固定化脂肪酶催化餐饮废油合成生物柴油研究

固定化脂肪酶催化餐饮废油合成生物柴油研究

一、研究目的

人类正面临着巨大的能源与环境压力。一方面,矿物能源的应用推动了社会的发展,其资源却在日益耗尽,另一方面,矿物能源的无节制使用,引起日益严重的环境问题,如导致全球气温变暖、损害臭氧层、破坏生态圈碳平衡、释放有害物质、引起酸雨和荒漠化等自然灾害。为了维持经济的可持续发展,许多国家正积极开发可再生植物资源,因地制宜,利用植物油替代燃料油,走多能互补,综合利用的道路。促进能源消费结构从单一化向多元化转变,成为目前国际上开发新能源的大趋势,而生物柴油的应用和推广正是现阶段解决能源替代问题的最佳手段。

生物柴油是利用动植物油脂等可再生资源提取制造出来的可替代石化柴油清洁安全的新型燃料。具有可再生、易生物降解、无毒、含硫量低和废气中有害物质排放量小等优点,属环境友好型燃料。以动植物油原料与低碳醇(甲醇、乙醇、丁醇)酯交换反应,产物即为生物柴油(脂肪酸甲酯),副产物为甘油。在所有替代燃油中,生物柴油的热值最高,介于1#柴油和2#柴油之间,其燃点是柴油的两倍,使用、处理、运输和储藏都极其安全,且和石化柴油混合使用,不需更换发动机,可降低油耗,提高动力性能,降低尾气污染。

酶法催化生产生物柴油是一种新型方法，它具有反应条件温和、产物易分离同收、醇用量小、无污染排放、对原料要求低等优点。本研究以混合固定化脂肪酶为催化剂，餐饮废油为原料合成生物柴油，研究了各因素对生物柴油转化率的影响及脂肪酶的稳定性，为酶法催化餐饮废油合成生物柴油的实际生产提供基础数据。大力发展固定化脂肪酶催化餐饮废油合成生物柴油研究，可对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染，具有重要的战略意义。

二、研究现状

目前生产生物柴油的方法主要是化学法、生物酶法、“工程微藻”和超临界流体工艺法．其中化学法主要利用酸或碱为催化剂，催化甘油三酯转化成相应的甲酯．目前化学法制备生物柴油的工艺已经很成熟，是工业化生产生物柴油的主要方法．但化学法也存在工艺复杂、能耗高、醇必须过量、反应液色泽深、杂质多、产物难提纯、有废碱液排放等方法自身的问题缺点 J．固定化酶法是生物酶法的一种，是利用固体材料将脂肪酶束缚或限制于一定区域内，使其仍能进行其特有的催化反应，并可回收及重复使用的一类技术．这是20世纪50年代发展起来的新技术，因为其具有条件温和、醇用量小、无污染排放等优点，因而成为近年来研究生物柴油的热点．丹麦酶生产商诺维信公司利用吸附法将Candida antarctica B固定于大孑L丙烯酸树脂上，制备出的固定化酶Novozym 435具备很高的酯交换活性，在生物柴油研究领域已被广泛使用。

1、固定化酶法制备生物柴油研究进展

1．1 不同的脂肪酶催化特性不同

脂肪酶(酰基甘油水解酶，E．C．3．1．1．3)是一种广泛分布于动物、植物和微生物中的酶，能够进行可逆的甘油酯键水解或合成。在一定的条件下，脂肪酶可以主要催化合成反应，即可以用来合成生物柴油。无论在小规模的实验还是工业规模的酯合成中，作为催化剂，脂肪酶已经得到成功应用。目前至少有35种可以利用的商业脂肪酶制剂，但仅有少数几种能在工业中使用，主要是酵母脂肪酶、根霉脂肪酶、猪胰脂肪酶等。由于来源不同，这些酶的催化特性也存在较大差异，具体情况见表1。因而进行催化反应时条件也不尽相同。

有些酶在含水的体系中具有较高的活性。Kaieda M．等发现Rhizopus Oryzae须在含水率为4％～30％条件下才能较好地催化大豆油甲酯化．分步添加甲醇到反应液中进行反应，转化率可达80％～90％。还有一部分酶在无水或微水的环境中即可高效地催化底物合成生物柴油．MohamedM．等报道，Rhizomucor miehei、Thermo—myces lanuginosa和Pseudomonas．uoyescens脂肪酶在含水量极低的正己烷、异辛烷和柴油等有机溶剂中表现出较高的催化活性。其中，P． uorescens脂肪酶还能在不添加任何溶剂、醇油比为4．5：1的条件下高效地进行转酯反应，转化率达90％。这归功于P． uorescen 脂肪酶具有很好的对甲醇的耐受性．因此，选择一种适合的脂肪酶相当重要，这样才能最大限度地发挥脂肪酶在某种体系中的催化活性，从而提高生物酶法的生产效率。

1．2 分步添加甲醇可提高固定化酶法的生产效率

多数研究者认为采用分批加人甲醇的方式可有效提高脂肪酶的稳定性和在非水介质中的促转酯反应活性．丹麦诺维信公司Shimada等利用固定化假丝酵母脂肪酶Novozym 435，采用分三次滴加等摩尔的甲醇，在30~C下反应48h转化率达97．3％．Watanabe等也发现，在固定化Candida antarctica Novozmy 435的催化下，脱胶大豆油在分三次甲醇的情况下进行。

转酯化反应，转化率可达93．8％，并且脂肪酶可重复使用25个周期(即50d)而几乎无活性损失．北京化工大学采用3次流加甲醇的条件下，利用15％的具有自主知识产权的Candida sp．99—125固定化酶反应30h，转化率达到96％，并且固定化酶的使用半衰期可以达到200h以上．课题组还开发了反应和分离耦合工艺生产生物柴油新工艺，及时分离出生成的甘油，实现生物柴油的连续酶法转化．目前已建立国内外最大的200t／a生物柴油中试生产装置。

1．3 适当的反应体系

对游离酶而言，有的脂肪酶在有机相中活性较好，而有的在水相催化活性较好．而对固定化酶而言，普遍认为有机溶剂的存在可以使底物更好地溶解，增大酶与底物的接触面积。

Nelson等在利用固定化R．miehei脂肪酶催化油脂与甲醇的转酯反应时发现在无溶剂体系中，生物柴油得率只能达到19．4％，而在正己烷体系中得率可达94％以上．徐圆圆等探讨了利用脂肪酶Lipozyme TLIM催化大豆油脂生产生物柴油，以正己烷作为有机溶剂，在脂肪酶用量30％、醇油摩尔比4：l、反应温度40~C的情况下，反应5h后产物脂肪酸甲酯得率可达92％．而李俐林等在以叔丁醇为反应介质的体系中使用Lipozyme TLIM和Novozym 435催化菜籽油制备生物柴油，生物柴浊得率可达95％，并且可重复使用200批次(每批次12h)，从而使固定化脂肪酶的成本显著降低。

1．4 微生物固定化技术

微生物固定化或称全细胞固定化，是指将微生物直接固定化，利用微生物菌体作固定化催化剂。与其他固定化技术相比，微生物固定化不仅省去了分离纯化的过程，而且又避免在提取纯化过程中酶的损失。

Hama等将Rhizopus oryzae细胞固定在6mm×6mm×3mm立方体的聚氨酯泡沫体BSPs中，在一个20L的填充床生物反应器中进行间歇培养．流速为25L／h时在第一个生产周期甲酯含量超过90％，第10个周期后可以达到80％．

Kazuhiro等?将根霉菌Rhizopus oryzae固定在聚氨酯泡沫体颗粒上，采用分3次加入甲醇的方式．当反应体系中含有质量分数为15％的水时，甲酯得率可以高达90％．经过6次回用，胞内脂肪酶的活性并没有明显的下降。同时还发现利用不同的脂肪酸作为碳源，全细胞催化剂的催化活性和稳定性也不同，不饱和脂肪酸有利于提高细胞膜的通透性，使酶催化活性提高，而饱和脂肪酸有利于提高细胞的刚性，使酶稳定性提高．

