生物柴油的合成过程
生物酶法制备生物柴油
二、液体脂肪酶法
在油水界面上脂肪酶催化反应速率较快
界面活化效应：即在油水界面催化反应速率较快 的原因。一般而言,脂肪酶活性位点为一个盖子所 罩住,所谓界面活化是指此盖子的打开使催化活性 位点暴露出来。
二、液体脂肪酶法
液体脂肪酶通过催化双相(油相/水相)体系界面的 转酯/酯化反应而制备生物柴油。 优点：
生物柴油制备方法
生物柴油制备方法 物理法
化学法 高温热裂解法 直接使用法 酯交换法 混合法 超临界法 微乳液法 固定化酶法 全细胞法 液体酶法
生物酶法
酸/碱催化法
一、固定化脂肪酶法
利用固定化脂肪酶催化制备生物柴油是非水 酶学理论应用于实践的典型实例,也正因为如 此,固定化脂肪酶催化制备生物柴油具备非水 介质中酶催化的优势：
1、可防止冻干的酶粉在反应过程中发生聚集 从而增大酶与底物的接触面积; 2、产物容易纯化;
一、固定化脂肪酶法
3、有利于酶的回收和连续化生产;
4、酶的热稳定性及对甲醇等短链醇的耐受性 显著提高; 5、利用溶剂工程可提高酶与底物油脂、甲醇 的接触频率,从而提高反应速率。
影响因素
不同的固定化形式、反应介质体系、酰基受体 及添加策略均会对酶活力、酶对甲醇的耐受性 等有着显著的影响 (1)不同的固定化形式。脂肪酶采用不同的固 定化形式对酶活力、酶对甲醇的耐受性等有着 显著的影响。
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(2)不同的反应介质体系。不同的反应介质体系 对于固定化脂肪酶催化制备生物柴油的得率有 着显著的影响。
影响因素
(3)不同的酰基受体及添加策略。大量的研 究表明,甲醇、乙醇等短链醇因剥夺脂肪酶 的必需水而破坏维持蛋白功能构象的氢键 体系,从而使酶活性降低或失去活性。
菜籽油超声波法制备生物柴油的研究
菜籽油超声波法制备生物柴油的研究一、前言随着环境污染和能源危机的加剧，如何提高能源利用效率、降低能源消耗量，加强清洁能源的利用成为全世界关注的焦点。
在这一背景下，生物柴油作为一种可替代传统石化柴油的清洁能源，具有取之不尽、用之不竭的优点，且其燃烧产生的温室气体排放量和有害物质排放量低于石化柴油。
因此，制备生物柴油已经成为国内外科学家研究的热点。
目前，生物柴油制备的方法主要有两种，一种是通过生物质、动植物油等天然资源制备生物柴油。
另一种则是通过利用微生物的代谢工程合成生物柴油。
不同的制备方法具有不同的优点和缺点。
作为常见的可用于生产生物柴油的油源之一，菜籽油在制备过程中容易降解，易氧化、酸价高、粘度大，且含有一定的杂质。
如何制备纯净的生物柴油成为了提高生物柴油利用效率的重要方法。
二、超声波制备生物柴油的研究现状超声波技术作为一种能够在液体中引起高频振荡的物理过程，已经在生物能源的制备领域中得到了广泛的应用。
其主要优点是可以快速、高效地加速液态反应过程，提高传质和反应速率，同时还可以降低生产成本。
因此，超声波技术已经被应用于处理有机物的氧化、酯化、加氢处理，以及生物质的制备等领域。
超声波法制备生物柴油是一种基于超声波技术的化学反应过程。
该方法主要依靠超声波的频率与能量作用，打破物料的表面张力，促进反应物的混合与传质，进而提高反应的效率和速率。
目前，国内外许多学者通过超声波技术制备生物柴油，大量的实验表明，超声波技术能够构建高效、安全、环保的生物柴油制备方法，且该方法可以大幅降低制备成本。
