาบรรลุค่ากว่า 95% ที่เพียง0.5 ชั่วโมงเช่นความเร็วปฏิกิริยาและการแปลงเท่ากับหรือดีกว่าผู้ที่ได้รับกับFFAs จาก UVO ข้อมูลเหล่านี้ (รูปที่. 2) แสดงความเร็วสูงของการเปลี่ยนแปลงของFFAs เพื่อเมทิลเอสเตอร์ซึ่งจะเร็วกว่า transesterification ความเร็วปฏิกิริยา (เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ acylglycerols TH) ปฏิกิริยานี้ความเร็วสูงกว่าที่ได้รับจากการดาRós et al, (15) ในการผลิตไบโอดีเซลจากไขมันไซยาโนแบคทีเรียที่ยังมีการใช้Novozym 435; ผู้เขียนเหล่านี้บรรลุผลตอบแทนเอทิลเอสเตอร์ของ 98.1% หลังจากที่ครั้งปฏิกิริยาของ 48 ชั่วโมงโดยใช้มาตรฐาน ISO ออกเทนเป็นสื่อปฏิกิริยา ซึ่งผลที่ได้คือตรรกะเพราะในความเป็นจริงการก่อตัวของเมทิลเอสเตอร์จากSL ที่โดย transesterification เกิดขึ้นในกระบวนการที่มีสองขั้นตอนที่เป็นน้ำมันย่อยแรกที่จะFFAs และ glycerides บางส่วนและ FFAs ผลิตจะ esterified แล้วกับเมทานอล (18 ) โดยขั้นตอนassayed ในงานนี้ขั้นตอนแรกของการย่อยสลายจะหลีกเลี่ยง. การใช้ซ้ำเอนไซม์ไลเปสดังกล่าวข้างต้นเป็นที่รู้จักกันว่าหลายเอนไซม์ไลเปสที่มีการปิดการใช้งานในที่ที่มีแอลกอฮอล์สายสั้นเช่นเป็นเอทานอลเมทานอลและ นี้เป็นที่เห็นได้ชัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อไม่มีตัวทำละลายที่ใช้เพราะมันเป็นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ที่ไม่ละลายน้ำซึ่งยกเลิกการทำงานของไลเปส(7) เพื่อทดสอบความมั่นคงของ Novozym 435 ในที่esterification ของ FFAs กับเมทานอลการทดลองได้ดำเนินการในการที่ชุดเดียวกันของNovozym 435 ถูกใช้ในการกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่อง ในการทดลองเหล่านี้ในการดำเนินงานสภาพที่แสดงในรูป 2 ได้รับการดูแลอย่างต่อเนื่องและอิทธิพลของการล้างชีวมวลระหว่างปฏิกิริยาก็ยังได้รับการทดสอบ ซักผ้าที่ได้รับการดำเนินการกับอะซีโตน / เอทานอล 1: 1 (v / v) ส่วนผสม (19) ตารางที่ 2 แสดง ED บรรลุหกในการใช้ประโยชน์จากชุดเดียวกันของเอนไซม์ไลเปสในปฏิกิริยาที่2 และ 6 ชั่วโมงทั้งที่มีและโดยไม่ต้องล้าง ตารางที่ 2 แสดงให้เห็นว่าไม่มีความเห็นการลดลงของED ทั้งเป็นแปลงรับผลกระทบจากการล้างเอนไซม์ไลเปสระหว่างปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาและดังนั้นจึงล้างจะไม่ถือว่าเป็นสิ่งที่จำเป็นก่อนที่จะนำมาใช้ใหม่ ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นความมีเสถียรภาพของเอนไซม์ไลเปส Novozym 435 ในการดำเนินงานเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการesterification ของ FFAs การผลิตเมทิลเอสเตอร์(ไบโอดีเซล) ในกรณีที่ไม่มีตัวทำละลายตั้งแต่ ED คงที่ที่ประมาณ 94% ในช่วงเวลาอย่างน้อยหกปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาจากชุดเดียวกันของเอนไซม์ไลเปส เสถียรภาพนี้ความขัดแย้งเช่นกับการสูญเสียการทำงานของเอนไซม์ไลเปสนี้ในระหว่างการทดลองซ้ำที่ดำเนินการโดยDu et al, (16) ในtransesterification ของน้ำมันถั่วเหลืองกับเมทานอล ตามที่ผู้เขียนเหล่านี้สูญเสียกิจกรรมนี้อาจจะเกิดจากการใช้งานผลกระทบที่เกิดจากเมทานอลและผลกระทบที่เกิดจากกลีเซอรอลโดยผลิตภัณฑ์บนพื้นผิวของเอนไซม์ไลเปสตรึงได้. ดังนั้นนี้มีความมั่นคงสูงขึ้นของเอนไซม์ไลเปสใน esterification ที่ปฏิกิริยาอาจจะเป็นเพราะปัจจัยต่าง