能源又有新技術(shù)：花生油下腳料能變柴油

談起生物柴油，或許很多人對(duì)它還很陌生，還充滿著好奇與疑問。它是一種清潔的可再生能源，是以大豆、油菜籽等油料作物以及油棕、黃連木等油料林木果實(shí)為原料制成的液體燃料，具有原料來(lái)源廣泛、可再生性高、污染性低等特點(diǎn)，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品。

近日，用花生油下腳料制生物柴油技術(shù)被山東花生研究所掌握。“與傳統(tǒng)柴油相比，我們這次利用花生油下腳料轉(zhuǎn)化的生物柴油不含對(duì)人體有害的硫和苯，燃燒排放的煙灰減少了50%%，而成本則降低了30%%。”課題組成員楊慶利博士說。為什么要做生物柴油——原因一：能源消耗致使生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重長(zhǎng)期以來(lái)，世界各國(guó)能源消耗仍以石油、天然氣等石油基燃料為主。石油基燃料在人類社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展中發(fā)揮巨大作用的同時(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染問題。

資料顯示，大氣中70%的二氧化碳、80%的硫化物和70%的氮氧化物來(lái)自于化石燃料燃燒后的產(chǎn)物。而生物柴油作為一種新型、清潔和可再生能源，它的開發(fā)利用不會(huì)導(dǎo)致環(huán)境溫室氣體CO2總量的增加，并有助于減少排泄其它多種環(huán)境污染物。所以，基于對(duì)石油資源儲(chǔ)備不足的擔(dān)心和石油基產(chǎn)品大量消費(fèi)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境不斷惡化的現(xiàn)狀，在新世紀(jì)伊始，許多國(guó)家都制定了相應(yīng)的生物能源開發(fā)研究計(jì)劃。原因二：生物柴油比普通柴油性能優(yōu)越許多楊博士介紹，“與柴油相比，生物柴油有較好的發(fā)動(dòng)機(jī)低溫啟動(dòng)性能，無(wú)添加劑時(shí)冷凝點(diǎn)達(dá)-10℃;有較好的潤(rùn)滑性能，可降低噴油泵、發(fā)動(dòng)機(jī)缸和連桿的磨損率，延長(zhǎng)其使用壽命。”

生物柴油含氧量高，十六烷值高，燃燒性能優(yōu)于普通柴油;可以被生物降解，對(duì)土壤和水的污染較少;沒有硫散發(fā)，可減少酸雨發(fā)生，可以降低90%的空氣毒性，降低94%的致癌率;它閃點(diǎn)高，有較高的安全性能，儲(chǔ)存、使用、運(yùn)輸都非常安全，不在危險(xiǎn)品之列;生物柴油的價(jià)格是每噸3000元，而傳統(tǒng)柴油價(jià)格一般是每噸4200—4500元。原因三：花生下腳料做生物柴油原料很便宜以前很多生物柴油都是用大豆、油菜籽等生產(chǎn)出來(lái)的，但是大豆、油菜籽本身成本比較高，而花生油下腳料相比之下很便宜。“所謂花生油下腳料是花生中不能食用的一些低質(zhì)油脂，占整個(gè)花生的5%%左右。”

“同時(shí)，我們對(duì)副產(chǎn)品甘油的提取純化進(jìn)行了研究，獲得純度和色澤均達(dá)到分析純標(biāo)準(zhǔn)的甘油，大大降低了生物柴油的生產(chǎn)成本。”生物柴油怎么做——楊博士介紹，“生產(chǎn)生物柴油有化學(xué)和酶兩種方法，目前我們實(shí)驗(yàn)室用這兩種方法都能把花生油下腳料轉(zhuǎn)化為生物柴油。”所謂化學(xué)法，簡(jiǎn)單來(lái)說就是用化學(xué)試劑作催化劑?；瘜W(xué)試劑比較便宜，所以化學(xué)法生產(chǎn)成本比較低，而且其轉(zhuǎn)化速度快，只需要20分鐘，但是，用化學(xué)法生產(chǎn)生物柴油，催化劑會(huì)污染環(huán)境。酶法是用生物酶作催化劑，它不會(huì)污染環(huán)境，但缺點(diǎn)是不僅貴，時(shí)間也長(zhǎng)，一般需要24小時(shí)到48小時(shí)。