Matsumoto等构建了能大量表达米根霉脂肪酶(Rhizopus oryzae lipase)的酵母菌株M1’821，其胞内脂肪酶的活性达到474．5 IU／L．用预先经冻融或风干方法增强了渗透性的酵母细胞来催化大豆油合成脂肪酸甲酯，在37~(2时以逐步添加甲醇的方式反应165h，最后反应液中脂肪酸甲酯质量分数达到71％．这是第一个在酵母细胞中积聚由米根霉野生菌株分泌的活性脂肪酶实例，也是第一个作为全细胞生物催化剂应用于工业的重要反应。

2、固定化酶法存在的问题

虽然固定化酶法制备生物柴油具有条件温和、醇用量小、产品易于收集、无污染排放等优点，是一种很有潜力的绿色生产方法．但目前实际生产中仍罕见使用，主要是由于固定化酶法生产中酶的成本过高、甲醇和甘油对酶的毒害作用这两大问题还未能得到根本性地解决．因此，开发价廉高效的酶催化剂以及优化生物柴油的生产工艺对生物柴油的酶法生产尤为迫切。

三、研究方案

以餐饮废油为原料，固定化脂肪酶Novozym 435作为催化剂，在无溶剂系统中催化合成生物柴油，最终脂肪酸甲酯转化率达88．6％；用同定化脂肪酶Novozym 435催化高酸废油脂与乙酸乙酯酯交换生产生物柴油，反应24h后甲酯转化率为77．5％；采用固定化脂肪Novozyn435，催化菜籽油和甲醇的酯交换反应，并研究了甲醇的分i步加入f总的醇油比为3：1)对产率的影响．实现了99％以上的收率。本研究以混合固定化脂肪酶为催化剂，餐饮废油为原料合成生物柴油，研究了各因素对生物柴油转化率的影响及脂肪酶的稳定性，为酶法催化餐饮废油合成生物柴油的实际生产提供基础数据。

1、材料

固定化脂肪酶Novozym 435(固定化于大孔丙烯酸树脂)、固定化脂肪酶TLIM([~定于颗粒硅胶)购自丹麦诺维信中国有限公司。棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯为色谱纯，购自Sigma中国公司；餐饮废油取自长沙理工大学餐饮部；其他试剂均为市售。2、方法

在50mL具塞三角瓶中加入10g废油脂和一定量的甲醇，置于恒温水浴摇床中加热至一定温度后，加入一定量的脂肪酶开始反应，定时取样lmL，以10000r·rain 离心15min，取上层酯相，溶于正己烷用气相色谱分析产物中的脂肪酸甲酯含量，每次试验重复3次，最大误差小于1％，取平均值。

2．1 脂肪酶用量对转酯化反应的影响试验取10g废油．脂肪酶Novo435的添加量分别为废油质量的2％、4％、6％、8％、10％、12％，反应体系醇油摩尔比1：1，摇床速度为150r·vain～，反应温度40℃，定时分析反应体系中甲酯含量；保持固定化脂肪酶总质量0．8g 的前提下，分别在固定化脂肪酶Novo 435中混入0．1，0．2，0．3，0．4，0．5g同定化脂肪酶TLIM，反应l2h，分析反应体系中甲酯含量

2．2醇油摩尔比对转酯化反应的影响试验分别选取醇油摩尔比0．5：1，1：1，1．5：1，2：1；2．5：1，3：1，混合同定化脂肪酶用量为8％，反应温度40℃，反应时间8h，摇床速度为150r·rain～，分析不同醇油摩尔比例的甲酯转化率。

2．3反应时间与温度对转酯化反应的影响试验取10g废油，加入废油质量8％的混合固定化脂肪酶，醇油摩尔比为1：1，反应温度40℃，摇床速度为150r·rain ，分析反应进行到3，4，6，8，10，12，14，16h时甲酯的转换率；其他条件相同，反应温度分别为25，30，35，40，45，50，55，60cc，分析不同反应温度下甲酯的转换率。

2．4摇床速度对转酯化反应的影响试验取10g废油，添加废油质量8％的混合固定化脂肪酶，反应体系醇油摩尔比1：1，反应温度45 ，摇床速度分别为50，100，150，200，250，300r·min一，反应8h后，分析不同摇床速度体系中甲酯含量。

2．5 甲醇添加方式对转酯化反应的影响试验首先按醇油摩尔比为1添加甲醇并反应，步添加法是分别在反应8h和16h加入与废油等孽尔量的甲醇：两步添加法是在反应8h加入2倍废

油摩尔质量的甲醇，分析不同反应时间时甲酯的转换率。

2．6 脂肪酶稳定性试验取10g废油，添加废油质量8％的脂肪酶，反应体系初始醇油摩尔比1：1，甲醇采用两步添加法，反应温度45℃，摇床速度200r·rain～，反应时间18h，收集第一次反应后的脂肪酶，用丙酮洗涤后加入新的相同反应体系中，使反应继续，分析每次反应体系中甲酯含量。

四、研究创新

固定化酶法是生物酶法的一种，是利用固体材料将脂肪酶束缚或限制于一定区域内，使其仍能进行其特有的催化反应，并可回收及重复使用的一类技术．这是20世纪50年代发展起来的新技术，因为其具有条件温和、醇用量小、无污染排放等优点，因而成为近年来研究生物柴油的热点。

研究结果表明，利用混合固定化脂肪酶Novozym435和TLIM能够有效催化餐饮废油制备生物柴油．初始反应的醇油摩尔比l：l，两步法添加甲醇，脂肪酶用量8％，Novozym435和TLIM 混合比例3：1，反应温度45~C，反应19h，摇床速度200r·min～，最大甲酯转化率85．7％。脂肪酶在连续反应14个批次266h后，催化能力仍保持稳定。

而利用固定化脂肪酶催化餐饮废油合成生物柴油，在节省原料的同时，也促使环保的进行，做到节能减排、是绿色能源的新技术。

五、预期目标

今后研究的重点应该针对上述问题分别采取对策．首先，可以通过基因工程技术筛选或改造脂肪酶，使其具有更强的耐受性．其次，继续深入研究脂肪酶的固定化技术，寻找更廉价易得并可以很好维持脂肪酶催化活性的载体，或者部分脂肪酶采用直接微生物固定化．再次，根据酶法对原料油并无特别品质要求的特点，可以加强对利用餐饮、工业废弃油的利用，也可以寻找新的非食用的油料作物，比如麻风树．

虽然目前固定化酶法制备生物柴油技术还不够成熟，很难进行实际生产，但我们也可喜的看到有越来越多的人开始关注，而且很多方案在研究中也逐步完善起来．相信在解决上面提及的固定化酶法发展的瓶颈问题和生物柴油原料油来源问题基础上，固定化酶法制备生物柴油技术会具有非常好的应用前景．

柠檬酸催化合成阿司匹林

柠檬酸催化合成阿司匹林 王伟芳(1002） 摘要：以水杨酸和乙酸酐为原料，柠檬酸为催化剂合成阿司匹林，探讨了酸酐物质的量比、催化剂用量和反应时间、反应温度对产品收率的影响。研究结果表明，当酸酐物质的量比为1:3，柠檬酸用量为1.0克，反应时间为40分钟，反应温度为700摄氏度，纯化后阿司匹林收率达91.0%。 关键词：阿司匹林、催化剂、柠檬酸 I 引言： 阿司匹林是水杨酸类解热、镇痛药的代表，用于临床已有100年历史、现仍广泛用于治疗伤风、感冒、头痛、神经痛、关节痛、急性和慢性风湿痛及类风湿痛等。近年来发现阿司匹林为不可逆的花生四烯酸环氧醚抑制剂，还能抑制血小板中血栓素A2合成，具有强效的抗血小板凝聚作用，已在临床用于心血管系统疾病的防范和治疗。最近研究还表明，阿司匹林和其它非甾体抗炎药对结肠癌和老年痴呆症也有预防作用【1】。阿司匹林被分解后，会变为水杨酸盐，其能阻止自由基的形成，从而预防氨基糖类抗生素所致耳聋的发生。阿司匹林的稀溶液用于浇灌果树，有减少落花、落果、增加结果率等功效【2】。