ๆ เช่นการขาดงานของกลีเซอรอลในปฏิกิริยานี้และเวลาปฏิกิริยาesterification สั้นเมื่อเทียบกับครั้งtransesterification ในทางตรงกันข้าม, หลิน, et al (2) ระบุว่าเนื้อหาสูงของ FFAs สามารถปกป้องเซลล์ทั้งหมดของเอนไซม์ไลเปสที่ผลิตRhizopus oryzae จาก denaturation. ใน esterification ของกรดโอเลอิกที่มีเมทานอล, ผู้เขียนเหล่านี้พบว่าความเข้มข้นของเมทานอลที่เอนไซม์ไลเปสนี้สามารถยับยั้งการเพิ่มขึ้นตามFFA เนื้อหา. อิทธิพลของเมทานอล / FFA อัตราส่วนโดยโมตารางที่ 3 แสดงเอ็ดบรรลุเพิ่มเมทานอล/ FFA อัตราส่วนกราม มันสามารถเห็นได้ว่าสูงกว่าอัตราส่วนที่สูงกว่า ED ตั้งแต่สมดุลesterification ถูกย้ายไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์เมื่ออัตราส่วนโดยโมลเพิ่มขึ้น เอ็ดสูงสุดรับกับเมทานอล / การปรับปรุงคุณภาพอัตราส่วนของ 2. อย่างไรก็ตาม ED ดีขึ้นเพียง 1% เทียบกับอัตราส่วน 1.5 แม้ว่าปริมาณของเมทานอลเพิ่มขึ้น33% ดังนั้นเมทานอล / FFA อัตราส่วน 1.5 เป็นทางเลือกสำหรับการทดลองในอนาคต มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะดำเนินการกับเมทานอลต่ำ / อัตราส่วน FFA ตั้งแต่ที่สูงกว่าความเข้มข้นของเมทานอลที่เป็นที่สูงขึ้นเป็นไปได้ว่าเอนไซม์ไลเปสที่มีการปิดการใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัวทำละลายไม่มีการใช้(7) อย่างไรก็ตามบางคนเขียนใช้อัตราส่วนโดยโมลสูงเพื่อเพิ่มการแปลง ยกตัวอย่างเช่นดาRós et al, (15) ใช้เอทานอล / ไขมันในอัตราส่วน12: 1 (เทียบเท่า 4: 1 เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ / FFA) ในtransesterification ของไขมันจาก cyanobaterium Microcystis aeruginosa, ตัวเร่งปฏิกิริยาโดย Novozym 435 แม้ว่าสิ่งเหล่านี้ผู้เขียนใช้tert-บิวทานอหรือ มาตรฐาน ISO ออกเทนที่จะรักษาความมั่นคงของไลเปส ในทางกลับกันที่เมทานอลต่ำ / อัตราส่วน FFA ที่ใช้ในงานนี้แตกต่างกับอัตราส่วนสูงที่จำเป็นสำหรับการผลิตไบโอดีเซลโดยesterification ของ FFAs ด้วยกรดเร่งปฏิกิริยา ซู (20) จัดตั้งเมทานอลที่ดีที่สุด / FFA กรามอัตราส่วน10: 1 ใน esterification ของ FFAs จากน้ำมันถั่วเหลืองตัวเร่งปฏิกิริยากรดไฮโดรคลอและHayyan et al, (21) ใช้เมทานอล/ น้ำมันอัตราส่วน 8: 1 (ประมาณ 2.7: 1 เทียบเท่า FFAs) ในtransesterification-esterification น้ำมันปาล์มกากตะกอนที่มี 23 น้ำหนัก% FFAs. อิทธิพลของอุณหภูมิและความรุนแรงของการรักษาตารางที่ 4 แสดงให้เห็น ED บรรลุที่สามอุณหภูมิและอีกหลายความเข้มของการรักษา(IOTs) IOT เป็นจำนวนเงิน 435 Novozym? ปฏิกิริยาเวลา / จำนวนเงินที่ปรับปรุงคุณภาพและความเร็วปฏิกิริยาเป็นสัดส่วนนี้ตัวแปรถ้าไม่มีเอนไซม์เสื่อมเกิดขึ้น(22). อุณหภูมิที่ Novozym 435 เป็นส่วนใหญ่มักจะใช้กันอยู่ที่30 องศาเซลเซียส (7,17) และ 40? C (14 16) และดังนั้นจึงมีอุณหภูมิทั้งได้มีการทดสอบการทำงานในปัจจุบัน นอกจากนี้ 25 องศาเซลเซียสถูกassayed ในความพยายามที่จะลดอุณหภูมิและการเพิ่มขึ้นของความมั่นคงไลเปส ตารางที่ 4 แสดงให้เห็นว่าฉุกเฉินที่ได้ที่25 องศาเซลเซียส (ระหว่าง 92% และ 93%) มีความคล้ายคลึงกับผู้ที่ได้รับวันที่ 30 และ 40 องศาเซลเซียสสำหรับ esterification ของ FFAs กับเมทานอลในเงื่อนไขการทดลองแสดงในตารางนี้4. เพราะฉะนั้นต่ำสุดอุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสได้รับเลือก. IOTwas