酯交换法制备生物柴油研究进展

生物柴油是一种发展迅速的可再生能源,它可以作为传统石化柴油的良好替代品。动植物油、废弃食用油和植物油精炼皂脚都可以作为原料来制备生物柴油。酯交换法是最常用的生物柴油制备方法,目前根据选用催化剂的不同酯交换法又可以分为均相催化法、非均相催化法、脂肪酶法以及超临界法。均相催化法已经研究的比较成熟,广泛应用于工业化生产。非均相催化法、脂肪酶法可以较好地解决催化剂与产品的分离问题,是目前的研究热点。超临界法对原料要求较低,后处理过程简单,有较大的发展潜力。     

生物柴油研究与开发进展

该文论述生物柴油国内外研究现状、研究发展、生产方法、存在问题及其可能解决方案;生物柴油生产方法主要有:直接使用和混合法、微乳法、热裂解法和酯交换法等。     

生物柴油连续化生产实践

介绍了一种目前应用于生物柴油连续化生产的典型工艺——水解固定化床酸化法。水解固定化床酸化法包括熔油、前处理、脱胶、脱色、连续水解、脂肪酸蒸馏、甜水浓缩、酯化、甲醇回收、甲酯脱酸和甾醇制取工段,具有原料适应性广、产品质量稳定、产品收率92%以上、废水废气排放量少、可同时生产脂肪酸和高附加值产品等特点。该工艺虽然综合能耗相对较高,但若算上高附加值产品,则综合产品成本显著降低。     

生物柴油工业化生产技术比较

通过近十年不断开发的新技术在生物柴油行业应用的实践,列举了4种目前应用于生物柴油企业的典型生产工艺并进行对比。带压酸催化法投资中等,反应周期长,产品收率为85%~90%,综合能耗相对较高,有带酸废水和废气产生;新型催化剂气相酯化法投资较低,产品收率达到90%以上,综合能耗低,废水量较小,有废气产生;水解固定化床酸化法投资相对较高,原料适应性广,产品质量稳定,废水废气排放量少,能够同时生产混合脂肪酸和高附加值产品,综合能耗相对较高,但产品收率达到92%以上,若算上高附加值产品,则综合产品成本显著降低;固定化酶催化法投资低,原料适应性差,反应温度低,综合能耗低,无三废排放,可连续化生产,在国外已有企业推广生产,但在国内的技术转化仍不成熟。     

生物柴油的双脂酶催化生产工艺研究

以菜籽酸化油为原料,研究两种脂酶顺序催化制备生物柴油的生产工艺。结果表明,固相化细菌A007脂酶催化甘油三酯(TAG)水解的最适条件为:含水量40%、脂酶用量100 U/g、反应温度30℃、反应时间12 h,此时TAG水解率和游离脂肪酸(FFA)含量分别为93.3%和90.1%;在催化FFA甲酯化过程中,固相化Candida antarctica脂酶在FFA与甲醇摩尔比为1∶5时可达到最佳效果;在第二次甲酯化时,加入甘油有利于提高FFA酯化率,经过24 h反应,可将总酯化率从无甘油时的96.9%提高到98.6%。该工艺可操作性强,具有较好的应用价值。     

利用微藻生产生物柴油的研究进展

在世界能源危机的影响下,生物质能源由于可再生、低污染等优势,被认为是在未来一个较短时期内最有潜力缓解能源危机的石油替代品。而微藻由于具有生物量大、光合效率高、生长周期短、油脂含量高和环境友好等优点,有望破解后石油时代的能源危机。重点阐述了产油微藻的种类,提高微藻油脂含量的策略,微藻细胞的采收技术,微藻油脂的提取和转酯化反应等内容;分析了微藻生物柴油产业发展中亟待解决的一些问题。     

化学法生物柴油生产工艺改进研究

以棉籽油为原料,探讨了化学法制取生物柴油过程中以吸附剂处理替代水洗干燥的精制工艺.通过正交试验研究了吸附剂处理对生物柴油质量的影响.结果表明:在吸附剂用量、混合时间和吸附温度3个因素中,吸附剂用量影响最大,其次为混合时间,吸附温度的影响最小.用1.5%和2%吸附剂在70 ℃下搅拌处理20～25 min后的产品质量明显强于吸附剂其他处理方式得到的生物柴油产品质量,主要指标能达到中国生物柴油国家标准<柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)>的相关要求.     