“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室確定了脂肪酶固定化技術(shù)和脂肪酶催化法生產(chǎn)生物柴油的反應(yīng)條件，可以有效保證脂肪酶的活力，大大降低了酶的使用成本。”楊博士說，“但真正到大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，還要優(yōu)先考慮用化學(xué)法。”他解釋說，“這是因?yàn)?，與酶法相比化學(xué)法還是很便宜的，而且，我們化學(xué)法用的催化劑是氫氧化鉀，我們可以把它壓縮轉(zhuǎn)化為肥皂，直接用于洗衣等，這樣，就不會(huì)污染環(huán)境。”

“生物柴油主要成分是一種化學(xué)名為脂肪酸甲酯的物質(zhì)，那么整個(gè)技術(shù)的關(guān)鍵就是如何把花生油下腳料轉(zhuǎn)化為這種物質(zhì)。”楊博士說。第一步：預(yù)處理需要把花生油下腳料進(jìn)行預(yù)先處理，這步比較簡(jiǎn)單，主要是對(duì)花生油下腳料進(jìn)行去雜質(zhì)、脫水和脫酸，并考察醇油摩爾比以及其他條件對(duì)反應(yīng)的影響，確定反應(yīng)的最佳條件。第二步：催化反應(yīng)這是一個(gè)關(guān)鍵步驟，要嚴(yán)格控制反應(yīng)的溫度、時(shí)間、催化劑用量、花生油下腳料和甲醇的比例，讓花生油下腳料與加入的甲醇進(jìn)行反應(yīng)，生成脂肪酸甲酯和甘油，其中脂肪酸甲酯是生物柴油的主要成分，而甘油是副產(chǎn)品。第三步：對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行后期處理甘油不是生物柴油的成分，所以要把它分離出來(lái)。由于甘油密度，粘稠度比較大，一般會(huì)沉積在下面，和生物柴油分成明顯的兩層，所以直接把它們分別倒入兩個(gè)容器即可分離。這時(shí)候分離的甘油是粗甘油，帶有褐顏色，還需要把它處理成無(wú)色，這樣它就可以作為另一種產(chǎn)品銷售。反應(yīng)過程中會(huì)剩余一些未反應(yīng)完的甲醇，也需要把它分離回收。甲醇的沸點(diǎn)是80多度，而脂肪酸甲酯的沸點(diǎn)是300多度，這樣利用它們之間沸點(diǎn)的不同可以把甲醇蒸發(fā)回收。第四步：洗去雜質(zhì)經(jīng)過前三步之后，剩下的產(chǎn)物就是生物柴油了。

如果還想得到性能更好的生物柴油，還需要把它進(jìn)行水洗，通俗的話講就是把生物柴油洗的更干凈，純凈一些。通常是把生物柴油倒入水中，其中所含的雜質(zhì)如催化劑氫氧化鉀會(huì)溶入水中，而生物柴油不溶于水，這樣就能把雜質(zhì)清洗掉。聽聽專家怎么說——課題組成員楊慶利博士：花生油下腳料轉(zhuǎn)化為生物柴油規(guī)?；a(chǎn)前景很好花生油下腳料轉(zhuǎn)化為生物柴油技術(shù)的研發(fā)成功使我國(guó)成為世界上極少數(shù)掌握這一技術(shù)的國(guó)家之一，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，而且用這種技術(shù)還可以把餐飲業(yè)地溝油轉(zhuǎn)化為生物柴油。其原料供應(yīng)充足，規(guī)?；a(chǎn)前景很好，很多企業(yè)都愿意合作。我們現(xiàn)在建成一個(gè)小試設(shè)備，每小時(shí)可以生產(chǎn)100升，如果以后投入規(guī)?；a(chǎn)，每小時(shí)生產(chǎn)幾噸沒問題?；ㄉ芯克L(zhǎng)禹山林：生物柴油最大的優(yōu)點(diǎn)就是不含對(duì)人體有害的硫和苯與傳統(tǒng)柴油相比，我們研制的生物柴油最大的優(yōu)點(diǎn)就是不含對(duì)人體有害的硫和苯。

當(dāng)前，山東省每年產(chǎn)生花生油下腳料6萬(wàn)噸，餐飲業(yè)地溝油20萬(wàn)噸，不僅造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且嚴(yán)重威脅到人們的身體健康。通過該項(xiàng)技術(shù)僅把這兩項(xiàng)廢棄油脂轉(zhuǎn)化成綠色環(huán)保的生物柴油，每年產(chǎn)量就可達(dá)24萬(wàn)噸，直接創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值加上節(jié)約下來(lái)的治理廢棄油脂帶來(lái)的污染所需的費(fèi)用，可達(dá)上億元。