三、菜籽油超声波法制备生物柴油的研究1.超声波法制备菜籽油生物柴油依据文献，我们得知利用菜籽油合成生物柴油的过程是：首先将菜籽油和甲醇混合，加入催化剂进行反应。
此时，加入超声波后可通过高频振荡产生的超声波促进催化剂、甲醇与菜籽油之间的混合，在较短的时间内使反应达到饱和，从而降低反应时间和催化剂的用量，提高了生物柴油的产率。
第一代和第二代生物柴油的技术路线
第一代和第二代生物柴油的技术路线第一代生物柴油的技术路线主要是利用玉米、甘蔗、大豆等作物的油脂成分作为原料，经过脱脂、酯化等反应制得生物柴油。
具体步骤包括：1. 原料准备：选择合适的农作物，采集油脂含量高的种子或果实。
2. 脱脂：将油脂经过压榨或溶剂提取的方式进行脱脂，去除杂质。
3. 碱催化酯化：将脱脂后的油脂与碱催化剂（如氢氧化钠）进行酯化反应，将油脂转化为酯类化合物。
4. 中和酯化产物：将酯化产物中的酸性物质进行中和处理，以确保生物柴油的稳定性。
5. 精炼：对中和后的酯化产物进行精炼处理，以去除杂质和水分。
6. 脱酸：通过酸性树脂或其他吸附剂来去除生物柴油中的酸性物质，提高其质量和稳定性。
7. 储存和分装：将生物柴油储存在适当的容器中，并进行分装以便出售或使用。
第二代生物柴油的技术路线主要是利用生物质（如农作物秸秆、木材碎屑、食物废弃物等）中的纤维素和木质素等成分制得生物柴油。
具体步骤包括：1. 生物质预处理：将生物质进行粉碎、干燥等预处理，以提高其可降解性和转化效率。
2. 析解：采用热解、酸解、酶解等方法将纤维素和木质素等成分分解为糖类或单体糖。
3. 发酵：将糖类或单体糖与适当的微生物（如酵母、细菌）进行发酵，产生酒精（如乙醇）。
4. 混合醇：将酒精与适当的催化剂（如氢氧化钠）进行催化合成，生成混合醇。
5. 精炼：对混合醇进行精炼处理，去除杂质和水分。
6. 脱酸：通过酸性树脂或其他吸附剂来去除生物柴油中的酸性物质，提高其质量和稳定性。
7. 储存和分装：将生物柴油储存在适当的容器中，并进行分装以便出售或使用。
第二代生物柴油相比第一代生物柴油更具可持续性和环保性，因为它利用生物质废弃物作为原料，不需要为了生产生物柴油而种植额外的农作物，减少了对食品资源的竞争。
此外，它还可以有效利用农作物废弃物和食品废弃物等生物质资源，减少了废弃物处理的负担。
生物柴油的合成与优化
生物柴油的合成与优化随着全球对可再生能源需求的增加，生物柴油作为一种可替代传统石油燃料的绿色能源逐渐受到人们的关注。
生物柴油是通过将植物油或动物脂肪经过催化剂催化反应，转化为柴油燃料的一种可再生能源。
本文将探讨生物柴油的合成过程以及优化方法。
生物柴油的合成主要分为两个步骤：转酯化反应和酯化反应。
转酯化反应是将植物油或动物脂肪与醇类反应生成酯类化合物。
这一步骤需要催化剂的存在，常用的催化剂有碱催化剂和酸催化剂。
碱催化剂通常使用钠或钾，而酸催化剂则常用硫酸或盐酸。
转酯化反应的优化可以通过调节反应温度、催化剂用量和反应时间等因素来提高反应效率和产物纯度。
酯化反应是将酯类化合物与醇类反应生成生物柴油。
这一步骤同样需要催化剂的存在，常用的催化剂有硫酸或盐酸。
酯化反应的优化可以通过调节反应温度、催化剂用量和反应时间等因素来提高反应效率和产物纯度。
此外，选择合适的醇类反应物也是优化酯化反应的重要因素。
常用的醇类反应物有甲醇、乙醇和丙醇等。
不同醇类反应物对反应速率和产物性质有着不同的影响，因此选择合适的醇类反应物可以提高生物柴油的合成效率和质量。
生物柴油的合成过程中还存在一些问题需要解决。
