變廢為寶 用地溝油制取生物柴油的四種方法

地溝油又出事了！這次不是餐桌上，而是飼料企業(yè)、制藥廠等新的行業(yè)領(lǐng)域。除了食藥品，還有哪些行業(yè)與地溝油“有染”？無人說得清。地溝油會嚴(yán)重引起環(huán)境污染并危及人們的身心健康。現(xiàn)代科技認(rèn)為，“地溝油”最好的解決辦法就是循環(huán)利用，變廢為寶。而有效資源化利用途徑之一是將其制備成綠色能源生物柴油。

來自昆明云南師范大學(xué)的王昌梅、張無敵等在漢斯《可持續(xù)發(fā)展》2013年1月的期刊上介紹了以地溝油為原料制備生物柴油的四種方法，分別是生物酶法、堿催化法、酸催化法及超臨界法。
　　生物酶法。該方法具有反應(yīng)條件溫和、醇用量小、無污染物排放等優(yōu)點(diǎn)。但酶價(jià)格昂貴、催化活性穩(wěn)定性差、反應(yīng)時(shí)間長，目前難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在規(guī)模化實(shí)際應(yīng)用中，生物酶法對甲醇及乙醇的轉(zhuǎn)化率普遍較低，一般僅為40%-60%。其產(chǎn)物甘油和水難于回收，不但對產(chǎn)物形成抑制，而且甘油也對固定化酶有毒性，使固定化酶使用壽命短。因此，生物酶法合成生物柴油的研究還需要進(jìn)一步的深化。
　　堿催化法。作為常規(guī)的化學(xué)方法，堿催化法是不可逆反應(yīng)，在低溫下可獲得較高產(chǎn)率，反應(yīng)速度快、醇用量少，目前在工業(yè)上已經(jīng)成功應(yīng)用，而在實(shí)際生物柴油的制備中受到很大限制。由于在反應(yīng)中，脂肪酸和堿反應(yīng)產(chǎn)生皂，在反應(yīng)體系中起乳化作用，使產(chǎn)物脂肪酸甲酯與甘油因乳化而無法分離，所含的水則引起酯水解，進(jìn)一步引起皂化反應(yīng)，最終減弱催化劑活性。所以堿催化法對原料中游離脂肪酸和水含量有嚴(yán)格限制。
　　酸催化法。酸催化法是可逆反應(yīng)，反應(yīng)溫度高，但脂肪酸和少量水的存在對其影響不大，尤其適用于以廢餐飲油為原料制備生物柴油。以酸作為催化劑，地溝油為原料制備生物柴油的研究已經(jīng)有大量的研究結(jié)論。以酸為催化劑，地溝油為原料制備生物柴油其實(shí)是采用了兩步法，首先進(jìn)行預(yù)酯化，再進(jìn)行酯交換翻譯，否則反應(yīng)不徹底，所得目標(biāo)產(chǎn)物生物柴油的轉(zhuǎn)化率就相對較低。
　　超臨界法。超臨界流體技術(shù)為制備生物柴油提供了一種新的可能，是一種簡單、高效、環(huán)境友好的制備工藝。目前超臨界法制備生物柴油還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，工業(yè)應(yīng)用較少，且主要為間歇操作。如何簡化工藝、改善反應(yīng)條件、實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本是超臨界法制備生物柴油尚需進(jìn)一步研究的問題。該法具有較好的應(yīng)用發(fā)展前景。