阿司匹林通常用乙酸酐作酰化剂将水杨酸酰化而得，反应式如下： OH O OH +CH 33 O O Cat. O O OH C O CH 3 +CH 3COOH 传统方法所用的催化剂为浓硫酸，但浓硫酸对设备腐蚀性强且存在废酸排放等缺点。对该反应使用的催化剂开展了许多研究，已见报道的催化剂有固体Na2CO3【3】、固体KOH 【4】、硫酸氢钠 【5】 、维生素C 【6】、乙酸钠【7】等，它们各有其优缺点。用磷酸二氢 钠催化合成阿司匹林，产率只有76%【8】。因此还必须寻找一种催化效果良好、简单易得同时对环境污染较小的可以进行工业化的新型催化剂。柠檬酸是有机酸，具有酸性和还原性，能溶于水和有机物中。本文利用它来催化水杨酸与乙酸酐酰化合成阿司匹林，并探讨了催化合成条件，取得预期的效果。 II 实验部分： 实验目的 ① 了解阿司匹林的发展历史、功能及合成方法； ② 通过阿司匹林的合成了解药物的合成方法； ③ 学习根据化合物性质进行产物纯化的方法； ④ 培养根据文献设计实验的能力。 1.2 主要试剂与仪器 仪器：磁力搅拌器、过滤装置、磨口玻璃仪器、平底电热套、控温仪、 循环水真空泵；

生物柴油生产工艺

生物柴油的制备方法主要有 4 种: 直接混合法( 或稀释法) 、微乳化法、高温热裂解法和酯交换法。前两种方法属于物理方法, 虽简单易行, 能降低动植物油的黏度, 但十六烷值不高, 燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。高温裂解法过程简单,没有污染物产生, 缺点是在高温下进行, 需催化剂,裂解设备昂贵, 反应程度难控制, 且高温裂解法主要产品是生物汽油, 生物柴油产量不高。酯交换法又分为碱催化酯交换法、酸催化酯交换法、生物酶催化酯交换法和超临界酯交换法。酯交换法是目前研究最多并已工业化生产的方法但生物酶催化酯交换法目前存在着甲酯转化率不高, 仅有40%～60%, 短链醇( 甲醇、乙醇) 对脂肪酶毒性较大,酶寿命缩短; 生成的甘油对酯交换反应产生副作用,短期内要实现生物酶法生产生物柴油, 还是比较困难。超临界酯交换法由于设备成本较高, 反应压力、温度也高, 一程度上影响了该技术的工业化, 目前主要处于试验室研究阶段。 1 生物柴油生产工艺 目前, 国内采用的原料主要有地沟油、酸化油、混合脂肪酸、废弃的植物和动物油等, 根据不同的原料应采用不同的工艺组合来 生产生物柴油。因目前国内企业的日处理量不是很大( 大多为5～50t /d 不等) , 酯交换( 酯化) 工序一般采用反应釜间歇式的; 分离、水洗工序有采用罐组间歇式的, 也有采离心机进行连续分离、水洗的。 1 地沟油制取生物柴油 地沟油水分大、杂质含量多, 酸值较高, 酸值一般在20(KOH)

/(mg/g) 油左右。由地沟油制得的生物柴油颜色较深, 一般需经过脱色或蒸馏工序、添加剂调配工序处理。 碱法催化制备生物柴油工艺流程 氢氧化钠→甲醇粗甘油→脱溶→精制→甘油 ↓↑ 地沟油→过滤→干燥→酯交换→分离→脱溶→水洗→干燥→生物柴油 2酸化油制取生物柴油 酸化油的机械杂质含量较大( 如细白土颗粒) , 酸值一般在80～160(KOH) /(mg/g) 油间, 国内有一步酸催化法和先酸催化后碱催化两步法来制备生物柴油。因酸化油中含有一定量的悬浮细白土颗粒及胶杂, 在反应过程易被硫酸炭化, 在反应釜底部会有一定量的黑色废渣。在酯化反应过程国内有采用均相反应的, 也有采用非均相反应的, 各有利弊。均相反应( 反应体系温度60～65℃) 甲醇在体系内分布均匀, 接触面积大, 利于参与反应, 但生成的水没有带走, 阻碍反应进程; 非均相反应( 反应体系温度105～115℃) 甲醇以热蒸汽形式鼓入, 可以带走一部分生成的水, 有利于反应进程, 以及免去反应釜的搅拌装置, 但甲醇气体在油相的停留时间短、接触面积小, 不利于参与反应,需要更多的热能和甲醇循环量。由酸化油制得的生物柴油颜色也较深, 一般需经过脱色或蒸馏工序、添加剂调配工序处理。一步酸催化制备生物柴油工艺流程:

餐饮废油(渣)协议书

餐饮废油（渣）回收环保协议书 甲方：上海美侨娱乐总汇有限公司 乙方：上海环兴环境资源利用有限公司 双方本着“综合利用、变废为宝”的原则。为确保乙方回收甲方餐饮废油（渣），避免对环境造成二次污染及为不法人员所利用，特签订本协议： 1：乙方在回收甲方餐饮废油（渣）后，必须回收利用，须符合国家环境保护管理制度； 2：乙方承诺是一家具有上海市绿化和市容管理局批准并具有相应资质的公司、具备废弃食用油脂、餐厨垃圾加工处理和餐余垃圾（餐厨废弃物）收运处置的企业（沪绿容许第2018-1号） 3：乙方进入甲方区域必须遵守甲方的规章制度及环境保护制度； 4：乙方在回收、储藏、运输甲方的餐饮废油（渣）时，应保证回收人员的专业性；运输车辆状况良好，不允许出现跑、冒、滴、漏等现象，如出现上述情况，而造成环境污染及损失由乙方承担； 5：乙方在处理甲方餐饮废油（渣）过程中应满足以下条件： 5-1：乙方排放的废水、废气、固废等应达标排放； 5-2：乙方对甲方的餐饮废油（渣）进行综合利用后的残留物按相应法律法规要求处置，不得随意排放，污染环境； 5-3：甲方有权对乙方餐饮废油（渣）的处置进行跟踪检查，对不符合规定或造成环境污染，取消其回收资格； 6：如乙方将本协议内容提供或委托给无经营许可证的单位或个人从事经营活动的，视作乙方违约，甲方将依据上

海市的相关法律、法规予以举报，并赔偿相应的违约金； 7：乙方应按照甲方的经营要求，及时上门回收餐饮废油（渣）； 8：甲方应按月及时支付乙方回收餐饮废油（渣）的费用，每月甲方支付乙方人民币：4000.00元，大写（人民币） 肆仟元整； 9：本协议未尽事宜，双方本着友好协商解决 10：本协议一式两份，甲乙双方各存一份，本协议自签订之日起生效，有效期二年； 甲方：上海美侨娱乐总汇有限公司 代表： 乙方：上海环兴废油回收利用有限公司 代表： 2015年12月1日

