The esterification of free fatty acids with methanol using biotechnological methods in technologies of biofuel production

Įvertintas fermentų (Novozym 435, Lipozyme RM IM, Lipozyme TL IM, Lipase F-EC, Lipase F-EC, Lipase G, UAB „Biocentras" eksperimentinė lipazė) katalizinis efektyvumas laisvųjų riebalų rūgščių metanolizės procese. Didžiausiu efektyvumu pradinėmis sąlygomis (fermento kiekis - 3 % nuo laisvųjų riebalų rūgščių kiekio, reakcijos temperatūra - 40 °C, laisvųjų riebalų rūgščių ir metanolio molių santykis - 1,0:0,5) pasižymėjo katalizatoriai Novozym 435 ir Lipozyme RM IM (sureagavo apie 50 % oleino rūgšties). Kitos lipazės pasižymėjo mažesniu efektyvumu - naudojant fermentą Lipozyme TL IM, sureagavo apie 34 % oleino rūgšties, o naudojant kitas lipazes - Lipase F-EC, Lipase G, UAB „Biocentras" lipazė, sureagavo tik apie 4-7 % oleino rūgšties. Nustatytos optimalios laisvųjų riebalų rūgščių esterinimo sąlygos: procesas turi būti vykdomas 40 °C temperatūroje, 3-5 valandas, optimalus metanolio ir oleino rūgšties molių santykis reakcijos terpėje 1,5:1. Katalizatoriumi naudojant fermentinį preparatą Lipozyme RM IM procesas vykdomas 3 stadijomis kas valandą pridedant po 0,5 molio metanolio vienam moliui oleino rūgšties. Fermentinis preparatas Novozym 435 nėra jautrus metanolio poveikiui, todėl procesą galima vykdyti viena stadija. Apibendrinus tyrimų rezultatus sukurta principinė technologinė laisvųjų riebalų rūgščių esterinimo naudojant biokatalizatorius schema, kurią galima būtų diegti įmonėje, surenkančioje laisvąsias riebalų rūgštis iš biodyzeliną ir maistinį aliejų gaminančių įmoniųThe catalytic efficiency of enzymes (Novozym 435, Lipozyme RM IM, Lipozyme TL IM, Lipase F-EC, Lipase F-EC, Lipase G, experimental lipase from JSC Biocentras) in the methanolysis process of free fatty acid was evaluated. The catalysts Lipozyme RM IM and Novozym 435 were the most efficient under initial conditions (lipase amount was 3 % from free fatty acid amount, the temperature of reaction was 40 °C, the molar ratio between free fatty acid and methanol was 1:0.5. About 50 % of oleic acid was reacted in these cases. The others lipases were not such efficient. Using lipases Lipozyme TL IM, about 34 % of oleic acid was reacted. Enzymes Lipase F-EC, Lipase G, lipase from JSC Biocentras was less efficient - only 4-7 % of oleic acid was reacted. The optimal conditions of esterification of free fatty acids were determined. The process should be executed at 40 °C temperature, 3-5 hours, the optimal molar ratio between methanol and oleic acid in the reaction media should be 1.5:1. If Lipozyme RM IM was used as catalyst the process should be executed in 3 stages, 0.5 mol of methanol should be added to 1 mol of oleic acid every hour. The Novozym 435 enzyme was not sensitive to impact of methanol, so such process could be executed in 1 stage. To summarize the results of this research the principal technological scheme of esterification of free fatty acids with biocatalysts was designed. This technology could be introduced in factory, which would be collecting free fatty acids from biodiesel and edible oil production unitsVytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij