生物柴油技術

為了提高柴油生產(chǎn)效率，采用酶固定化技術，并在反應過程中分段添加甲醇，更有利于提高柴油的生產(chǎn)效率。這種固定化酶（脂酶）是來自一種假絲酵母（Candidaantaretica），由它與載體一起制成反應柱用于柴油生產(chǎn)，控制溫度30℃，轉化率達95%。這種脂酶連續(xù)使用100天仍不失活。反應液經(jīng)過幾次反應柱后，將反應物靜置，并把甘油分離出去，即可直接將其用作生物柴油。

除植物油酶法生產(chǎn)生物柴油外，也有報道利用甘蔗渣為原料發(fā)酵生產(chǎn)優(yōu)質柴油的研究成果，據(jù)稱1噸甘蔗渣的能量與1桶石油相當（每桶等于31．5加侖，每加侖等于3．7853升）。如加拿大一家技術公司正在將這一成果轉化為生產(chǎn)力，已建立每天6桶生物柴油的裝置，以蔗渣為原料生產(chǎn)柴油，并計劃擴建成每天25噸工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)裝置。但是，采用什么微生物發(fā)酵生產(chǎn)柴油？產(chǎn)出率如何？沒有見到具體報道。

利用"工程微藻"生產(chǎn)柴油是柴油生產(chǎn)一項值得注意的新動向。所謂"工程微藻"即通過基因工程技術建構的微藻，為柴油生產(chǎn)開辟了一條新的技術途徑。

美國國家可更新能源實驗室（NREL）通過現(xiàn)代生物技術建成"工程微藻"，即硅藻類的一種"工程小環(huán)藻"（Cyclotellacryptica），在實驗室條件下可使脂質含量增加到60%以上（一般自然狀態(tài)下微藻的脂質含量為5%－20%），戶外生產(chǎn)也可增加到40%以上。

這是由于乙酰輔酶A羧化酶（ACC）基因在微藻細胞中的高效表達，在控制脂質累積水平方面起到了重要作用。正在研究合適的分子載體，使ACC基因在細菌、酵母和植物中充分表達，還進一步將修飾的ACC。

上述生物柴油制造方法--酯化、酯交換，所生產(chǎn)的生物柴油應該稱為脂肪酸甲酯或乙酯，和石化柴油的主要成分有本質區(qū)別是酯與烴。商丘有相關生物柴油企業(yè)可以用廢棄的油脂生產(chǎn)出達到歐盟標準的生物柴油。

總之，柴油是城鄉(xiāng)使用較為普遍的燃料，通過生物途徑生產(chǎn)柴油是擴大生物資源利用的一條最經(jīng)濟的途徑，是生物能源的開發(fā)方向之一。

能源生物技術必將得到發(fā)展，"無污染生物柴油"也必將得到更廣泛的應用。

而利用廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油可以有效的解決地溝油回流餐桌的風險，利國利民的好項目。2100433B

巴西正在大力推廣生物柴油生產(chǎn)，以減少石油進口。美國能源部正在集資發(fā)展生物質能，要求到2010年，美國生物質能的使用量增加2倍，生物柴油也被列為生物質能之一。

國際上對生物柴油的開發(fā)形勢看好，而制造生物柴油的途徑主要有三條：一是利用食用油生產(chǎn)生物柴油；二是利用甘蔗渣發(fā)酵生產(chǎn)柴油；三是利用"工程微藻"生產(chǎn)柴油。

日本每年的食用油消費量為200萬噸，產(chǎn)生的廢食用油達40萬噸，為生產(chǎn)生物柴油提供了原料。借助酶法即脂酶進行酯交換反應，混在反應物中的游離脂肪酸和水對酶的催化效應無影響。

反應液靜置后，脂肪酸甲酯即可與甘油分離，從而可獲取較為純凈的柴油。

利用此種方法生產(chǎn)生物柴油有幾點值得注意并有待研究解決：1．不使用有機溶劑就達不到高酯交換率；2．反應系統(tǒng)中的甲醇達到一定量時，脂酶就失活；3．反應時間比較長；4．一般來說，酶的價格較高。

生物柴油發(fā)動機制取方法

生物柴油的生產(chǎn)方法有酯交換法、生物酶法和工程微藻法三種。我國生產(chǎn)的生物柴油普遍采用酯交換反應得到。生物柴油組成成分脂肪酸甲酯的典型結構如圖1所示。它的官能團是一個碳原子與兩個氧原子相連，其中一個鍵是 C-O 單鍵，另一個為 C=O 雙鍵。

