废食用油制备生物柴油研究进展

C废油脂制备生物柴油的技术现状及前景展望王红娜马晓建（郑州大学化工与能源学院）【摘要】本文简要介绍了废油脂的现状，综述了国内外利用废油脂制备生物柴油的主要技术方法及其进展情况，并展望了废油脂生产生物柴油的发展前景。

【关键词】废油脂；生物柴油；酯交换中图分类号：TQ645文献标识码：A文章编号：1673-7199(2010)02-0029-04随着石油资源的日益减少和人们环保意识的提高，世界各国加快了柴油替代燃料的开发步伐。

生物柴油作为可再生、环保的生物质燃料，已成为近年来研究的重点。

生物柴油具有以下特点：十六烷值大于49（石油柴油的十六烷值为45），抗爆性好，燃烧充分；闪点高，有利于安全运输和存储；不含硫，不会导致酸雨；燃烧产生的CO2的量远小于其生长吸收的CO2的量，可缓解温室效应；可降解、可再生，是典型的绿色能源，是替代石化柴油的理想燃料之一。

目前生物柴油的主要问题是成本过高，据统计，生物柴油制备成本的80％是原料成本，因此采用廉价原料是生物柴油实用化的关键。

为此，利用游离脂肪酸含量较高的废油脂制备生物柴油成为近年的研究热点。

1废油脂的现状废油脂是指人们在食用天然植物油和动物脂肪及油脂深加工过程中产生的一系列失去食用价值的油脂废弃物，它主要包括食品煎炸废油、餐饮废油、地沟油、油脂加工厂油脚等。

除去油脂加工过程中产生的废弃油脚，据专家估算，仅食品废油，其总量约占食用油消费总量的20％～30％，以我国年均消费食用油量为2100万t计，则每年产生废油400万～600万t。

能够收集起来作为资源的废弃油脂的量在400万t左右；而我国每年在油脂深加工过程中还要产生大量油脚料、皂脚料等，占植物油的5％～10％，按我国年产油料1600万t计算，保守估计也有80万t／年，废油脂总量相当可观。

而这些废弃油脂经常得不到适当的处理而污染环境，甚至被不法商贩进行简单的加工后重新流入餐桌，直接威胁到人们的食品安全。

以废弃油脂为原料生产生物柴油，可使废油脂变成一种有用的工业资源，打开了废油脂回收再利用的“瓶颈”，从而切断其重新流入食用领域的途径，有效保障人们身体健康，同时，也将使城市环境大为改善。

实验27 废弃食用油制备生物柴油一、实验目的1．了解酯化-酯交换—水蒸汽蒸馏法制备生物柴油的制备方法。

2．熟悉酯化、常压蒸馏、分液等有机反应的基本操作。

3．了解用KOH/乙醇溶液滴定游离脂肪酸含量和液相色谱测定脂肪酸甲脂含量的分析方法。

二、实验原理废弃食用油的主要成份为甘油三酯，利用废弃食用油制备生物柴油主要是应用酯化和酯交换反应。

其基本反应原理是：废弃食用油的酸和甲醇在酸催化剂下发生酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯，酯化反应后在室温下加入KOH到甲醇溶液。

将废弃食用油的大部分甘油三酯和甲醇在碱催化剂下发生醇解酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯，基本反应式如下：12OH2 OH2+R1COOCH3R2COOCH3R3COOCH3(A ) (B) (S) (P)上式中：A—甘油三酯；B—甲醇；S—甘油；P—脂肪酸甲酯酸值测定原理：游离脂肪酸系弱酸，其离解平衡常数为1.0×10－5，用 0.1 mol·L－1 氢氧化钾中和时，其滴定pH突跃在8～9.7。

因此，以溶剂溶解油脂后，可以用酚酞为指示剂，用碱的水溶液或酒精溶液滴定油脂中的游离脂肪酸。

三、主要仪器与试剂1．仪器分析天平，电热恒温干燥箱，水浴锅，三口烧瓶，分液漏斗，冷凝管，烧杯，搅拌器。

2．试剂废弃食用油，无水甲醇（分析纯），浓硫酸（分析纯），氢氧化钾（分析纯），十一酸甲酯（分析纯）。

四、实验步骤安全预防：甲醇具有麻醉作用，且毒性很强，易挥发，量取及反应过程注意密封，以防泄漏，误入人口。

1．酯化反应在酯化装置中加入废弃食用油20 mL，热浴升温至60 ℃左右，将甲醇和催化剂硫酸50 mL（取2.5 g浓硫酸先溶解于50 mL甲醇中）通入酯化装置，摇匀。