首先，催化剂的选择对反应效率和产物质量有着重要影响。
目前，研究人员正在寻找更高效的催化剂，以提高生物柴油的合成效率。
其次，反应条件的优化也是关键。
反应温度、催化剂用量和反应时间等因素的选择需要综合考虑，以达到最佳的反应效果。
此外，废催化剂的处理也是一个问题。
废催化剂中含有一定量的催化剂残留和产物杂质，需要进行合理的处理，以减少对环境的污染。
为了进一步优化生物柴油的性能，研究人员还通过添加添加剂来改善其燃烧性能和稳定性。
常用的添加剂有抗氧化剂、抗磨剂和增溶剂等。
这些添加剂可以提高生物柴油的抗氧化性能、降低摩擦损失和改善燃烧效率。
此外，还可以通过改变原料的组成和比例来优化生物柴油的性能。
例如，可以选择不同种类的植物油或动物脂肪作为原料，或者调整不同原料的比例，以获得更理想的生物柴油产品。
生物柴油合成反应的机理研究
生物柴油合成反应的机理研究生物柴油作为一种新型的可再生能源，在当今世界上得到了越来越广泛的关注。
生物柴油合成反应作为生物柴油生产的关键环节，其机理研究对于提高生物柴油产率、降低成本和提高质量具有重要意义。
本文将从反应原理、催化剂研究和反应条件等方面探讨生物柴油合成反应的机理研究进展。
一、反应原理生物柴油合成反应的主要原理是在催化剂的作用下，将生物质原料中的油脂分子通过酯化或转酯化反应转化为柴油。
其中最常用的反应是酯化反应，其反应式如下：RCOOH + R′OH → RCOOR′ + H2O该反应是一种酸催化反应，反应物是油脂和甲醇，反应产物是生物柴油和水。
在该反应中，油脂和甲醇在一定温度和压力下加热搅拌，加入酸性催化剂（如硫酸、氢氯酸等）后，反应会快速进行。
生物柴油与水形成两相，分别通过分离器进行分离后，即可得到生物柴油。
二、催化剂研究催化剂是生物柴油反应过程中的关键因素之一。
不同种类的催化剂对生物柴油合成反应的影响不同。
常用的催化剂有酸催化剂、碱催化剂、酶催化剂等。
1. 酸催化剂酸催化剂是生物柴油反应中最常用的催化剂之一，其作用是加快油脂和甲醇的反应速率，从而提高生物柴油产率。
硫酸、氢氯酸等典型的强酸催化剂通常是使用量比较小但效果比较好的催化剂，但需要注意的是过量的酸催化剂会降低酯化反应的产率。
2. 碱催化剂碱催化剂是一种较为常见的生物柴油催化剂，常用的碱催化剂有氢氧化钠、氢氧化钾等。
碱催化剂的反应速率相对慢一些，但是催化效率高，转化率也较高。
此外，由于酸催化剂容易使得反应溶液出现酸性，而过多的酸性会对环境与设备产生危害，因此用碱催化剂合成的生物柴油在理化性质和环境影响上都比较适宜。
3. 酶催化剂酶催化剂是生物柴油生产过程中最环保的催化剂之一。
它是一种天然的催化剂，具有高效、快速、温和、可控和对环境影响小等优点。
酶催化剂分为脂肪酶和脂肪酸转移酶两类，可以选择性催化出生物柴油，但是目前酶催化剂的底层技术还不完善，其生产成本也较高。
生物质间接液化制备柴油（BTL）
生物质间接液化制备柴油（BTL）BTL柴油技术是先将生物质在高温、高压条件下气化得到合成气，再经FT（费托）合成得到清洁柴油或化工产品，所得柴油十六烷值可高达85，性能优于石油基柴油，是一种最具前途的生产生物柴油技术。
图1是其典型流程图。
从自然界中获得的秸杆等植物生物质先进行预处理——磨碎和干燥，然后通过气化装置进行气化，产生的气体中除了含有CO和H2外，还含有焦油、多种无机物和有机物，如CxHy、HCl、NH3等，需要进一步净化，同时还可根据要求对气体的组成进行调整，最后进入FT合成装置进行FT合成制备燃油。
