Bitkisel yağ ve atıklarından yeni mikro poroz polimerik enzim reaktörleri ile biyodizel üretimi

Abstract

Uzun zincirli yağ asitlerinin alkil esterleri biyodizel olarak adlandırılır. Bu esterler metanol/etanolün transesterifikasyonuyla bitkisel yağlardan elde edilebilir. Transesterifîkasyon enzimatik veya kimyasal olarak ortaya çıkarılabilir. MPPER, stiren ve divinilbenzen kopolimerlerinden yapılan, istenilen geometride üretilebilen ve difuzyon problemleri olmayan reaktörlerdir. MPPER'ler katalitik membran reaktör olarak adlandırılabilir. Bu reaktörler, reaktör geometrisine (tübüler veya disk) bağlı olarak klasik filtre veya çapraz akışlı filtre tutucusu ile birlikte kullanılabilir. Bu çalışmada; Thermomyces Ianuginosus lipaz (Lipozyme) aldehit fonksiyonel grubu ihtiva eden rnikro poroz polimer diske %48 verimle kovalent olarak immobilize edildi. Immobilize enzim rafine ayçiçek yağı, ham soya yağı ve atık yağ olmak üzere üç değişik yağ ve metanolün transesterifikasyonuyla biyodizel üretiminde kullanıldı. Biyodizel üretimi; yağ ve metanol karışımının 1 saat süreyle peristaltik pompa yardımıyla sürekli olarak MPPER'den sirküle edilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Serbest ve immobilize enzim için optimum şartların değişmediği ve optimum pH'nın ve sıcaklığın sırasıyla 6 ve 30 °C olduğu gözlendi, immobilize enzimin %106 rölatif aktivite gösterdiği bulundu. GC analiz sonuçlarına göre rafine ayçiçek yağı, ham soya yağı ve atık yağdan elde edilen metil ester miktarları sırasıyla %57.4, %54.5 ve %50.2'dir. Biyoreaktörün 30 tekrar kullanımı sonunda, immobilize enzimin aktivitesinde belirgin bir azalma olmadığı gözlenmiştir. Enzim aktivite ölçümünde oluşan biyodizelin ince tabaka kromatografisinin kullanılabileceği gösterilmiştir.Alkyl esters of long chain fatty acid are called biodiesel. These esters can be obtained from vegetable oils by transesterification with methanol/ethanol. The transesterification can be carried out chemically or enzymatically. Micro Porous Polymeric Enzme Reactors (MPPER) can be easily produced in any desired geometry from styrene-divinyl benzene copolymers and they have no diffusion problems. MPPERs can be named as catalytic membrane reactor. These reactors can be used inside a dead-end filtration or cross-flow filtration holder depending on geometry of reactors (disc or tubular). In this study, Thermomyces lanuginousus lipase (Lipozyme) was immobilized covalently with %48 yield micro porous polymeric enzyme reactor which contains aldehyde functional groups. Immobilized enzyme was used biodiesel production by transesterification of refined sunflower oil, crude soya bean oil, waste oil and methanol. Biodiesel production was realized to be circulated oil and methanol mixing into MPPER by a peristaltic pump approximately 1 hour. The optimum conditions were not affected by immobilization and the optimum pH and temperature for free and immobilized enzymes were 6.0 and 30 °C, respectively. According to gas chromatography analysis results, methyl ester amounts obtained from refined sunflower oil, crude soya bean oil and waste oil were %57.4, %54.5 and %50.2, respectively. The immobilized lipase onto the STR-DVB copolymer proved to be stable after even 30 reused and lost little activity when was subjected to repeated use.