甲醇与原料在90℃下进行激烈反应，反应时间为120 min。

反应产生的水及未反应的甲醇蒸汽经冷凝器冷凝收集。

在反应过程中定时取样检测酸值。

2．酯交换反应酯化反应完成后，冷却至室温，加入20 mL甲醇，充分混匀，然后边搅拌边加入KOH到甲醇溶液，调至中性后，加入0.5 g KOH。

餐饮废油制取生物柴油的研究近年来，全球范围内环境污染愈演愈烈，尤其是产能丰富的石油资源的持续消耗，使得石油依赖性严重。

为此，人们提出了许多替代性能源的解决方案，其中有一种受到广泛关注的是利用农村废弃食用油和植物油，通过发酵技术制取生物柴油，即发酵酯液化（FAME）技术。

发酵酯液化技术是一种能够将植物油和动物油中的酸脂转化为柴油的技术，它可以有效降低使用植物油和动物油生产柴油所需要的成本。

研究发现，当植物油和动物油中的甘油类化合物被发酵酯液化技术处理后，就可以转化为含有植物油和动物油的生物柴油。

餐饮废油是一种主要来源于餐饮行业的废弃食用油。

它一般指向为调味和烹饪而使用过后，被丢弃的食用油。

餐饮废油是一种重要的农村废弃食用油，它既能满足农民使用也可以作为预处理工艺的原料，用于生物柴油的生产。

餐饮废油的应用是一个非常复杂的过程，主要分为预处理步骤、发酵步骤、沉淀步骤和后处理步骤。

预处理步骤是分解废弃食用油的过程，有助于提高后续发酵的效率。

发酵步骤则是将分解的脂肪酸转化成柴油的过程，这一步骤是油脂类发酵生物柴油生产过程中最关键的步骤。

沉淀步骤包括油质和油水分离，以及液体和固体成分之间的分离。

最后，在后处理步骤中，将柴油进行精馏提纯，以保证最终产品的质量。

通过以上步骤，就可以成功地将餐饮废油制取成生物柴油，然而，这些工艺步骤受到环境因素的影响会很大，因此如何有效地管理这些环境因素就成为一个重要课题。

首先，可以使用适当的温度和湿度控制，以保持理想的发酵条件，以达到最佳的生物柴油产量。

其次，对发酵废水的排放进行监管和管理，确保其中油脂含量不超标。

最后，可以采取改善技术，如蒸发和冷凝，以降低废水污染，最大限度地减少对环境的影响。

以上，就是有关餐饮废油制取生物柴油的相关研究，总的来说，通过发酵酯液化技术，可以有效地将农村废弃食用油制取成生物柴油，这是一种可替代传统石油的清洁能源，能够为人们提供更多更安全的能源。