生物柴油的制备

由菜籽油制备生物柴油的实验方案 化强0601 石磊丁佐纯 目录 一．文献综述 1．生物柴油简介 2．目前制备生物柴油的方法 3．本实验所采用的制备方法及各实验参数的选择及其理论依据 二．实验目的 三．实验原理 1．生物柴油的制备原理 2．碘值的测定原理 3．酸价的测定原理 四．实验用品 1．实验仪器 2．实验药品 五．实验步骤 1．生物柴油的制备 2．粗产物的处理 3．碘值的测定 4．酸价的测定 六．实验结束 七．本实验所参考的文献一览 ★★注：若实验中能够提供超声装置用来替代搅拌装置，一则可以大大缩短反应时间（从原来的1.5—2小时缩短为10分钟左右），又节约了能源同时提高了转化率。

一、文献综述 1、生物柴油简介 1.1目前燃料情况 能源和环境问题是全球性问题，日益紧缺的石油资源和不断恶化的地球环境使得各国政府都在积极寻求适合的替代能源。 我国在醇类代用燃料方面已经开展了大量的研究工作，但用粮食生产醇类代用燃料转化能耗高，配制汽油代用燃料不能直接在现有汽车中使用也是一个不容回避的现实问题。而大量研究资料表明，生物柴油在燃烧性能方面丝毫不逊于石化柴油，而且可以直接用于柴油机，被认为是石化柴油的替代品。 1.2什么是生物柴油 生物柴油即脂肪酸甲酯，由可再生的油脂原料经过合成而得到，是一种可以替代普通柴油使用的清洁的可再生能源。 1.3生物柴油的优点 1.3.1 能量高，具有持续的可再生性能。 1.3.2具有优良的环保特性： ①生物柴油中不含硫，其大量生产和使用将减少酸雨形成的环境灾害；生物柴油不含 苯及其他具有致癌性的芳香化合物。 ②其中氧含量高，燃烧时一氧化碳的排放量显著减少； ③生物柴油的可降解性明显高于矿物柴油； ④生物柴油燃烧所排放的ＣＯ２，远低于植物生长过程中所吸收的ＣO2 ，因此使用 生物柴油，会大大降低ＣＯ２的排放和温室气体积累。 1.3.3具有良好的替代性能：①生物柴油的性质与柴油十分接近，可被现有的柴油机和柴 油配送系统直接利用。②对发动机，油路无腐蚀、喷咀无结焦、燃烧室无积炭。具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆磨损率降低。 1.3.4由于闪点高，不属危险品，储存、运输、使用较为安全。 总之，发展生物柴油具有调整农业结构、增加社会有效供给、改善生态环境、缓解能源危机、增加就业机会等多方面重要意义。 1.4 由菜籽油制生物柴油的有利之处 尽管许多木本油料都可以加工为生物柴油,但规模有限,其他油料作物扩大面积的潜力有限,而油菜具有适应范围广，化学组成与柴油相近等特点,是我国发展生物柴油最理想重要的原料来源。种油菜不与主要粮食争地，且增肥地力，较同期冬小麦早熟半月，有利于后荐作物增产。所以，油菜原料的增长空间是非常大的。据统计,在不影响粮食生产的情况下,我国有2670万hm2以上的耕地可用于发展能源油菜生产,年生产4000万t 生物柴油,相当于建造1.5个永不枯竭的绿色大庆,具有十分重要的战略意义。 2、目前制备生物柴油的方法 生物柴油的制备方法有物理法和化学法。物理法包括直接使用法、混合法和微乳液法；化学法包括高温热裂解法和酯交换法。 2.1 直接使用法 即直接使用植物油作燃料.由于植物油黏度高、含有酸性组分,在贮存和燃烧过程中发生氧化和聚合以至于发动机内沉积多、喷油嘴结焦、活塞环卡以及排放性能不理想等问题,后来便被石油柴油所取代。

餐饮废油资源化利用的发展与展望

餐饮废油资源化利用的发展与展望 作者：张乐 摘要：我国的餐饮废油数量巨大，目前处理方式较为单一，对环境污染严重，并可能威胁人体健康。为了彻底杜绝废食用油脂及动植物油下脚料的危害，提高其利用价值，寻找新的利用途径已成为当务之急。对废油脂深加工，从根本上解决废油脂再流入食用油市场的问题，真正做到变废为宝。 关键词：餐饮废油；无害化处理；市场手段；生物柴油 中国废油脂的产量很大，国家卫生部、工商总局、环保总局和建设部2002年联合颁布的《食品生产经营单位餐饮废油管理的规定》中明确规定，餐饮废油是指食品生产经营单位在经营过程中产生的不能再食用的动植物油脂，包括油脂使用后产生的不可再食用的油脂，餐饮废油以及含油脂废水经油水分离器或者隔油池分离后产生的不可再食用的油脂。例如：煎炸废油、工业猪皮杂碎熬制的非食用猪油、泔水油、油烟机排放的废油脂等。 据估算，中国废弃油脂的量约占食用油总消费量的20%～30%。以中国年均消费食用油21万吨计，每年产生废油4万～8万吨。收集起来能够作为资源利用的废弃油脂有4万吨左右。据报道，北京市内的餐馆一天就可以产生约20吨废油脂，每年可达7000吨以上。中国又是世界上制油大国，每年可加工食用油10万吨以上，而且有几千家食用油及肉类、皮革、骨粉、骨胶、明胶等骨产品加工企业，每年可排放动植物油脂下脚料几百万吨。这些废油脂和动植物油下脚料若直接排放，不仅造成环境和水质污染，而且也是一种严重的资源浪费。据报道，日本每年使用约2万吨食用油，产生40万～60万吨废食用油，其中有25万～26万吨被回收再利用。 目前，餐饮废油的处理比较混乱，存在很大的安全隐患。一是污染环境，部分饮食服务和食品加工企业因排污系统不规范，在没有专业人员管理的前提下将餐饮废油随意处置和排放，对环境造成一定的污染；二是影响市容，目前社会上有些地下加工点和个人在未经有关部门审批的情况下，使用人力三轮车和密封性较差的容器，私自到宾馆、饭店、学校和食品加工企业收集餐饮废油，使得大街小巷污油水较多，尤其是对城市主要街道的环境卫生影响较大，不利于树立大连创建最佳旅游城市的良好形象；三是危害人体健康，有些地下加工点为图暴利，甚至将收集到的餐饮废油经简单加工处理后再次作为食用油脂返回餐桌，经过简单加工的泔水油杂质多、色泽暗淡、混浊、透明度较差、手感黏性小，有较强的

三种酸催化的例子

三种酸催化的例子 1、酸催化合成生物柴油 生物柴油生产过程中的催化剂是一个关键问题。目前，在生物柴油的规模化生产中碱催化和酸催化应用最为广泛。酸催化在工业化生物柴油装置中没有碱催化应用广泛，原因是均相酸催化较均相碱催化速度大约慢4000倍[1]，所需醇用量大，催化剂用量较碱催化高出十几倍。尽管酸催化反应速度特别慢，但它对于摆脱原料中游离脂肪酸含量的限制是非常有的，并且可以省掉预处理步骤，节省了大量的原料油。所以当利用废弃煎炸油等作原料时，酸催化工艺的这些优势就表现的特别突出[2]。 酸催化只需控制加入酸的量，就可以避免副反应的发生。酸催化制备生物柴油所需的甲醇量比碱催化时大很多，且反应温度需在70℃以上才能有较高的产率，而此温度超过了甲醇的沸点，使整个反应在气相中进行，反应速率会有所下降，所以需要用高压反应装置。而在工业中，高压反应很容易实现，因此实际应用时酸催化会有更好的效果。下图是酸催化机理。

