固定化细胞磁稳定流化床反应器制备生物柴油研究-环境工程专业论文.docxVIP

j 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文;是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标性和致谢之处外，论文中不包含其他人巳纷，发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位成证 节而使用过的材料。与我也·同 :1.作的问志对本研究所做的怀何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 字位论文作者签名:我此个 签字日期: ).010 年 b 月 17日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解天津大学 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权天津大学可以将学位论文的金部成部分内容编入有关敬据库进行检 索，并采用影印、缩印或归描等复制手段保存、旷编以供资!可和借阅 c 同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 (必威体育官网网址的学位论文件解密启适用本授权说明) -  学位论文作者签名: 我此牛 、协旭、、 签字日期 :μ10 年 b 月 、协旭、  签字回到 :νì!J年 4 月以 τ-?，4d τ- ?， 摘要 生物柴油由于其良好燃料性能和环境友好特性，备受人们关注。现有制备生物 柴油的细胞催化法还主要停留在实验室间歇生产上，真正要实现工业产业化还亟需 配套的工业化反应器的研制突破以及成熟工艺路线的开拓。为此，本文系统地研究 了固定化细胞磁稳定流化床反应器连续化制备生物柴油技术。 、在磁性颗粒的制备上，采用化学共沉淀法合成了纳米 Fe304 磁性微粒井进行 了工艺优化，得到制备 Fe304 颗粒的最佳工艺条件为: n(Fe2+)/n(Fe3+)叫/1.8，碱 性沉淀剂选用氮水，且氨水的滴速为 15 mLlmin ，共沉淀时的pH 值=10 ，熟化温 、 h、 度为 60 .C 。制得的Fe304 微粒粒径为 11.5 nm. 饱和磁化强度在 72.1 emulg 以上。 4‘ I#I!!O 以该 Fe304 颗粒作为磁性基质，采用戊二酷交联壳聚糖制备了 Fe30JCS 复合 微球，其最优条件为: Fe304 与 CS 的质量比为 1:0.8，0.5%戊二醒初交联，乳化 剂的为 10 gIL的 Span 80 和硬脂酸钙复合乳化剂，搅拌速度为 1500 r/mino 制备 出的微球平均粒径为 90 m ，饱和磁化强度为27.4 emulg 。将该复合做球作为载 体固定 R. o.η!zae 细胞制备了全细胞催化剂，将其用于催化废油脂转酶化，其最 佳条件为催化剂用最为原料油质景的 10%. 反应强度 35 .C. pH 值为 6，含水率 在 5←25%之间。 设计了多相磁稳定流化床反应器，该磁流化床电流强度与磁场强度之间的关 系为 H=9239I. 整个流化床床屁可视为均匀磁场。通过冷态实验，对比了 Fe30JCS 复合微球与聚氨酣泡楝 (BSPs) 和壳聚糖微球 (ChitosMCB) 的流化效果， Fe30JCS 复合微球表现出较好的流化特性及操作稳定性，当处于磁稳态操作时， 微球形成破链，对气泡的消除作用效果最佳，床层最为稳定。 在以上实验的基础上，创新性的提出了以 R. 。ηzae 超)1阴磁性全细胞生物催化 剂和四级串联磁流化床反应系统相结合的生物柴油连续化制备工艺。当采用磁稳 态操作，催化剂用最为原料油质量的 12%，进料醇油靡尔比为0.75:1，进料流量 为 42.6 mL/min 时，该系统催化废油脂转酶化的效率最高，经过连续反应后，最 终甲酶产率达到 85%以上，该反应系统连续反应 200h 后四级出口的甲脂产率仍 在 80%以上。 、 本研究所得结论为细胞催化及磁稳态流化床的工业化应用奠定了基础。 关键词z 生物柴油固定化全细胞超顺磁性磁稳定流化床 -t 咱『 ‘ ABSTRACT ‘ 、 Because of the good combustion properties and environment-friendly features， biodiesel has drawn an increasing attention among the world. However，the preparation of biodiesel by whole-cell catalyst remains in laboratory scale. There still have a lot of work to do in the reactor research and process design. Therefore，the technology of biodiesel fuel contin