FT合成催化剂通常包括下列组分：活性金属(第VIII族过渡金属)，氧化物载体或结构助剂(SiO2，A12O3等)，化学助剂(碱金属氧化物)及贵金属助剂(Ru，Re，Cu等)。
我国的中科院山西煤化所与英国BP 合作正在进行FT催化剂方面的研究。
图1 生物质气化-FT成合成生物柴油流程图在FT反应中，长链液态烃应该具有高的选择性和高的收率。
为了获得长链烃，生长概率（growth probability）α需接近1。
催化剂对α影响非常大，但同时反应温度、反应物及惰性化合物的分压、FT 合成技术都有影响。
Ru和Co催化剂的α要比Fe催化剂的高。
合成气在FT反应器中转化的程度受催化剂类型、反应器大小和技术的影响。
气相产物中包括未反应的CO和H2及FT合成产物。
FT合成产物中有气态烃（C1～C4）、石脑油（C5～C10）、柴油（C11～C12）和蜡组分（>C20）。
其中超过5个碳的有机物很容易通过冷凝分离和回收，并被用作燃料；蜡状物质进行选择性加氢裂化生产C10～C20的中间馏分，并进行异构化以提高低温流动性，然后进行常规蒸馏以获得燃料。
尾气中通常含有未反应的H2、CO及低碳烷烃。
为了获得最大收率，尾气（部分）可以进入反应器循环利用，并在循环反应部分加入重整装置和转移反应器进行重整和转移反应，或作为FT合成的副产品直接燃烧供热/发电。
技术｜地沟油制备生物柴油的技术方法
技术｜地沟油制备生物柴油的技术方法目前，生物柴油的制备技术方法主要有直接混合法、微乳法、热解法和酯交换法。
我国地沟油的来源广且分散，具有含固体杂质多、含水分高、酸值高的特点。
地沟油制备生物柴油一般要先经过除水、机械除杂、除酸、脱色等预处理，然后利用酯交换法或加氢裂化法制备成生物柴油。
酯交换法制备生物柴油张勇以废弃地沟油为原料，经预处理后采用两步酯化工艺将其转化为生物柴油，第一步为酸催化预酯化反应，主要是将地沟油中的游离脂肪酸转化为脂肪酸甲酯;第二步为酸催化转酯化反应，进一步将地沟油中的甘三酯转化为甲酯和甘油。
通过正交实验得到预酯化反应的最佳条件为：醇油摩尔比10∶1、催化剂用量1%、反应温度70℃、反应时间4小时;转酯化反应的最佳条件为：醇油摩尔比20∶1、催化剂用量6%、反应温度70℃、反应时间4小时。
在最佳反应条件下，甘三酯的酯化率可达到86.89%。
利用该方法制备的生物柴油在闪点、冷滤点等方面要优于0号柴油，在储运过程中更安全;同时能够在更宽的温度范围内使用。
研究同时发现将利用该方法制备的生物柴油与0号柴油按照B20调和后，不仅能够大大降低生物柴油的黏度，使挥发性得到改善，同时使0号柴油的闪点提高，凝点和冷滤点降低，使储运过程更加安全，低温性能得到改善，有利于在更宽的温度范围内使用，可以满足使用要求。
地沟油酸催化法制备生物柴油是利用地沟油与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性催化剂条件下进行酯交换反应，生成相应脂肪酸甲酯或乙酯。
姚亚光等以酸作为催化剂，首先对地沟油进行除杂、脱胶、脱色、脱水的预处理，在酸催化条件下利用地沟油制备生物柴油，通过对地沟油与甲醇、乙醇酯化反应进行正交实验，实验确定了酸催化地沟油制备生物柴油的最佳反应条件为：甲醇温度为70℃，油醇摩尔比为1∶40，催化剂浓度为7%，反应时间为6小时，级差顺序依次是：油醇摩尔比、反应时间、催化剂浓度、温度;乙醇温度为80℃，油醇摩尔比为1∶30，催化剂浓度为5%，反应时间为6小时，级差顺序依次是：油醇摩尔比、温度、催化剂浓度、反应时间。
