制备生物柴油

生物柴油是利用植物油、动物脂肪及废弃油脂等可再生资源制备一种绿色能源。因其在环境安全及能源安全方面的作用，而备受世人瞩目。生物柴油闪点高，贮运比较安全；生物柴油有较好的润滑性能，可以单独使用，也可以与石化柴油任意比例混用。

生物柴油是以非食用油、食用油、动物油脂以及废食用油（废餐饮油）为原料制成的液体燃料，是一种集可再生、清洁和安全三大优势为一体的能源。生物柴油是指以动植物油或其水解的脂肪酸为原料，与一元醇通过醇解或酯化生产的脂肪酸一元酯。它具有可再生、绿色环保、可替代现有石化柴油等特点，目前已成为最受欢迎的石化柴油替代品[2]。但是以动植物油脂为原料制造生物柴油的成本偏高．而将餐饮废油回收制造生物柴油则是一个很好的方案[3]。制备生物柴油是餐饮废油回收利用研究最多的一个领域，有着大量的研究。就目前而言主要有：催化高酸值餐饮废油（WCO）制备生物柴油、化学催化、酶催化法等方法。

1、催化高酸值餐饮废油（WCO）制备生物柴油

首先是先用单质碘催化废油中游离脂肪酸和甲醇酯化生成脂肪酸甲酯(生物柴油)， 然后再用KOH催化废油中的甘油三酯和甲醇进行酯交换。最终结果表明，碘对酯化反应具有很强的催化活性，而且可以回收利用。通过正交试验得到最佳酯化反应参数：碘用量1．3％ (w／w，WCO)，反应温度80℃，醇油质量比1．75：1，反应时间3h，在该反应条件下酸值由120．86 (KOH)／(mg／g)降为1．89(KOH)／(mg／g)；酯交换条件为：KOH用量l％，反应温度85℃ ，反应时间0．5h，醇油质量rEO_3：l，经过两步催化，生物柴油的总得率为95．1％。

2、化学催化

化学催化法主要是通过酸(浓硫酸、磺酸、盐酸、磷酸、硼酸等)碱(金属醇盐、KOH、NaOH、KCN、K2CO 等)催化。酸催化反应时间长，温度高，对反应设备也有特殊要求；碱催化工艺转化速度快，效率高．但对原料酸值有要求，酸值过高会产生皂化现象。对于高酸值原料．往往采用一步酸催化或者先酸后碱的两步催化法，一步酸法反应时间长，效率不高，目前工业上多采用后者。但先酸后碱的工艺也存在以下缺点：设备必须耐强酸；反应后产生大量废水，催化剂不能重复利用：以浓硫酸催化容易产生副反应，对产品质量造成影响。因此，研究环保、高效的催化剂成为以高酸值原料制备生物柴油工艺中迫切需要解决的问题。

3、酶催化法

利用餐饮废油为原料, 以固定化脂肪酶为催化剂, 通过醇解酯交换反应制备生物柴油, 是一种典型的废物资源转化方法。利用生物酶的催化餐饮废油不仅大大的提高了资源的应用，在一定的条件下节省了资源保护了环境。这种方法具有反应条件温和、醇用量小、无污

染物排放等优点。但酶价格昂贵、催化活性稳定性差、反应时间长，目前难以实现产业化。

所以在这类方法还需要进一步的改进，进一步的研究来克服一些不利的条件。通过安永磊、 唐唯森、高 松的实验对反应温度、酶用量、醇油比、乙醇水含量、醇投加方式等条件的研究,得出酶催化法制取生物柴油的最佳反应条件是: 温度47℃, 酶投加量013g, 醇油比3∶1, 分5 次投加无水乙醇, 正己烷作溶剂, pH 为7, 反应时间32 h。在上述最佳反应条件下, 生物柴油产率为81。