کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6690989 501906 2014 24 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Enzymatic biodiesel: Challenges and opportunities
ترجمه فارسی عنوان
بیودیزل آنزیمی: چالش ها و فرصت ها
کلمات کلیدی
بیودیزل، لیپاز، ترانس اکسیداسیون آنزیمی کاتالیز شده، منبع تغذیه، گلیسرول،
ترجمه چکیده
ترانس اکسیداسیون شیمیایی کاتالیز شده روغن های گیاهی به بیودیزل به علت نرخ بالای تبدیل آن و زمان تولید کم، از لحاظ صنعتی به کار گرفته شده است. با این حال، این فرآیند از چندین معضل ذاتی مربوط به مراحل پردازش انرژی و محیط زیست غیرمعمول مانند کاتالیزور و بازیابی محصول و تصفیه فاضلاب رنج می برد. این امر منجر به توسعه فرآیند کاتالیز شده آنزیمی بیومیدال شده برای تولید بیودیزل شده است که با مزایای خاص محیطی و اقتصادی نسبت به روش شیمیایی معمولی مشخص می شود. این شامل شرایط واکنش دمای اتاق، از بین بردن هزینه های درمان مرتبط با بازیابی کاتالیزورهای شیمیایی، استفاده مجدد از آنزیم، خاصیت سوبستراس بالا، توانایی تبدیل هر دو اسید چرب آزاد و تری گلیسیرید به بیودیزل در یک مرحله، نسبت الکل کمتر به روغن، اجتناب از واکنش های جانبی و به حداقل رساندن ناخالصی، جداسازی آسان تر و بهبودی؛ تجزیه زیستی و پذیرش محیط زیست. این مقاله یک بررسی جامع از وضعیت فعلی پیشرفت ها در ترانس اکسیداسیون آنزیمی روغن ارائه می دهد. تجزیه و تحلیل جامع پیشرفت های بیوتکنولوژی اخیر در زمینه چالش های تکنولوژیکی موجود و فرصت های توسعه آینده به منظور آوردن هزینه های آنزیمی و بهبود کلیۀ فرایند اقتصاد به تولید بزرگ تولید بیودیزل آنزیمی ارائه شده است. به عنوان موانع عمده ای که مانع تولید صنعتی بیودیزل آنزیمی می شود، هزینه آنزیم و بازده تبدیل است، این موضوع در بررسی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. درک بهتر و کنترل مکانیسم های پایه ای فرآیند آنزیمی بیودیزل منجر به بهبود کارایی فرآیند و اقتصاد خواهد شد. کارایی و تبدیل تبدیل کاتالیزوری آنزیمی تحت تاثیر تعدادی از عوامل مانند طبیعت و خواص آنزیم کاتالیزور، آنزیم و تکنیک های بی حرکتی کل سلولی، پیشگیری از آنزیم، بسترهای بیودیزل، پذیرش آکیل ها و افزودن گام به گام آنها، استفاده از حلالها، شرایط عملیاتی کاتالیزور آنزیمی، طراحی بیوراکتور. توانایی لیپاز برای کاتالیز کردن سنتز اتیلن استرها از مواد اولیه کم هزینه با محتوای آزاد اسید چرب آزاد مانند روغن زیتون، چربی و چربی می تواند هزینه بیودیزل آنزیمی را کاهش دهد. کشف و مهندسی لیپازهای جدید و قوی با فعالیت بالا، مقاومت به حرارت و مقاومت در برابر مهار برای ایجاد یک فرایند آنزیمی مقرون به صرفه ضروری است. فرصت هایی برای ایجاد یک مسیر پایدار و سازگار با محیط زیست برای تولید بیودیزل آنزیمی از منابع تجدید پذیر مورد بحث قرار می گیرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی مهندسی انرژی و فناوری های برق
پیش نمایش مقاله
بیودیزل آنزیمی: چالش ها و فرصت ها
چکیده انگلیسی
The chemical-catalyzed transesterification of vegetable oils to biodiesel has been industrially adopted due to its high conversion rates and low production time. However, this process suffers from several inherent drawbacks related to energy-intensive and environmentally unfriendly processing steps such as catalyst and product recovery, and waste water treatment. This has led to the development of the immobilized enzyme catalyzed process for biodiesel production which is characterized by certain environmental and economical advantages over the conventional chemical method. These include room-temperature reaction conditions, elimination of treatment costs associated with recovery of chemical catalysts, enzyme re-use, high substrate specificity, the ability to convert both free fatty acids and triglycerides to biodiesel in one step, lower alcohol to oil ratio, avoidance of side reactions and minimized impurities, easier product separation and recovery; biodegradability and environmental acceptance. This paper provides a comprehensive review of the current state of advancements in the enzymatic transesterification of oils. A thorough analysis of recent biotechnological progress is presented in the context of present technological challenges and future developmental opportunities aimed at bringing the enzyme costs down and improving the overall process economics towards large scale production of enzymatic biodiesel. As the major obstacles that impede industrial production of enzymatic biodiesel is the enzyme cost and conversion efficiency, this topic is addressed in greater detail in the review. A better understanding and control of the underpinning mechanisms of the enzymatic biodiesel process would lead to improved process efficiency and economics. The yield and conversion efficiency of enzymatic catalysis is influenced by a number of factors such as the nature and properties of the enzyme catalyst, enzyme and whole cell immobilization techniques, enzyme pretreatment, biodiesel substrates, acyl acceptors and their step-wise addition, use of solvents, operating conditions of enzymatic catalysis, bioreactor design. The ability of lipase to catalyze the synthesis of alkyl esters from low-cost feedstock with high free fatty acid content such as waste cooking oil, grease and tallow would lower the cost of enzymatic biodiesel. Discovery and engineering of new and robust lipases with high activity, thermostability and resistance to inhibition are needed for the establishment of a cost-effective enzymatic process. Opportunities to create a sustainable and eco-friendly pathway for production of enzymatic biodiesel from renewable resources are discussed.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Energy - Volume 119, 15 April 2014, Pages 497-520
نویسندگان
, , ,