تثبیت آنزیم لیپاز بر روی سدیم مونتموریلونیت و مونتموریلونیت اصلاح شده: بررسی فعالیت بیوکاتالیستی لیپازهای تثبیت شده در تولید بیودیزل از پسماند روغن خوراکی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرضا، شهرضا، اصفهان، ایران

10.22075/chem.2021.23480.1976

چکیده

در این مقاله، تثبیت آنزیم لیپاز کاندیدا روگوزا بر روی بستر سدیم مونتموریلونیت (MT) آب دوست و مونتموریلونیت اصلاح شده‌ی (MTS) آب گریز بررسی شده است. MTS آب گریز، با تغییر ماهیت MT آب دوست با سورفکتانت ستریمونیوم برمید تهیه شد. فعالیت آنزیمی لیپاز تثبیت شده بر روی سدیم مونتموریلونیت (LMT) و لیپاز تثبیت شده بر روی مونتموریلونیت اصلاح شده (LMTS)، در تولید بیودیزل از پسماند روغن خوراکی آزمایش شد. فرایند اصلاح بستر و تثبیت آنزیم توسط تکنیک‌های BET، XRD و SEM بررسی شد. اثرات دما، زمان، مقدار آب و نسبت مولی متانول به روغن بر روی راندمان بیودیزل نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که LMTS، عملکرد بسیار بهتری نسبت به LMT دارد. در شرایط بهینه، راندمان بیودیزل تولیدی به وسیله‌ی LMTS حدود 86/4% بود. LMTS پایداری انبارداری خوبی را از خود نشان داد و راندمان بیودیزل تولیدی پس از 30 روز انبارداری در ℃ 4، حدود 64/2% بود، در حالی‌که راندمان بیودیزل تولیدی توسط لیپاز آزاد (FL)، حدود 57/1% بود. علاوه بر این، LMTS در مقایسه با LMT، قابلیت استفاده‌ی مجدد خوبی داشت و پس از ده بار استفاده از آن، راندمان بیودیزل تولید شده حدود 51/6% بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Immobilization of lipase on Na-montmorillonite and modified montmorillonite: Investigation of biocatalytic activity of immobilized lipases in biodiesel production from waste cooking oil

نویسندگان [English]

  • Elnaz Kazemi
  • Hamidreza Aghaei
Department of Chemistry, Shahreza Branch, Islamic Azad University, P.O. Box 311-86145, Shahreza, Isfahan, Iran
چکیده [English]

In this paper, the immobilization of lipase from Candida rugosa on hydrophilic Na-montmorillonite (MT) and hydrophobic modified montmorillonite (MTS) is investigated. Hydrophobic MTS was prepared by changing the nature of hydrophilic MT with cetrimonium bromide surfactant. The enzymatic activity of lipase immobilized on Na-montmorillonite (LMT) and lipase immobilized on modified montmorillonite (LMTS) was investigated in the production of biodiesel from waste cooking oil. The support modification and enzyme immobilization were evaluated by BET, XRD, and SEM techniques. The effects of temperature, time, water content, and the molar ratio of methanol to oil on biodiesel yield were also investigated. The results showed that the activity of LMTS was much better than LMT. Under optimal conditions, the biodiesel yield produced by LMTS was about 86.4%. LMTS showed good storage stability, and after 30 days of storage at 4 ℃, the biodiesel yield was about 64.2%, while the biodiesel yield of free lipase (FL) was about 57.1%. In addition, LMTS had good reusability compared to LMT, and the biodiesel yield after 10 cycles was about 51.6%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • enzyme immobilization
  • Modified Montmorillonite
  • Lipase
  • Biodiesel