生物柴油制备原理与应用
生物柴油制备原理与应用随着人们对环保和可持续发展的重视，生物能源的利用日益受到关注。
生物柴油作为一种可再生能源，具有低污染、低排放等优点，被广泛用于运输、工业、农业等领域。
本文将从生物柴油的制备原理和应用两个方面进行介绍。
一、生物柴油的制备原理生物柴油是通过生物质原料经过化学反应制得的一种燃料，与传统柴油相比，其原料源头更加广泛。
生物柴油主要有以下几种制备方法：1.生物柴油的转化将生物原料中的油脂通过催化加氢反应转化为生物柴油。
这一方法常用的原料有油菜、大豆油、棕榈油、芥菜籽油等。
通过催化加氢反应，将油脂中的饱和脂肪酸转化为单不饱和脂肪酸，使得油脂具有良好的流动性和燃烧性能。
2.生物柴油的酯化将生物原料中的油脂通过酯化反应制得生物柴油。
酯化反应是一种酸催化反应，将生物原料中的甘油脂和醇分别在催化剂的作用下发生反应，生成生物柴油和甘油。
此种方法常用的原料有大豆油、棕榈油、花生油、油菜籽油等。
3.微生物发酵法通过微生物的作用将生物原料转化为生物柴油。
此种方法常用的原料有食品垃圾、橄榄渣、糖蜜等。
通过微生物的生物转化作用，将生物原料中多余的碳水化合物、蛋白质等成分转化为脂肪酸类物质，再通过脂肪酸的化学反应制得生物柴油。
二、生物柴油的应用生物柴油作为一种可再生能源，在工程和具体应用层面展现出了广泛性和巨大的潜力。
主要应用于以下三个领域：1.交通运输领域生物柴油作为新型的能源被广泛应用于交通运输领域。
相对于传统柴油燃料，生物柴油具有低污染、低排放的特点，大大减少了交通车辆对环境的影响。
据统计，全球各国在交通运输领域应用的生物柴油数量日益增加，全球生物柴油的产量不断增加，已经成为一种重要的替代燃料。
2.工业领域生物柴油也被广泛应用于工业领域，有机溶剂、合成材料和涂料生产等行业均已成功采用生物柴油代替传统柴油或其他化石燃料，极大地降低了工厂排放的二氧化碳和其他有害气体。
3.农业领域生物柴油在农业领域也有着广泛的应用，通过生产生物能源可以为农业提供更好的机械力量和耕作效率。
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生物柴油的合成过程
1、化学法生产，用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氢氧化钠或醇甲钠做为触媒，在酸性或者碱性催化剂和高温下发生酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油；
2、生物酶合成法，用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。
酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染排放的优点；
3、工程微藻法，美国国家可更新实验室通过现代生物技术建成“工程微藻”，即硅藻类的一种“工程小环藻”，其优越性在
于：微藻生产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业资源；比陆生植物单产油脂高出几十倍；生产的生物柴油不
含硫，燃烧时不排放有毒害气体，排入环境中也可被微生物降解，不污染环境；
4、废油脂生产生物柴油，原料油脂干燥，将原料油脂加热到120摄氏度，真空脱水干燥，控制原料含水在百分之0.5
以下。
生物柴油是一种较为洁净的合成。