แก้ไขระหว่าง 0.05 และ 0.5 กรัม Novzoym 435? เอช / กรัม FFAs และในช่วงนี้ไม่มีอิทธิพลสำคัญในผลผลิตเมทิลเอสเตอร์ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสมดุลได้บรรลุที่IOTs เหล่านี้ ดังนั้นจึง IOT ¼ 0.1 กรัม Novozym 435? ชั่วโมง / g FFAs ได้รับเลือก IOT นี้สามารถบรรลุเช่นกับปฏิกิริยาเวลา4 ชั่วโมงและ 0.1 กรัม Novozym 435 สำหรับ 4 กรัม FFAs (เช่น 2.5% โดยน้ำหนักของNovozym 435 ที่เกี่ยวกับ FFAs) แม้ว่าเวลาปฏิกิริยาสามารถลดลงได้โดยใช้จำนวนมากของเอนไซม์ไลเปส ใน transesterification ของน้ำมันไบโอดีเซลในการผลิตที่ Novozym 435 จำนวนเงินที่มักจะเป็นน้ำหนัก4% (7,16) หรือ 10% ของน้ำหนัก Novozym 435 (14) ที่เกี่ยวกับน้ำมันและปฏิกิริยาครั้งในช่วง24? 72 ชั่วโมง ดังนั้น IOTs ของรอบ2? 3 กรัม Novozym 435? เอช / กรัมน้ำมันถูกนำมาใช้ขึ้นอยู่กับน้ำมันได้รับการรักษา(7,14,16) อย่างไรก็ตาม IOTs ปฏิกิริยา esterification จะต้องมีอย่างน้อย20 เท่าต่ำกว่าปฏิกิริยา transesterification ที่ซึ่งเป็นเหตุผลอันเนื่องมาจากความเร็วที่สูงขึ้นของปฏิกิริยาesterification ปฏิกิริยา Veras et al, (23) แสดงให้เห็นถึงความจริงในการผลิตของเอสเทอกรดไขมันเอทิลโดยesterification พร้อมกันและtransesterification, ตัวเร่งปฏิกิริยาโดย Novozym 435 ของสูงวัตถุดิบที่เป็นกรด; ค่าคงที่ความเร็วสั่งซื้อครั้งแรกสำหรับ esterification และปฏิกิริยา transesterification อยู่ในช่วง0.92? 1.20 ชั่วโมง 1 และ 0.11? 0.13 ชั่วโมง 1 ตามลำดับ การเปลี่ยนแปลงของส่วน FFA กรดไขมันเอทิล esterswas ประมาณ 90% ที่ปฏิกิริยาเวลา4 ชั่วโมงกับ 1.5% w / v ของ Novozym 435 คือการ IOT ของเท่

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ผลการ ffas
การสกัดจากสาหร่ายได้ gaditana ffas
จากสาหร่ายได้ gaditana ถูกสกัดโดยกระบวนการ
แสดงในรูปที่ 1 ซึ่งเป็นการปรับตัวนี้สาหร่ายของกระบวนการที่คล้ายกันใช้กับ Server phaeodactylum tricornutum

isochrysis ตัวอ่อนหอยที่เลี้ยงด้วย ( 11 ) และ ( 13 ) โดยขั้นตอนนี้ 83.4  3.1 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักของ
กรดไขมันที่มีอยู่ในชีวมวลสาหร่ายถูกพบและสกัดด้วย
ffas เหล่านี้ 73.5  2.6 เปอร์เซ็นต์ความบริสุทธิ์ บนมืออื่น ๆ saponifiable
, ไขมัน ( SLS ) โดยไม่ต้องเปลี่ยนใน ffas
ยังสกัดในห้องปฏิบัติการ โดยกระบวนการที่คล้ายกัน 2
: ( ฉัน ) การสกัดลิปิดจากสาหร่ายชีวมวล
เปียกด้วยเอทานอล ( 96 % v / v ) และ ( 2 ) ฟอกเหล่านี้สกัด
ไขมันโดยการสกัดด้วยน้ำ 2 . วิธีนี้ทำได้
คล้าย SL กู้ผลผลิต ( 85% ) แต่ SL ความบริสุทธิ์เป็นเพียง 31 %
สิ่งสกปรกประกอบด้วยส่วนใหญ่ของไขมัน unsaponifiable
( carotenoids ) ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่สามารถกลายเป็น
เมทิลเอสเทอร์ ( ไบโอดีเซล ) การเปลี่ยนแปลงของ SLS ใน ffas โดย
ตรงสปอนนิฟิเคชั่นในชีวมวล ( รูปที่ 1 ) ช่วยให้ง่ายขึ้น
การแยกและ ffas unsaponifiable ไขมัน , และ , จึง ,
ที่สูงความบริสุทธิ์ของไบโอดีเซลในขั้นสุดท้าย นอกจากนี้ การสกัดสาร SLS
เป็น ffas ไม่ได้หมายความว่ามากเกินไปเพิ่มของต้นทุนประหยัด
เพราะด่าง เช่น NaOH หรือ KOH , ต้องเพิ่ม
ตัวทำละลายการสกัด ( เอทานอล ) เพื่อแปลงพลังงานแสงเพื่อ ffas .
