地溝油制備生物柴油的工藝研究.pdf

1、中國是地溝油生產(chǎn)的大國，每年會(huì)產(chǎn)生約300～500萬噸的地溝油。地溝油因酸值、過氧化值、毒素、重金屬等一系列成分嚴(yán)重超標(biāo)而不能食用，若排入地下對環(huán)境也產(chǎn)生很大的危害。如今全球石油的儲(chǔ)蓄量在逐年減少，而且過量燃燒也引發(fā)一系列嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，因此將地溝油變成一種新能源—生物柴油來緩解能源危機(jī)、環(huán)境污染和地溝油對人體的危害。
　　本文研究了地溝油的預(yù)處理工藝，并進(jìn)行了兩步法催化地溝油制備生物柴油的研究以及無溶劑體系生物酶催化廢油制備

2、生物柴油的工藝優(yōu)化。得到了以下結(jié)論:
　　1、地溝油的預(yù)處理
　　(1)各因素對酸催化酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)酯率影響的大小依次為:硫酸濃度＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)時(shí)間＞硫酸加入量，最佳反應(yīng)條件為:硫酸濃度25％、硫酸加入量30％、反應(yīng)溫度為70℃、反應(yīng)時(shí)間為2h。在此反應(yīng)條件下，油脂雜質(zhì)含量達(dá)到6.24％。
　　(2)各因素對酸催化酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)酯率影響的大小依次為:磷酸加入量=反應(yīng)溫度=食鹽加入量＞水加入量，最佳反應(yīng)條件為:磷酸加入量0.2

3、0％、水加入量1.5％、反應(yīng)溫度為70℃、食鹽加入量4％。在此反應(yīng)條件下，油脂膠質(zhì)含量達(dá)到0.49％。
　　(3)各因素對酸催化酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)酯率影響的大小依次為:活性白土加入量＞真空度＞反應(yīng)時(shí)間＞活性炭加入量，最佳反應(yīng)條件為:活性白土加入量5％、活性炭加入量0.5％、反應(yīng)溫度為110℃、真空度為0.10MPa。在此反應(yīng)條件下，油脂脫色率達(dá)到83.5％。
　　(4)通過硫酸處理、磷酸脫膠、真空干燥和脫色等工序預(yù)處理后的地溝油澄清

4、透明，水分為0.02％，酸價(jià)為68.4mgKOH/g，皂化值為257.1mgKOH/g，計(jì)算得到地溝油的平均分子量為892.1。
　　2、兩步法催化地溝油制備生物柴油的研究
　　酸催化酯化反應(yīng)的最佳條件為:酸催化劑用量5％、醇油摩爾比14∶1、溫度為70℃、反應(yīng)時(shí)間為5h，在此反應(yīng)條件下，轉(zhuǎn)化率達(dá)到98.1％;堿催化酯交換反應(yīng)的最佳條件為:醇油摩爾比6∶1、堿催化劑用量3.0％、反應(yīng)溫度為70℃、反應(yīng)時(shí)間為3.0h，在此反應(yīng)

5、條件下，總得率達(dá)到97.9％。該工藝下最后得到的生物柴油性能與0＃柴油接近。
　　3、無溶劑體系生物酶催化地溝油制備生物柴油的工藝優(yōu)化
　　生物柴油反應(yīng)體系中的反應(yīng)物甲醇和副產(chǎn)物甘油均對生物酶活性有影響，因此甲醇選擇分三次加入并采用再生劑對酶進(jìn)行再生，從而提高轉(zhuǎn)酯率。采用響應(yīng)面分析法對生物酶催化轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)的條件進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明，轉(zhuǎn)酯率的影響程度依次為:生物酶添加量＞醇油摩爾比＞反應(yīng)時(shí)間＞反應(yīng)溫度。各因素間交互作用對轉(zhuǎn)酯率