由于成本低，技術難度小，工業(yè)生產(chǎn)生物柴油主要是應用酯交換法。各種天然的植物油和動物脂肪以及食品工業(yè)的廢油，都可以作為酯交換生產(chǎn)生物柴油的原料?？捎糜邗ソ粨Q的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇。其中最為常用的是甲醇，這是由于甲醇的價格較低，同時其碳鏈短、極性強，能夠很快地與脂肪酸甘油酯發(fā)生反應，且堿性催化劑易溶于甲醇。該反應可用酸、堿或酶作為催化劑。其中堿性催化劑包括NaOH，KOH，各種碳酸鹽以及鈉和鉀的醇鹽。酸性催化劑常用的是硫酸、磷酸或鹽酸。雖然甲醇越多產(chǎn)率越高，但也會給分離帶來困難。酯交換反應化學方程式如方程式 1所示。

生物柴油發(fā)動機性能指標

生物柴油可以從各種動植物的油脂轉化得到，各個國家可以根據(jù)本國特色采用不同的生物柴油。用于生產(chǎn)生物柴油的主要原料有向日葵油、菜籽油、花生油、大豆油、棕櫚油、煙草種籽油、玉米油、桐籽油、棉籽油、椰子油、亞麻籽油、印度棕樹油、罌粟油以及煎炸油和地溝油。表 1為部分生物柴油和柴油的物理化學特性對比。

生物柴油可再生，清潔，安全，是多元化交通中最重要的新能源之一，在汽車領域的應用具有明顯的優(yōu)點和長遠的意義：

（1）生物柴油能降低汽車的碳氫(HC)、一氧化碳(CO)、硫化物、多環(huán)苯類致癌物和“黑煙”等污染，有利于提高我國的大氣質量；利用廢食用油、垃圾油、泔水油生產(chǎn)生物柴油，可減少骯臟的、含有毒物質的廢油污染；

（2）生物柴油作為可再生能源，可以緩解我國柴油燃料緊缺的現(xiàn)狀，有利于加強我國的能源安全；

（3）從環(huán)境排放角度分析，生物柴油全生命周期環(huán)境排放顯著下降，尤其是 CO₂在種植過程中的負排放，大大降低了溫室氣體排放。

（4）生物柴油由于其高十六烷值的特點，燃燒性能優(yōu)于普通柴油；

（5）生物柴油具有良好的潤滑性能，延長發(fā)動機及其部件的使用壽命；

（6）生物柴油燃點達到 150 度，高于普通柴油的 50 度，因此在使用，運輸，儲藏過程中，都更加安全。

（7）使用生物柴油，車用發(fā)動機及汽車燃料系統(tǒng)基本不需要改造，加油站等基礎設施也基本不需要改動，應用推廣非常方便。

（8）發(fā)展生物柴油，有利于調整我國的農(nóng)業(yè)結構，增加農(nóng)村就業(yè)機會，有助于解決“三農(nóng)”問題，同時能形成相關產(chǎn)業(yè)鏈，推動我國經(jīng)濟的發(fā)展。

生物柴油發(fā)動機發(fā)展現(xiàn)狀

我國森林植物中常見的能源油料植物 600 多種，含油量在 20%以上的 197 種，超過30%的 131 種?，F(xiàn)有的木本油料樹種總面積超過 600 萬公頃，其中以生產(chǎn)燃料油為目的樹種資源 200 多萬公頃。此外，還有能種植水生含油植物的灘涂以及大量廢棄餐飲油開發(fā)利用潛力巨大。在我國的技術經(jīng)濟條件下，制取生物柴油的最恰當原料是餐飲廢油及含油作物如麻瘋樹、黃連木等。由于國際原油價格影響以及中央政府的鼓勵，國有特大型企業(yè)已經(jīng)加入到生物柴油的生產(chǎn)利用領域，并將在近期主導生物柴油的開發(fā)利用。

《2012年全球及中國生物柴油產(chǎn)業(yè)深度研究報告》是全球和中國生物柴油領域專業(yè)和深度的研究報告。

報告首先介紹了生物柴油產(chǎn)品的定義、分類、應用及產(chǎn)業(yè)鏈結構，然后介紹了生物柴油生產(chǎn)工藝及技術流程，隨后全面介紹了全球各國生物柴油項目情況，之后匯總統(tǒng)計全球及中國生物柴油2009-2016年產(chǎn)能、產(chǎn)量、企業(yè)細分產(chǎn)量市場份額，原料細分產(chǎn)量市場份額，地區(qū)細分產(chǎn)量市場份額，工藝細分產(chǎn)量市場份額，接著介紹了全球生物柴油供應量、需求量以及缺口量，并介紹了全球及中國生物柴油平均售價、成本、利潤、產(chǎn)值及利潤率等詳細信息。

采用案例的形式介紹了年產(chǎn)20萬噸生物柴油項目的可行性分析，同時對全球及中國整個生物柴油行業(yè)的過去，現(xiàn)在和未來進行全面深度的總結，總體而言，這是一份專門針對生物柴油行業(yè)進行分析研究的深度分析報告，報告力求客觀公正及數(shù)據(jù)像是的方式對生物柴油行業(yè)的發(fā)展走勢進行了分析闡述，方便客戶進行生物柴油生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃，投資決策進行參考。2100433B