上图为均相酸催化甘油三酯酯交换反应机理:(1)酸性催化剂进攻，羰基的质子化; (2)乙醇的亲核进攻，形成一个四面体的中间体; (3)质子迁移和中间体的断裂。该过程被重复两次。 大量的实验结果表明，起始反应相的混溶程度在酸催化中的影响大于碱催化中的影响。若在反应体系中加入四氢呋喃(THF)作为共溶剂可以减小传质阻力，解决混溶问题，此时酯解速率显著提高[3，4]。 参考文献： [1] SRIV ASTA V A A，PRASAD R. Triglycerides-based diesel fuels [J].Renewable Sustainable EnergyRev，2000(4): 111~133. [2]杨丽特，朱金华，文庆珍.酸催化合成生物柴油的研究现状[J].化学与黏合，2007，29（2）:126~130 [3] BOOCOCK D G B，KONAR S K，MAO V，et a.l Fast onephase oil-rich process for the preparation of vegetable oilmethyl esters[J]. BiomassBioenergy，1996，11: 43~50. [4] BOOCOCK D G V. Single-phase process for production of fatty acidmethyl esters from mixtures of triglycerides and fatty acids:US，6642399[P]. 2003-11-04. 2、酸催化溶胶－凝胶法制备高强度SiO2增透膜研究进展 许多光学材料和器件（比如太阳能电池、汽车玻璃等）需要在条件相对恶劣的室外使用，光学材料上的增透膜要经受风吹雨淋，因此这类光学材料对增透膜的耐环境损伤性能要求很高，即薄膜的强度要高[1]。酸催化溶胶－凝胶法制备SiO2溶胶形成的薄膜与基片间以Si—O—Si化学键结合，粘附力较强，强度高，具有极强的耐候性，在环境中稳定好，广泛应用于室外光学材料和器件。 溶胶－凝胶法是以无机物或金属醇盐作前驱体，在液相将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成三维空间网络结构，网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶．凝胶经过干燥、烧结，制备出分子乃至亚纳米级结构的材料．酸催化溶胶－凝胶法制备SiO2溶胶一般以正硅酸乙酯（TEOS）为原料，在酸催化条件下，经水解－缩聚反应形成SiO2溶胶．酸催化溶胶－凝胶反应是一个比较复杂的反应过程，TEOS的水解与缩聚反应是同时进行的，酸催化剂同时催化这两个反应[6]。

生物法与化学法生产柴油的优缺点对比

生物法与化学法生产柴油的优缺点对比 随着世界范围未来对柴油需求量越来越大，与此同时，石油资源日益枯竭及石化柴油燃烧带来环境问题，也进一步加快世界各国对替代石化柴油燃料开发步伐。由于生物柴油各项性质与石化柴油极为相似，所以完全可作为其替代品。生物柴油，又称脂肪酸甲酯，是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料，与醇类(甲醇、乙醇) 经交酯化反应获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr．Rudolf Diesel 于1895年提出，是指利用各类动植物油脂为原料，与甲醇或乙醇等醇类物质经过交脂化反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的一种燃料。在1900年巴黎博览会上，Dr．Rudolf Diesel展示了使用花生油作燃料的发动机。生物柴油具有一些明显优势，其含硫量低，可减少约30%的二氧化硫和硫化物的排放；生物柴油具有较好的润滑性能，可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损，延长其使用寿命；生物柴油具有良好的燃料性能，而且在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。此外，生物柴油是一种可再生能源，也是一种降解性较高的能源。目前生物柴油成本普遍较高，本文通过对比生物柴油化学方法和生物法的制备方法的优缺点来探索比较合理的生产方法和工艺。 生物柴油的化学法生产是采用生物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氢氧化钠(占油脂重量的1%) 或甲醇钠做为触媒，在酸性或者碱性催化剂和高温（230～250℃）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。化学法生产主要有酸催化剂酯交换法和碱催化剂酯交换法。酸催化酯交换过程一般使用布朗斯特酸进行催化。较常用的催化剂有浓硫酸、苯磺酸和磷酸等。浓硫酸价格便宜，资源丰富，是最常用的酯化催化剂。酸催化酯交换过程产率高，但反应速率慢，分离难且易产生三废。碱催化酯交换反应的速率比酸催化要快得多。常用无机碱催化剂有甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾等。甲醇钠在用于制备生物柴油的碱催化剂中活性相当高，但易溶于脂肪酸酯。氢氧化钠和氢氧化钾相对于甲醇钠的价格要便宜些。但在反应过程中，氢氧化物与醇反应产生水，使部分酯类水解产生羧酸，羧酸与氢氧化物发生皂化反应，大大降低了生物柴油的产率且分离比较难。目前工业上常以天然油脂为原料生产生物柴油。由于天然油脂几乎都含有一定量的游离脂肪酸，脂肪酸的存在不利于酯交换的进行。单纯采用碱催化酯交换法生产脂肪酸甲酯损失大、产率低。一般先加入酸性催化剂，对原料进行预酯化，然后加入碱性催化剂进行酯交换。应该说化学法在甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设

生物柴油制备小结

催化剂的制备，制备的条件研究，制备的评价标准 酯交换反应制备生物柴油 什么是生物柴油？如何制备？ 生物柴油是直接或间接来源于生物的化工产品，可用于柴油机的燃料油。是通过植物油（如大豆油、花生油、菜籽油等）、废弃的餐饮油和动物脂肪为原料制取的以脂肪酸甲酯为主的新型燃料，通常含有14～18个碳原子，接近于由15个烃链组成的石化柴油的平均相对分子量，具有与石化柴油相近的理化性质。作为一种可再生的清洁含氧液体燃料，生物柴油与传统的石化柴油相比，具有燃烧性能更高、减少环境污染等独特的优势。1 以植物油为原料生产生物柴油，其中反应物主要为甘油三酯和甲醇。2 低温低压下生物柴油以动植物油脂为原料，在酸、碱、酶等催化剂存在条件下通过与甲醇等短链醇发生酯交换反应制备。3 以碱催化酯交换反应制备生物柴油为例。 1、酯交换反应的原理 三油酸甘油酯（简称T）与甲醇（简称MeOH）进行酯交换反应生成油酸甲酯（简称E）和甘油（简称G）。其３步连续可逆酯交换反应的各步反应和总反应方程式为： T + MeOH ? D + E ; （1） D + MeOH ?M + E ; （2） M + MeOH ?G + E ; （3） T + MeOH ?G + 3E . （4） 上述方程式中D表示二油酸甘油酯，M表示一油酸甘油酯； 1《生物柴油制备的研究进展》 2《Inorganic heterogeneous catalysts for biodiesel production from vegetable oils》 3《固体酸催化制备生物柴油研究进展》

3步反应和总反应的△ r G m Θ都大于零说明在标准态下都不能自发进行。但由 于其数值都较小可通过增大醇油比，即增大甲醇反应物的浓度，或减少生成物在反应体系中的浓度，如将产物排到另一相的方法来使反应向正方向进行。4 2、酯交换反应是如何发生的 在碱性条件下： （1）碱性催化剂B从醇中夺取一个质子，生成了醇盐离子RO- ； （2）醇盐离子进攻甘油三酯分子的羰基碳，形成一个四面体中间物离子；（3）四面体中间物离子重新排列得到一个甘油二脂和一个烷基酯； 4《三油酸甘油酯与甲醇反应合成生物柴油的热力学分析》