地沟油转化生物柴油项目可行性研究报告一、项目背景地沟油是一种由废弃食用油经过回收、再加工而成的油类产品。

由于其品质及卫生安全问题，地沟油一直被认为是一种不合格、危险的油品。

然而，地沟油充分利用的技术不断提高，使得地沟油的回收再利用成为可能。

柴油是一种广泛使用的燃料，应用于汽车、发电机组等领域。

然而，传统的柴油主要以石油为原料，存在资源有限、环境污染等问题。

因此，转化地沟油为生物柴油的项目具有重要意义，既能解决地沟油的处理问题，又能提高能源利用效率，减少对传统能源的依赖。

二、项目内容本项目旨在借助生物技术，将废弃地沟油转化为生物柴油，实现高效能源利用和资源的循环利用。

具体工作内容包括以下几个方面：1.地沟油回收与加工：搭建地沟油回收体系，收集市场上的废弃地沟油，并对其进行预处理，去除杂质和污染物。

2.生物柴油生产工艺研究：采用生物技术，将回收的地沟油进行酯化反应，生成生物柴油。

优化反应条件，提高生物柴油的产率和品质。

3.生物柴油品质检测：对生产的生物柴油进行品质检测，确保其符合相关国家标准和安全要求。

4.生物柴油的应用研究：对生产的生物柴油进行应用研究，探索其在汽车、发电机组等领域的可行性和性能。

三、可行性分析1.市场需求：随着环保意识的增强，对清洁能源的需求不断增加。

生物柴油作为一种环保、可再生能源，具有广阔的市场前景。

2.技术可行性：土地资源丰富，且生物柴油生产的技术已经成熟。

本项目可以利用现有的生物技术和设备进行生产。

3.成本效益：地沟油作为废弃物，回收和加工成本相对较低。

生产的生物柴油可以替代传统柴油，从长远角度看，可以降低能源成本。

4.法律政策支持：政府对清洁能源的支持力度逐渐增大，出台了一系列政策措施来推动生物柴油产业的发展，这为本项目提供了政策支持和市场保障。

四、预期效果1.资源利用效率提高：通过将地沟油转化为生物柴油，实现了废弃物的利用和资源的循环利用，进一步提高了能源利用效率。

2.环境保护效果明显：生物柴油相较于传统柴油，具有较低的排放量和较小的环境污染风险，有助于改善城市空气质量。

废弃油脂生产生物柴油研究进展摘要：本文主要介绍废弃油脂的预处理及用废弃油脂制备生物柴油的方法。

废弃油脂的预处理主要是除去其中的固体杂质、水、降低酸值、降低黏度、脱除颜色等。

废弃油脂制备生物柴油的方法主要有碱催化、酸催化、酶催化、超临界法，本文分别介绍了四种方法的优缺点。

关键词：废弃油脂；生物柴油；预处理；生产方法[Abstract]This paper mainly introduces the pretreatment of the waste oil and manufacturing method of biodiesel from waste oil. The pretreatment of the waste oil include the removal of solid impurity& water, reducing the acid value, lower viscosity and color removal, etc. Method of manufacturing biodiesel mainly include alkali catalysis, acid catalysis, enzyme catalysis and supercritical method, this paper introduces the advantages and disadvantages of four kinds of methods, respectively.[Key words] waste oil; biodiesel; pretreatment; manufacturing method邮箱：58640297@。

1前言生物柴油是以可再生的动植物油脂为原料与低碳醇反应生成的长链脂肪酸的单烷基酯。

近几年来，生物柴油因其特有的优势受到人们的广泛关注。

然而生物柴油的生产成本却非常高，从而使其难以大规模商业化生产。

废油脂催化转化制取生物柴油的研究最近，全球可再生能源发展的势头越来越显著，成为一个关注的热点。

在这样的背景下，废油脂催化转化制取生物柴油的研究也受到越来越多的关注。

生物柴油可以大大提高当前传统燃料的性能，减少依赖化石燃料，从而降低温室气体排放。

从环境保护的角度出发，研究开发生物柴油燃料已成为当前可再生能源发展过程中非常重要的内容。

废油脂催化转化制取生物柴油是利用废油脂资源制取生物柴油的有效方法，也是未来可再生能源发展的重要内容。

废油脂催化转化制取生物柴油的研究主要包括：一是研究废油脂的资源，分析废油脂的各种物理、化学性质及其用途；二是催化转化技术研究，分析各种不同催化剂的性质及其将废油脂转化为生物柴油的条件；三是反应过程模拟研究，建立反应过程的模型，绘制反应过程流程图，进行模拟分析；四是反应理论研究，对废油脂催化转化过程进行细致的研究，分析反应温度、催化剂组成、反应条件等的影响；五是反应机理研究，通过实验分析反应机理，明确反应过程中反应物、中间体及最终产物之间的关系；六是催化剂筛选研究，研究常用催化剂及其负载材料在废油脂催化转化过程中的性能；七是反应工艺优化研究，设计最优反应参数、最适用的反应温度，提高反应效率及可靠性。

废油脂催化转化制取生物柴油的研究，借助现代分析技术，如红外分析、质谱分析、核磁共振等，可实现高效的制备及分析。

此外，可以采用生物质催化剂进行有效的催化。

废油脂催化转化制取生物柴油的研究有着重要的理论意义及实际应用价值。

可以有效地利用废油脂，将其有效地转化成生物柴油，以满足当前可再生能源发展的环境需求。

研究还可以为未来更高效、更可靠的制备工艺提供依据，在可再生能源发展过程中具有重要意义。

因此，废油脂催化转化制取生物柴油的研究有着极其重要的意义。

废油脂资源的有效利用，有效的催化转化工艺，以及最大程度的减少温室气体排放，将为推进可再生能源发展带来新的机遇。

因此，对于国家、地方政府及各有关部门，应把废油脂催化转化制取生物柴油的研究作为重要的研究课题。

编号本科生毕业论文餐厨垃圾生产生物柴油的研究进展Research Progress of Biodiesel Production of Kitchen Garbage学生姓名马进岗专业生物技术学号090822220指导教师张强学院生命科学技术学院二〇一三年六月毕业设计（论文）原创承诺书1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《餐厨垃圾生产生物柴油的研究进展》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。