固体酸在生物柴油生产中的应用

随着石油资源的日益紧缺,生物柴油作为绿色可再生资源已经成为研究的热点.传统的生产工艺是以液体酸碱催化生产.随着人们环保意识的增强,人们正研究用固体酸碱替代液体酸碱.对固体超强酸、负载型固体酸、无机盐类、金属氧化物、树脂、金属螯合物、改性分子筛等催化剂在生物柴油生产中的应用及制备进行了介绍,以期为生物柴油催化剂的研究提供借鉴.     

生物柴油副产物甘油发酵生产1,3-丙二醇的研究

对利用不同生物柴油副产物粗甘油发酵生产1,3-丙二醇的试验条件进行了研究。批次发酵试验结果表明:精制甘油(纯度98%)、生物柴油副产物粗甘油A(纯度83%)和B(纯度78%)及C(纯度68%)生成1,3-丙二醇的转化率分别为52.38%、48.08%、45.22%、39.95%;精制甘油、粗甘油A和B及C的流加补料发酵合成1,3-丙二醇的转化率分别为51.45%、44.63%、41.27%、35.39%。经济效益粗略评估分析表明,生物柴油副产物粗甘油A和B生产单位1,3-丙二醇较精制甘油成本低,生物柴油副产物粗甘油C却较精制甘油成本高。     

生物柴油生产废渣中植物甾醇的提取研究

以酶法生产生物柴油的废渣为原料,通过预处理、深度皂化、溶剂提取可得到天然植物甾醇。研究结果表明,1 mol/L KOH乙醇溶液体积与原料质量比为10∶1,皂化时间为5 h,皂化温度为80℃,正己烷体积与原料质量比为40∶1的条件下,粗植物甾醇的提取率和纯度分别为95.0%和50.1%。粗甾醇经无水乙醇重结晶2次后,其纯度可达90.13%。     

生物柴油生产工艺简介

我国石油资源紧缺,研究开发生物柴油是当务之急。结合我国情况介绍了几种可用于生产生物柴油的原料,并针对不同的原料,提出了几种可供使用的生产工艺。用泔水油、地沟油和油厂下脚料等原料生产生物柴油工艺成熟、经济合算,值得推广。为适应我国生物柴油的研究与生产,建议加快制定我国生物柴油的相关标准。     

生物柴油生产和利用的环境影响评价

生物柴油作为清洁的、可再生的石化燃料的替代能源,在许多国家得到了快速发展.通过生命周期评估法,对以油菜籽和大豆为原料的生物柴油生产全过程,包括种子的筛选、种植到生物柴油的燃烧,进行了环境影响评价,并与石化柴油进行了比较.     

脂肪酶固定化及其在食品领域中应用的研究进展

为构建新型固定化酶催化体系,以聚甲基丙烯酸缩水甘油酯为载体,利用贻贝仿生技术——多巴胺/聚乙烯亚胺共沉积进行修饰,采用扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、Zeta电位及红外光谱（FT-IR）表征所得材料,并研究其固定化近平滑假丝酵母CICC 33470所产脂肪酶的表征及酶学性质。最佳酶固定化条件为：固定化温度为30 ℃,固定化pH为7.0,固定化时间为5 h,初始酶活为337.76 U/mL,载体添加量为0.2 g。固定化酶最佳反应温度为50 ℃,最佳反应pH为8.0,最佳反应时间为10 min,最优条件下固定化酶酶活为484.42±5.97 U/g-载体。固定化酶的稳定性明显提高,重复使用8次后,固定化酶仍有39.22%的初始酶活。进一步将固定化酶用于催化乙酰丙酸与十二醇的酯化反应,转化率可达75.94%,充分证明聚甲基丙烯酸缩水甘油酯经修饰后是固定化脂肪酶的优良载体,为未来扩大脂肪酶的应用范围提供了基础数据。

     