酶的固定化方法的研究进展

ｌ竖！壁塑翌苎垫！！竺篁！塑！篁箜！！！塑！：兰！旦旦旦垦二竺垒燮鱼！里！呈型！里壁！里！型旦塑鱼！垫！！塑：！！里！：！！！！ 酶的固定化方法的研究进展 徐莉?，侯红萍２ （１．山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷０３０８０１；２．山西农业大学食品科学与工程学院，山西太谷０３０８０１） 摘要：固定化酶是酶工程的核心，利于实现酶的重复利用及产物与酶的分离。介绍了几种常用的固定化酶的方 法，如吸附法、包埋法、交联法和共价结合法，以及近几年研究的一些新型的固定化技术，如交联酶聚集体、定向固定 和共固定技术。 关键词：酶；固定化；研究近展 中图分类号：ＱＳｌ４；Ｑ５５文献标识码：Ｂ文章编号：１００１—９２８６（２０１０）０１—００８６—０４ ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅＩｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＥｎｚｙｍｅｓ ，ｘｕＬｉｌａｎｄＨＯＵＨｏｎｇ—ｐｉｎｇ （１．ＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｈａｎｘｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉｇｕ，Ｓｈａｎｘｉ０３０８０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄｅｎｚｙｍｅｉｓｔｈｅｃｏｒｅｉｎｅ／ｉｚｙｍｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｉｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｔｈｅｌ℃ｕｓｅｏｆｅｎｚｙｍｅａｎｄｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｅｎ－ ｚｙｍｅ．Ｉｌｌｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｓｅｖｅｒａｌｃｏｍｍｏｎｌｙ－ｕｓｅｄｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｅｎｚｙｍｅｗｅｉ＇ｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．ｅｍｂｅｄｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｃｏｖａｌｅｎｔｂｉｎｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｓｏｍｅｎｅｗｌｙ－ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｓｕｃｈａｓｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｅｄｅｎｚｙｍｅａｇｇｒｅｇａｔｅｓ．ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｆｉｘｅｄａｎｄｔｏｔａｌｆｉｘａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ、＾，ｅｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｎｚｙｍｅ；ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ 酶是一类具有催化功能的蛋白质，与化学催化剂相比具有反应速度快、反应条件温和、底物专一性强，可在水溶液和中性ｐＨ下操作等优点，但同时也存在一些不足，如酶一旦从细胞中分离出来，其活性会迅速下降，由于酶是溶于水的，在水溶液中进行反应，会导致酶和底物、产物从水中分离的困难，不利于循环使用【ｌｌ。 然而，固定化技术的出现彻底解决了这些问题，不仅提高了酶的活性，而且还实现了酶的可重复使用性。近年来，固定化酶的研究得到了人们极大的关注，并取得了许多重要成果。下面以酶的固定化方法为核心，介绍一些有关固定化技术的研究新进展。 １吸附法 利用多种固体吸附剂将酶或含酶细胞吸附在其表面上而使酶固定的方法。该方法最显著的优点是操作简便，条件温和，不会引起酶的变异失活，且载体价廉易得，可反复使用。但酶与载体结合不牢，极易脱落，所以它的使用受到一定的限制［２１。因此，人们不断尝试使用新的载体来解决这易脱落的问题。 通常，吸附法分为物理吸附法和离子吸附法。１．１物理吸附法 酶被载体吸附而固定的方法称为物理吸附法。从载体对酶的适应性来看，这个方法效果是好的，酶蛋白的活性中心不易受破坏，酶的高级结构变化也不明显，但其缺点是酶与载体的相互作用较弱，被吸附的酶极易从载体表面上脱落下来，不能获得较高活力的固定化酶［３】。该方法常用的载体有活性炭、多孔陶瓷、纤维素及其衍生物、甲壳素及其衍生物等。 纵伟、刘艳芳等（２００８）以磁性壳聚糖微球作为新型载体，并采用物理吸附法固定化脂肪酶，对影响固定化的各种因素进行考察，确定了最优条件，同时比较了游离酶和固定化酶的ｐＨ值和热稳定性。结果表明，固定化的适宜条件为：加酶量６００Ｕ／ｇ，温度５℃，ｐＨ７．０，固定化时间２ｈ。固定化酶的ｐＨ值和热稳定性都优于游离酶，固定化酶连续使用５次后，其相对酶活仍为使用前的５７．８％，具有较好的操作稳定性问。 近年来，随着介孔分子筛制备技术的日臻成熟，人们正在考虑用其担当固定化酶的载体。与其他材料相比，介孔分子筛规则的孔道、大的比表面积、极强的吸附性能、稳定的结构等特点，使其具有担当固定化酶载体得天独 收稿日期：２００９一１０—１２ 作者简介：徐莉（１９８４一），女，山西省孝义市，在读硕士研究生，研究方向：食品微生物与食品发酵。 通讯作者：侯红萍，女，教授，硕士生导师，主要从事食品发酵及生物工程等方面的教学与科研工作。主持、参加基金项目与科研项目多项。万方数据

有机合成中的固体酸催化剂及其催化作用机理

有机合成中的固体酸催化剂及其催化作用机理 甘贻迪 2008302037 安徽理工大学化学工程学院应化二班 摘要：在有机合成中硫酸等液态催化剂存在不能循环使用，后处理工序复杂，环境污染大等缺点。因而具有高活性、高选择性、绿色环保等优点的固体酸催化剂在有机合成中越来越受到人们的亲睐，成为有机合成中能够代替硫酸的良好催化剂[1]。本文将对固体酸催化剂作性质种类作简单介绍，并介绍其在酯的合成、酮的合成、O-酰化反应等具体应用的原理。 关键词：固体酸催化剂、有机合成、酯、醛（酮）、喹啉 1固体酸催化剂简述 1.1固体酸催化剂的定义及特点 一般而言，固体酸可以理解为凡能使碱性指示剂改变颜色的固体，或者凡能化学吸附碱性物质的固体[1] ，它们是酸碱催化剂中的一类重要催化剂，催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位。固体酸催化剂多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。它与液体酸催化剂相比，固体酸催化剂具有容易处理和储存、对设备无腐蚀作用、易实现生产过程的连续化、稳定性高、可消除废酸的污染等优点。因此固体酸催化剂在实验室和工业上都得到了越来越广泛的应用。特别是随着人们环境保护意识的加强以及环境保护要求的严格，有关固体酸催化剂的研究更是得到了长足的发展。当然，固体酸催化剂除了具有许多优势的同时，也还存在一些急需解决的不足地方，诸如固体酸的活性还远不及硫酸等液体酸、固体酸的酸强度高低不一、不能适应不同反应需要、固体酸价格较贵、单位酸量相对较少，故其用量较大，生产成本较高等 1.2固体酸催化剂可以分类： 按作用机理分为：B酸和L酸和超强酸 Bromated酸：能够给出质子的物质称为Bromated酸。 Lewis酸：能够接受电子对的物质称为Lewis酸1。 固体超强酸：固态表面酸强度大于100％硫酸的固体酸。由于100％硫酸的酸强度Hammett酸函数Ho=-11.9，所以Ho<-11.9的固体酸是固体超强酸5。 按其组成不同可大致分为以下几类：无机酸盐（AlP04、BPO4、FeSO4等）、金属氧化物（简单：Al2O3、SiO2复合：AL2O3SIO2等）及其复合物、杂多酸（H3PW12O40等）、沸石分子筛、阳离子交换树脂（苯乙烯、二乙烯基苯共聚物）、负载金属氧化物、天然粘土矿负载化液体酸等[2]。 2固体酸催化剂在有机合成中的应用 自20世纪30年代法国胡德利首次研制与开发出第一个固体酸催化剂——硅酸铝以来，固体酸催化剂的研究已经历了大约一个世纪。固体酸催化剂在化学工业中的应用成了一个十分重要的领域，已广泛用于石油化工行业的催化裂化、加氢裂化、催化重整、齐聚和聚合、脱氢、异构化、烷基化、酰基化、烯烃水合、脱水反应、消除反应、酯化反应、缩合反应、水解反应、氧化．还原反应等。2.1固体酸催化下酯的合成 2.1.1固体酸催化合成乳酸丁酯 乳酸正丁酯是重要的a一羟基酯类化合物，主要用作合成香料和工业溶剂，