2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。

3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。

4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。

以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：年月日摘要随着环境意识的增强和能源危机的影响，人们开始寻找一种能够替代石油燃料并对环境破坏小的新能源。

最近几年石油价格的升高和石油的缺乏，使人们开始思考利用植物油去替代柴油。

同时，餐饮废油不仅污染环境，而且还危害人们的健康，因此餐饮废油的有效利用成为一个值得研究的问题。

以餐厨垃圾为原料进行能源生产，既可以获得清洁能源，又能减少污染物排放，可降低生物柴油的生产成本，是目前研究的热点。

本文综述了餐厨垃圾目前处理现状以及能源化的研究进展，主要介绍了利用餐厨垃圾生产生物柴油的研究进展情况。

关键词：餐厨垃圾生物柴油脂肪酸酯交换AbstractIncreasing environmental awareness and depletion of energy resources are the driving force for the industry to develop renewable fuels which are environmentally friendly. In the past several years, the increases in petroleum prices and uncertainties of petroleum availability lead to renewed interest in vegetable oil fuels for diesel engines.Today, waste cooking oils are not only polluting the environment, but also doing harm to the health of people. To utilize waste oils environmentally friendly is becoming more and more important for researchers.The kitchen waste as a raw material for the production of energy, can not only obtain clean energy, but also reduce the emission of pollutants and the cost of biodiesel profuction, the focus of current research. This paper reviewed the current status of treatment of kitchen waste and energy development. Mainly introduced the research progress of producing biodiesel with kitchen waste.Key words：kitchen waste;biodiesel;fatty acid;transesterificationII目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1研究的目的及意义 (1)1.2餐厨垃圾生产生物柴油国内外研究现状 (2)1.2.1国内研究现状 (2)1.2.2国外研究现状 (3)1.3研究内容 (3)第2章餐厨垃圾 (5)2.1餐厨垃圾危害 (5)2.2餐厨垃圾处理现状 (6)2.2.1焚烧 (6)2.2.2填埋 (6)2.2.3堆肥 (6)2.3餐厨垃圾的利用状况 (7)2.3.1餐厨垃圾生产甲烷 (7)2.3.2餐厨垃圾生产氢气 (7)2.3.3餐厨垃圾生产燃料酒精 (7)2.3.4生产有机肥料、肥皂、化妆品等 (8)2.4餐厨垃圾的回收治理与管理 (8)第3章生物柴油 (9)3.1国内外生物柴油的发展状况 (9)3.1.1国内发展状况 (9)3.1.2国外发展状况 (10)3.2生物柴油的生产方法 (11)3.2.1掺和法 (11)3.2.2微乳法 (11)3.2.3热裂解 (11)3.2.4转酯法 (12)3.3生物柴油的环境效益与社会经济效益 (14)3.3.1生物柴油降低CO2排放 (14)3.3.2生物柴油降低空气污染物的排放 (14)3.3.3生物柴油减少对水体和土壤的污染 (15)3.3.4缓解能源压力，增强国家石油安全 (15)3.3.5转化餐饮废油，保障人民身体健康 (15)第4章餐厨垃圾生产生物柴油 (16)4.1餐厨垃圾加工生物柴油发展优势 (16)4.1.1生产技术成熟 (16)4.1.2管理技术成熟 (16)4.1.3生产原料潜力巨大 (16)4.2餐厨垃圾加工生物柴油原理 (17)4.3餐厨垃圾加工生物柴油生产工艺 (17)4.3.1碱催化酯交换反应 (17)4.3.2酸催化酯交换法 (18)4.3.3脂肪酶催化酯交换反应 (19)4.3.4超临界甲醇流体法 (19)4.3.5加氢工艺法 (19)4.4餐厨垃圾生产生物柴油面临的问题及对策 (20)4.4.1面临的问题 (20)4.4.2对策 (20)第5章结论和展望 (21)参考文献 (23)致谢 (26)第1章绪论1.1研究的目的及意义餐厨垃圾是指家庭、学校、食堂以及餐饮行业的食物废料和残余，是城市生活垃圾的重要组成部分。

一 前言 随着全球人口的增加和人民生活水平的不断提高，对能源的需求日趋强劲．但是传统的石油、天然气资源日渐匮乏，石油短缺已影响到国家的能源安全战略．另一方面，随着环保意识的增强，人们逐渐认识到石油作为燃料所造成的空气污染的严重性，特别是光化学烟雾、CO2产生的温室效应等严重破坏了生态平衡．所以寻求清洁替代能源将成为未来世界经济发展的关键．生物柴油以其无毒、可生物降解、尾气中几乎不含SOx等优点成为当今最重要的清洁燃料之一．生物柴油中最主要的成分是脂肪酸甲酯(FAME)。