湿藻油脂制备生物柴油的研究进展

利用含油量高、生长速度快及能净化环境的微藻转化制取生物燃料具备较大发展潜力,是实现“碳中和”和解决环境问题的有效途径之一。为了降低微藻制取生物柴油的能耗,利用湿法提取技术直接从湿藻生物质中提取油脂制备生物柴油成为研究热点,综述了传统细胞破壁提油酯交换法、原位酯交换法及新型水热破壁提油酯交换法3种湿藻油脂制备生物柴油的研究情况并分析了各自存在的问题。传统细胞破壁提油酯交换法需要有机溶剂提取油脂和酯交换两步实现生物柴油的制备,生产工艺复杂,生产投入较高。原位酯交换法可实现微藻生物质一步转化为生物柴油,但存在醇消耗量过大(酸催化原位酯交换)或高温高压能耗高(超临界醇原位酯交换)等问题。新型水热破壁提油酯交换法能够在不使用有机溶剂的情况下实现湿藻油脂的高效分离,但水热温度较高时油脂会与微藻其他组分反应导致油脂品质劣化,水热温度较低时难以有效破坏细胞壁导致油脂提取效率降低。绿色溶剂辅助水热法可有效降低水热温度并抑制副产物的生成,可提高湿藻油脂提取率。为实现湿藻油脂的高效、环保、低耗制备生物柴油,可进一步依托深共熔溶剂等创新绿色溶剂低耗高效绿色提取微藻油脂。     

两步法催化废白土油制备生物柴油的研究

以废白土油为原料,采用酯化和酯交换两步法制备生物柴油。选用硫酸铁作为酯化催化剂,选用氢氧化钠作为酯交换催化剂。利用正交实验优化两步法工艺条件,得到酯化反应中各因素最佳的水平组合为硫酸铁用量4%、醇油摩尔比14∶1、反应温度70℃、反应时间3 h,得到酯交换反应中各因素最佳的水平组合为醇油摩尔比6∶1、氢氧化钠用量1.4%、反应温度70℃、反应时间2.5 h。在最佳的酯化和酯交换工艺条件下,总转酯率达到96.4%,所得的生物柴油主要质量指标与0#柴油接近。     

固定化脂肪酶催化大豆油酯交换制备生物柴油

以大豆油为原料,以Novozym 435固定化脂肪酶为催化剂,采用滴加甲醇的方法制备生物柴油。考察了甲醇滴加速度、水的添加量、反应温度、反应级数对脂肪酸甲酯收率的影响。结果表明,甲醇滴加可以减弱甲醇对酶的毒害,达到添加叔戊醇相同的效果。甲醇的滴加速度、反应温度对脂肪酸甲酯收率有很大影响,可以调节甲醇的滴加速度和反应温度提高脂肪酸甲酯收率,甲醇滴加速度3.43×10-4g甲醇/(g油·min),反应温度60℃是适宜的反应条件,在此条件下,产物收率可以达到98.75%。反应生成的甘油会影响酶的活性和产物收率,采用二级反应,级间脱除甘油,有利于产物收率的提高。对于Novozym 435固定化脂肪酶,水的添加不利于产物收率的提高。     

制备生物柴油的固体催化剂研究进展

介绍了用于制备生物柴油的固体催化剂最新研究进展,分别对固体酸催化剂、固体碱催化剂、固定化生物催化剂的研究状况进行了阐述,并对用于制备生物柴油的固体催化剂研究方向提出了建议.     

制备生物柴油的催化剂研究进展

生物柴油受到普遍关注。为了降低生产成本,对非均相催化剂研究很多。综述了催化剂的催化效果,催化剂的合成,催化剂与产物的分离,催化剂的重复使用及催化的理论解释。     

LCA法在木本生物柴油清洁生产评估方面的应用研究

生命周期评价(LCA)作为一种能全程评估产业链和产品环境影响、资源消耗、净能效率的重要方法,近年来得到了越来越多的关注,也开始被用于生物柴油清洁生产领域,能为产业可持续提供决策依据。对木本生物柴油的LCA体系、评估模型与方法、国内外木本生物柴油LCA研究现状进行了综述。结果显示:木本生物柴油在燃烧阶段相比石化柴油具有清洁排放的优点,但整个生命周期的排放未必清洁,主要与我国燃煤发电、化肥和辅料生产排放有关;木本生物柴油产业作为低碳产业,温室效应和能源消耗均低于石化柴油,整个生命周期中以种植和生产阶段的排放和消耗最大并针对性提出改进措施;未来我国木本生物柴油生命周期评价应通过建设产业标准数据库、更多注重不同原料不同工艺的对比评估、兼顾经济性和生态服务功能的评估进一步拓展木本生物柴油研究的深度和广度。     

超声强化酯交换制备生物柴油的研究进展

生物柴油是可再生的能源,是环境友好的生物燃料.超声强化酯交换制备生物柴油具有反应速度快,产率高等优点.对超声强化酯交换反应的机理和制备生物柴油工艺研究进展进行了综述并提出了展望,以期为超声强化酯交换制备生物柴油的研究和应用提供参考.