生物柴油催化剂

生物柴油催化剂 随着经济的快速发展，全球的能源需求量日益增加；而全球范围的石化能源储量正逐渐减少，并且使用石化能源所引起的环境污染更是人类面临的大问题。因此开发绿色可再生、环保的替代性燃料已成为本世纪人类最重要的研究课题之一。在这种形势下，生物柴油作为可替代石化柴油的清洁液体生物燃料，具有巨大的潜力和广阔的市场前景。 目前工业上生产生物柴油采用的是酯基转移作用或酯交换反应，即用动物油脂或植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸性或碱性催化剂和高温条件下进行酯交换反应，生成相应的脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯，即得生物柴油（反应原理见图1）。酯交换反应催化剂包括碱性催化剂、酸性催化剂、生物酶催化剂等。下面介绍在酯交换反应中催化剂的研究情况。 酸性催化剂 酸性催化剂包括易溶于醇的催化剂（如硫酸、磺酸等）和各种固体酸催化剂。在工业中，最常用的酸性催化剂是浓硫酸和磺酸或两者的混合物。强酸型阳离子交换树脂和磷酸盐是两类典型的酯交换固体酸催化剂，但都需要在较高的温度和较长的时间下反应，且转化率比较低，催化剂的使用寿命短，因此限制了工业应用。由于酸催化工艺的反应速率较低，在国内外的生物柴油生成装置中，很少采用酸催化的酯交换工艺。目前，工业中主要是利用酸性催化剂对酸值较高的油脂进行预酯化，然后利用碱性催化剂催化酯交换反应。 碱性催化剂 碱性催化剂是酯交换法生产生物柴油中使用最广泛的催化剂，主要有两类：易溶于甲醇的KOH、NaOH、NaOCH3等催化液相反应的无机碱催化剂，以及强碱性阴离子交换树脂、阴离子型层柱材料、分子筛、碱（土）金属氧化物、碳酸盐等催化多相反应的固体碱催化剂。 1、无机碱催化剂 传统的酯交换反应常采用液相催化剂，如甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾的油溶液等，用量约为1% （油重）左右，反应温度一般是甲醇的沸点，反应速度快，转化率高；但同时也存在着明显的缺点，如反应完成后产品中和洗涤产生大量的工业废水，造成环境污染，这也正是急需改进的一个方面。 各种无机碱用作酯交换催化剂时还有所不同： 当使用甲醇钠为催化剂时，原料必须经严格的预处理，少量的游离水或脂肪酸都影响甲醇钠的催化活性，但产物中皂的含量很少，有利于甘油与生物柴油的分离，提高生物柴油收率。以氢氧化钠（或钾）为催化剂对原料的要求相对不那么严格，原料中可含少量的水和游离脂肪酸，但这会导致生成较多的脂肪皂，影响甘油与生物柴油的分离，从而降低生物柴油的收率。一般来说，以氢氧化钠（或钾）为催化剂，原料的酸值不应超过2 mg KOH/g，催化剂的用量为油脂重量的0.5～2.0%。若油脂原料的酸值较高，则需要加入过量的催化剂以中和原料中的游离脂肪酸。这种条件下皂的生成量高，甘油沉降分离困难，且甘油相中溶解的甲酯量较高，因此原料的纯度对反应的转化率有很大的影响。 2、固体碱催化剂 固体碱催化剂是近年来研究的重要方向，可以解决产物与催化剂难分离的问题，且使用的固体酸、碱及固定化酶催化剂都是环境友好型的。用于生物柴油生产的固体碱催化剂主要有强碱性阴离子交换树酯、阴离子型层柱材料、分子筛、碱（土）金属氧化物、碳酸盐等。（1）强碱性阴离子交换树酯 离子交换树酯是固体催化剂研究方向的一个重要分支。以固体强碱性阴离子交换树脂为催化剂进行油脂的酯交换反应，具有催化剂易分离回收、可重复利用、不污染终产品及反应条件

餐饮废油处置要求

国务院办公厅关于加强地沟油整治和 餐厨废弃物管理的意见 国办发〔2010〕36号 各省、自治区、直辖市人民政府，国务院各部委、各直属机构： 按照国务院的统一部署，各地区、各有关部门正在深入开展食品安全整顿工作，并取得阶段性成效。但食品安全领域仍存在一些突出问题。一些地方出现用餐厨废弃物提炼的所谓“地沟油”，经非法渠道回流到餐桌，带来严重食品安全隐患，群众对此反映强烈，引起社会广泛关注。为有效解决“地沟油”回流餐桌问题，切实保障食品安全和人民群众身体健康，经国务院同意，现就加强“地沟油”整治和餐厨废弃物管理提出以下意见： 一、开展“地沟油”专项整治 （一）严厉打击非法生产销售“地沟油”行为。各地区、各有关部门要将“地沟油”整治作为食品安全整顿的重要内容，以城乡结合部和城市近郊区为重点，仔细排查和清理非法生产“地沟油”的黑窝点，摸清“地沟油”原料来源和销售渠道，对发现的问题追查到底，对黑窝点一律取缔，严厉打击有关违法犯罪行为。要以集贸市场、批发市场等场所为重点，严肃查处经营假冒伪劣和来源不明食用油的行为。 （二）严防“地沟油”流入食品生产经营单位。以城市（镇）、矿区、旅游景区等餐饮业集中地为重点地区，以食品生产小作坊、小餐馆、餐饮摊点、火锅店和学校食堂、企事业单位食堂、工地食堂等集体食堂为主要对象，加强对食用油购货记录和票证检查，依法查处从非法渠道购进食用油和使用“地沟油”加工食品的行为。对使用“地沟油”的食品生产经营单位依法责令停产停业整顿，直至吊销许可证；涉嫌犯罪的依法移送司法机关，追究刑事责任。 二、加强餐厨废弃物管理 （一）规范餐厨废弃物处置。各地要制定和完善餐厨废弃物管理办法，要求餐厨废弃物产生单位建立餐厨废弃物处置管理制度，将餐厨废弃物分类放置，做到日产日清；以集体食堂和大中型餐饮单位为重点，推行安装油水隔离池、油水分离器等设施；严禁乱倒乱堆餐厨废弃物，禁止

生物柴油的合成

生物柴油的合成 一、 实验目的 1、 了解国内外生物柴油的研究状况； 2、 了解生物柴油的基本性能； 3、 了解目前生物柴油的生产工艺； 4、 掌握一种适合实验室合成生物柴油工艺并进行实验室合成； 5、 掌握实验室工艺的反应机理，合理的对反应装置进行设计； 6、 了解生物柴油对原料性能的指标要求和测定方法； 7、 掌握生产各工艺指标的设定和控制； 8、 掌握生物柴油的主要品质指标和测试方法； 9、 掌握生物柴油的原料转化率的测定方法； 10、了解生物柴油的精制方法。 二、 实验原理 （一）、大豆油密度、皂化值和酸值的测定原理 密 度：根据密度计自身所受重力等于其所受浮力的原理测得。 2121()56.11 HCl V V V C S m V V m -?= ---皂化值: 空白试验消耗盐酸的体积样品消耗盐酸的体积样品的质量 V V V C 56.11 A = m A ))C V m ??---- -1酸值: 酸值(KOH/(mg g 消耗氢氧化钾的体积(mL)氢氧化钾的浓度(mol/L)样品的质量(g) （二）、生物柴油的合成原理 1、预酯化反应原理： 油脂中的游离脂肪酸及甘油三酯在酸性催化作用下和过量的甲醇或乙醇进

行酯化反应，反应过程中生成水、甘油、和脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。 R C O O H+C H O H=R C O O C H+H O 332 2、酯交换反应原理： 甘油三酯在碱性催化作用下进行酯交换反应，生成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。 （三）、利用皂化——高碘酸氧化法测定产物中的甘油含量，由于甘油产率等于原料的转化率，采用下式计算得到原料和产品中的甘油含量(％)，即 三、实验设备及试剂 1、实验设备：水浴锅、搅拌器、烧杯、锥形瓶、温度计、三口烧瓶、回流冷凝器装置等。 2、实验原料：大豆油，氢氧化钾，甲醇等。