目前，以动、植物油脂为原料制造生物柴油的成本偏高，将餐饮废油脂回收利用，制造生物柴油是一个很好的方案。

在日本已建立了利用废油脂制备生物柴油的工厂，欧盟各国及中国香港也竞相研究和开发利用餐饮废油脂制备生物柴油。

据不完全统计，我国餐饮业每年产生废油脂达200万吨以上，餐饮废油中含有大量对人体有害的物质，已不能再食用。

目前，在我国部分餐饮废油脂被回收加工成脂肪酸等工业原料，而大部分被不法分子再利用重新流人市场，严重危害消费者的人身健康，或餐饮业主直接将其排人下水道，不仅造成资源的浪费，而且严重污染环境。

对餐饮废油进行预处理后用于制备高附加值的生物柴油，为餐饮废油的再利用开辟一条新的途径，有利于防止餐饮废油对生态环境造成的不利影响，可降低生物柴油的生产成本，为生物柴油的工业化提供有效的依据。

二 国内外研究现状 目前，欧洲和北美主要以植物油为原料制备生物柴油，而日本则通过回收废餐饮油来制备生物柴油。

对于餐饮废油制取生物柴油的研究董红 高剑峰 谷国利 邓晓艳石河子大学生命科学学院摘　要：传统的石油、天然气资源日渐匮乏，石油短缺已影响到国家的能源安全战略．另一方面，随着环保意识的增强，人们逐渐认识到石油作为燃料所造成的空气污染的严重性，餐饮废油以其良好的环境特性和可生物降解性逐渐引起人们的注意，因此餐饮废油的有效利用成为一个值得研究的问题。

关键字：能源;生物柴油;餐饮废油;脂肪酸甲酯新能源产业3233利用废餐饮油制备生物柴油的研究，处于世界领先地位的是日本的染谷商店集团有限公司和LONFORD有限公司，拥有专利“以废食用油为原料生产柴油、甘油和锅炉用燃料的精制方法”，“用废食用油生产柴油燃料的制造装置”，和“用废食用油制造柴油燃料的制造方法”等。

废油脂催化转化制取生物柴油的研究近年来，随着我国经济的迅速发展，能源急需以及环境污染问题日渐凸显，研究替代性能源以及绿色能源变得十分重要。

其中，废油脂催化转化制取生物柴油的研究更是受到国内外科学家的广泛关注。

废油脂催化转化制取生物柴油的研究的目的是利用废油脂，在催化剂的作用下进行转化，最终获得可用于柴油机燃烧的生物柴油。

与传统柴油相比，生物柴油具有更高的发动机增压比，生物柴油燃烧后，其尾气排放的污染物含量可比传统柴油降低90%以上，不仅可以有效的降低环境污染，还可以降低能源消耗，提高发动机的燃烧效率。

目前，世界各国都在研究废油脂催化转化制取生物柴油的技术，目前有多种催化剂用于进行转化，如金属氧化物催化剂、有机酸催化剂、有机酸催化剂、表面活性剂和离子液体等。

催化剂是影响废油脂转化效率的关键因素，因此学术界针对催化剂的类型、用量等进行了大量的研究。

此外，国内外学者还开展了以废油脂催化转化制取生物柴油的反应机理研究、催化剂组分研究、催化剂结构研究、优化工艺研究等。

废油脂催化转化制取生物柴油技术由于具有低污染、可再生能源以及能源多样性等优势，迅速得到了世界各国的重视，其在发展我国柴油行业以及研究新型柴油催化剂方面具有重要意义。

国内学者通过研究表明，废油脂催化转化制取生物柴油的技术已经达到了实用化的阶段，其发动机动力性能与传统柴油相当，且具有更低的污染物排放。

国内外学者同时开展了关于废油脂催化转化制取生物柴油的多种不同的研究，如催化剂的选择，反应条件的优化，生物柴油的性能等，为进一步提高生物柴油转化效率以及产品质量奠定了基础。

废油脂催化转化制取生物柴油技术仍处于发展阶段，仍需要进一步完善和改进，当前仍存在一些瓶颈，如转化效率较低，产品质量不高等问题。

未来，学者可以采取多种方法优化废油脂催化转化制取生物柴油的整个工艺流程，以进一步提高转化效率以及产品质量。

综上所述，废油脂催化转化制取生物柴油的研究对于绿色能源利用、发展能源行业以及改善环境污染等拥有重要意义，其发展具有重要意义。