อิทธิพลของเวลาปฏิกิริยาโดยการเพิ่มประสิทธิภาพ
ของเงื่อนไขปฏิกิริยาเอนไซม์ พบว่า มี ffas
จาก uvo ( น้ำมันพืชใช้แล้ว ) และเงื่อนไขที่ดีที่สุดคือการใช้
ffas สกัดจากชีวมวลสาหร่าย . โนโวไซม์ 435 คือ
เลือกที่จะกระตุ้นปฏิกิริยานี้เพราะมันเป็นหนึ่งในเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด
ในอุตสาหกรรมและการผลิตไบโอดีเซล ( 7,14e17 ) .
การทดลองเหล่านี้มีวัตถุประสงค์ดำเนินการที่ขนาดเล็ก ( 4 g
ffas จาก uvo ) โดยใช้อัตราส่วนโดยโมลของเมทานอล 1.5 / FFA และ 0.1
w / กาก / FFA อัตราส่วน ( 40
องศาเซลเซียสและความเร็วรอบ 200 รอบต่อนาที ) ในเงื่อนไขเหล่านี้มัน
พบว่าสำหรับปฏิกิริยาของ 0.5 H
แปลงเป็น 92.8 % บรรลุและการแปลงนี้เก็บไว้เกือบคงที่จนกว่า
24 ชั่วโมง ( ประมาณ 94.6 % ที่ 2 , 6 และ 24 ชั่วโมง ) ปฏิกิริยานี้ถูกลดขนาดขึ้น
ยังคงปฏิบัติการเงื่อนไข รูปที่ 2 แสดงให้เห็นว่าที่
05 . การแปลงเป็นอีกกว่า 90 % และ สมดุล ผลผลิต
บรรลุทั้งเกล็ดเหมือนกัน ( ประมาณ 95% ) .
ในการทดลองดังต่อไปนี้ เงื่อนไข ก่อนหน้านี้ใช้
เพื่อ ffas จาก uvo ประยุกต์ ffas สกัดจากสาหร่าย
. gaditana ถึงแม้ว่าในกรณีนี้ 14.3 กรัม ffas
สาหร่ายคือ ใช้ ( รูปที่ 2 ) พบว่าปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันระดับ ( เอ็ด )
เกิน 90 % ที่ 025 ชั่วโมงของการบรรลุค่ามากกว่า 95% ที่
เพียง 0.5 ชั่วโมง เช่น ปฏิกิริยาและการแปลงความเร็วเท่ากับ
หรือดีกว่าได้ ffas จาก uvo .
ข้อมูลเหล่านี้ ( รูปที่ 2 ) แสดงความเร็วสูงการแปลง
ffas กับเมทิลเอสเทอร์ ซึ่งเร็วกว่าการศึกษาปฏิกิริยาทรานส์เอสเทอริฟิเคช
ปฏิกิริยาความเร็ว ( acylglycerols þแอลกอฮอล์ ) นี้ปฏิกิริยา
ความเร็วสูงกว่าที่ได้จากดา R ó s et al . ( 15 )
การผลิตไบโอดีเซลจากไขมันระบบยูยังใช้
โนโวไซม์ 435 ; ผู้เขียนเหล่านี้บรรลุการ ethyl ester ผลผลิต 98.1 %
หลังจากปฏิกิริยาครั้งจาก 48 ชั่วโมงโดยใช้ออกเทน ISO เป็นสื่อปฏิกิริยา ผลนี้
เป็นตรรกะ เพราะในความเป็นจริง การก่อตัวของเมทิลเอสเทอร์จาก
SLS โดยกระบวนการทรานส์เอสเทอริฟิเคชั่นเกิดขึ้นในกระบวนการสองขั้นตอน ,