多种餐饮废油的再次利用

多种餐饮废油的再次利用研究进展 摘要：综述了餐饮废油在制备生物柴油、无磷洗衣粉、肥皂、混凝土制品脱模剂等领域中的应用及研究进展，并对其发展前景进行了展望。 关键词：餐饮废油；生物柴油；无磷洗衣粉；酶催化 餐饮废油是从餐饮业的地沟隔油池中捞取，经过简单的加热、脱水、去渣、沉淀等工艺提取的油脂，俗称地沟油又称潲水油，其是不可食用的动植物废油。一些不法商贩为了牟取暴利，利用这些废油来搀兑地沟油的食用油严重的危害人的健康。当人食用搀兑地沟油的食用油时，最初会出现头晕、恶心、呕吐、腹泻等中毒症状。如长期食用，轻者会使人体营养缺乏，重者内脏严重受损甚至致癌[1]。 在许多油炸食品过后，剩余的油成了煎炸废油。煎炸废油长时间反复多次高温加热，不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸等营养成分被破坏殆尽，但酚类、酮类和其它有害物质却大大增加，其中多环芳烃等致癌物质也开始形成。瑞士科学家发现，炸土豆条中含有较高的致癌物质——聚丙烯酰胺。动物实验结果表明，废油可缩短果蝇30％以上的寿命，增加果蝇的不育率口。 有业内人士透露，技术难题、缺乏有效监管、巨额利润、地沟油精加工产品的出路不畅等因素，导致当前地沟油回流餐桌风险加大。地沟油的职业回收者，只需一把铲子、几个破旧铁桶、一把手电筒，外加一辆电动车就可以满载而归。那些暗淡浑浊、略呈红色的膏状物，经过一夜的过滤、加热、沉淀、分离，变身为清亮的“食用油”，低价出售。因此，经济有效地对餐饮废油进行回收再利用是非常要必要的。 餐饮废油含大量有机物，具有污染和回收利用双重性。在全球面临能源危机及环境污染日益严重的情况下，对餐饮废油进行合理回收利用，实现变废为宝，已被人们认识。目前，人们把这些废油用于制备生物柴油、无磷洗衣粉、餐饮废油脂肪酸直接氢化生产硬脂酸的工艺及混凝土制品脱模剂等领域取得了显著的效果。 一、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％[4]。 2、化学催化

生物柴油催化剂的研究进展

生物柴油催化剂的综述

目录 一、引言： (3) 二、生物柴油的定义及优点： (3) 1、定义： (3) 2、优点： (3) 三、生物柴油催化剂： (3) 1、酸性催化剂 (4) 2、碱性催化剂 (4) ①强碱性阴离子交换树酯 (5) ②阴离子型层柱材料 (6) ③分子筛 (6) ④碱（土）金属氧化物 (6) 3、生物酶催化剂 (7) 四、总结： (8) 五、参考文献： (8)

一、引言： 随着经济的快速发展，全球的能源需求量日益增加；而全球范围的石化能源储量正逐渐减少，并且使用石化能源所引起的环境污染更是人类面临的大问题。因此开发绿色可再生、环保的替代性燃料已成为本世纪人类最重要的研究课题之一。在这种形势下，生物柴油作为可替代石化柴油的清洁液体生物燃料，具有巨大的潜力和广阔的市场前景。 二、生物柴油的定义及优点： 1、定义： 生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油与醇通过酯交换工艺制成的脂肪酸醇酯、可代替石化柴油的再生性柴油燃料，是一种洁净的生物燃料，也称之为"再生燃油"。 2、优点： 含水率较高，最大可达30%-45%。水分有利于降低油的黏度、提高稳定性，但降低了油的热值；pH值低，故贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料（制备方法不同的酸价不一样）；密度比水小，相对密度在0.8724~0.8886之间；具有“老化”倾向，加热不宜超过80℃，宜避光、避免与空气接触保存；润滑性能好；优良的环保特性：硫含量低，二氧化硫和硫化物的排放低、生物柴油的生物降解性高达98%，降解速率是普通柴油的2倍，可大大减轻意外泄漏时对环境的污染；较好的低温发动机启动性能；较好的安全性能：闪点高，运输、储存、使用方面安全；具有良好的燃料性能，十六烷值高，燃烧性能好于柴油。无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。 三、生物柴油催化剂：

餐厨废油的综合利用和回收管理

餐厨废油的综合利用和回收管理 【摘要】分析了餐厨废油在回收和综合利用方面存在的一系列问题，介绍了国内外废油脂利用的状况及处理废油脂的新技术，总结了目前国内在餐厨废油管理上一些成功模式并作了总结，提出了我国治理废油脂的关键问题是要转变思路，实行产业化和市场化，建立完善的管理机构和有效的运行机制。 【关键词】废油；综合利用；回收；管理 1 餐厨废油的来源、性状及危害 这里所说的餐厨废油是指经烹调后废弃食用油脂的混合物，主要是饭店、家庭及食物加工点煎炸食物后的剩油或从抽、排油烟机中回收的废油。这类油脂较使用前颜色深、粘度大、酸值、过氧化值升高，酸败程度加深。 食用油在高温下长时间使用后，营养价值明显下降，甚至产生多种致病成份，长期食用，对人体健康极为不利，应全部废弃。可是近些年来，有一些不法商贩，将餐馆、食堂等经过多次烹调使用后的餐厨废油收集起来，经过简单处理制成“潲水油”卖给一些小商贩，在加工油条、面点、卤菜时继续使用，严重危害了人民群众的身体健康。如果将这些废油脂直接排入下水道，由于脂肪酸含量较高，不仅会阻塞、腐蚀管道，而且每公斤废油会造成15000m～水面污染，严重时导致水体富营养化。 2 目前国内外废油脂的综合利用状况 餐饮废油是上好的化工原料，可经处理后广泛用于塑料、毛纺、农药、印染、橡胶、化妆品等各种行业。世界各国现在还没有一个统一的处理方案和方法，大都将其作为肥皂、肥料以及生物柴油的原料进行利用。 2.1国外废油脂的综合利用状况 日本每年食用油脂的消费量约为200万t，被废弃部分高达40万t，其中企业单位所产生的餐厨废油回收后用于生产肥皂粉或饲料。餐厨废油脂在欧盟各国通常作为饲料用油，现在正逐步转向生产生物柴油。在奥地利，每年从135个餐馆收集的餐厨废油脂可生产生物柴油1000多吨。法国、英国、意大利等国，也在积极探索废油脂生产生物柴油的技术。 2.2国内废油脂的利用状况 我国废油脂主要是餐饮业和食品加工业随废水排放的油水混合物，水分大、杂质多，其利用方式主要分为以下几个方面。 2.2.1生产有机肥料、肥皂等 南京发尔士化工厂是一家专业从事废油脂加工利用的化工企业，主要生产香（肥）皂、金属皂、涂料等系列产品。废油脂可作为生产肥皂、胶鞋底的原料，销售给化工厂。剩余的残渣可用于发酵产沼气，在发酵副产物——沼渣中加入锯末，可作为有机肥料出售。 2.2.2制造涂料 利用餐厨废油脂溶解塑料，可做成涂料。向塑料中加入餐厨废油脂作为它的溶剂，搅拌下加热升温，使之完全溶解，配成沙石着色涂料，冷却后涂层坚固而且在水中瞬间凝固。产品不仅可做建材，也可用于隧道建筑物堵漏。 2.2.3加工机械用油脂 此类机械加工油加工方法主要是以动植物油、矿物油或它们的混合物为基础油，加入防腐，防锈，润滑，抗磨，乳化剂等在一定温度条件搅拌调配而成，可