食堂废油制备生物柴油的研究

食品废物含有大量的油脂,本研究对食品废物的油脂含量进行了连续监测,以其为原料开展生物柴油的制备研究,并对其组成进行测试分析,同其他原料所得生物柴油作对比,结果表明:食品废物的平均含油率均超过了10%(干基)。利用食品废物中提取的废弃油脂制取的生物柴油以棕榈酸甲酯、油酸甲酯和亚油酸甲酯含量最高,分别为38.70%、亚油酸甲酯18.32%和棕榈酸甲酯31.72%,其组成与以植物油为原料合成生物柴油组成基本相似,符合作为柴油替代品的要求。     

地沟油制备生物柴油的方法研究进展

地沟油,泛指生活中存在的各类劣质油脂.以地沟油为原料制备生物柴油,既可以实现地沟油的资源化利用,防止地沟油进入食物链,又可以降低生物柴油的生产成本.主要对地沟油制备生物柴油的催化热解法、酯交换法、离子液体法的工艺方法进行综述,为今后的研究提供参考.     

含糖废水活性污泥制备生物柴油的方法探究

本研究以处理葡萄糖废水的活性污泥为研究对象,考察了细胞破壁方法、油脂萃取溶剂及甲酯化方案对制备生物柴油的影响,并提出适用于活性污泥制备生物柴油的方法,以期为实现剩余污泥资源化、降低生物柴油生产成本提供技术支持.实验采用了盐酸加热、盐酸加热-超声、超声及液氮冷冻4种细胞破壁方法,选用二氯甲烷-甲醇和正己烷-甲醇-丙酮两种油脂萃取溶剂组合,使用油脂萃取-甲酯化(两步法)和原位甲酯化(一步法)两种方案,以降解含糖废水的活性污泥为原料,制取生物柴油.研究结果表明,盐酸加热破壁配合二氯甲烷-甲醇提取油脂的两步法获得的生物柴油产量最高,每克污泥(干重)的生物柴油产量达(60.4±3.5)mg·g-1.超声破壁一步法虽产量偏低((45.5±3.2)mg·g-1,以SS计),但步骤相对简单,化学试剂用量少.通过GC-MS分析发现,不同甲酯化方案所制备的脂肪酸甲酯(FAMEs)在组分上差别不大,除了含有月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕榈油酸甲酯、棕榈酸甲酯、油酸甲酯、硬脂酸甲酯,还含有5种带甲基支链的脂肪酸甲酯及两种单不饱和脂肪酸甲酯,这可能对改善生物柴油的低温流动性有一定的帮助.     

剩余污泥微生物发酵合成微生物油脂制备生物柴油技术研究

提高剩余污泥微生物发酵合成微生物油脂的含量是促进剩余污泥制备生物柴油技术的重要研究方向.本研究首先比较了BD法、二甲亚砜-甲醇法和酸热法对剩余污泥微生物油脂提取率的影响.结果发现,酸热法提取得到的微生物油脂含量最高,进一步甲酯化合成的生物柴油产率最高达到2.1%.通过控制发酵过程pH和调节初始C/N,可以提高剩余污泥微生物发酵合成可酯化油脂的含量,在pH=4、C/N=100条件下发酵合成的微生物油脂甲酯化得到的生物柴油产量和产率可提高至1.81 g·L~(-1)和13.06%.在此基础上重点比较了4种模拟含糖废水对剩余污泥微生物发酵合成油脂的影响.结果表明,木糖为碳源时合成的微生物油脂进一步甲酯化为生物柴油的产量和产率显著高于乳糖、蔗糖和葡萄糖,分别达到3.90 g·L~(-1)和24.55%.研究表明,以剩余污泥微生物为菌源,采用木糖等含糖废水为培养基,通过控制发酵条件可以强化剩余污泥微生物合成可酯化的微生物油脂含量,进而提高生物柴油产量.     

餐饮废弃油脂的生物柴油生命周期能耗与CO_2排放分析

对以餐饮废弃油脂为原料,利用化学催化法生产的生物柴油进行了生命周期能耗与CO2排放分析,以具有1 MJ能量的生物柴油产品为功能单位.结果表明:生物柴油生命周期总能耗为1.648 9 MJ,化石能耗为0.616 9 MJ,化石能效比为1.62,生命周期净能量产出为0.383 1 MJ,生命周期CO2净排放量为-10.34 g.与生产和使用1 MJ能量的石化柴油相比,生物柴油生命周期总能耗升高37%,化石能耗降低49%,可减少CO2排放90.99 g.     

徐匡迪等院士提出发展生物柴油具有战略意义

日前 ,中国工程院院长徐匡迪、副院长沈国舫及我国石油化工、能源发展、植物生理、油料作物领域的院士闵恩泽、范维唐、沈允纲、方智远、傅廷栋等在研讨我国生物柴油发展时提出 ,针对我国原油资源有限 ,将长期依赖大量进口石油的国情 ,发展立足于本国原料大规模生产替代液体燃料———生物柴油 ,对增强国家石油安全具有重要的战略意义。据介绍 ,生物柴油是清洁的可再生能源。它是以大豆、油菜子等油料作物 ,油粽、黄连木等油料林木果实 ,工程微藻等水生植物 ,以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料 ,是优质的石油柴油代用品。院士认…     

垃圾油变生物柴油技术成功应用

近日从福建省经贸委获悉 ,福建省采用新技术使垃圾油变为优质生物柴油 ,现已产出生物柴油 5 0 0 0多吨 ,以往食用油加工过程中的下脚料、地沟油、废猪油等垃圾油如今成为生产原料。据介绍 ,该项技术是将垃圾油加入反应罐 ,通过一种微酸性催化剂技术 ,使得其醇解和酯化过程可同时进行 ,反应速度明显加快。另外 ,通过一种金属盐处理剂 ,解决了利用废旧动植物油脂生产柴油残留酸值高的关键问题。这两项关键技术降低了生物柴油的生产成本 ,使得生物柴油生产从实验室走进了车间。生物柴油为一种新的清洁能源 ,是以大豆、油菜籽等油料作物 ,油粽、…     

地沟油酯交换法制取生物柴油的研究进展

针对我国地沟油及地沟油酯交换制备生物柴油的现状,综述了地沟油酯交换制备生物柴油的方法,包括传统化学催化法、超声波辅助法、生物酶法、超临界法。阐述了地沟油酯交换法制备生物柴油的反应机理,分析了各种方法的优缺点。基于针对地沟油制备生物柴的影响因素,包括酸值、醇油摩尔比、反应时间,温度等的分析,提出地沟油超临界法制备生物柴油研究意见及优化工艺方法。研究表明:油脂转化率为93.3%~94.6%的两步酸碱催化是最适合工业生产,油脂转化率为95%~99.3%的超临界法是最有前景的环境友好型技术。     

生物柴油的研究与应用

生物柴油作为一种可再生能源，可以由动植物油脂通过转酯化反应来制备，它在燃料特性方面与矿物柴油有着十分相似的品质，因此使用生物柴油无须对现有的柴油发动机做任何改造，以生物柴油为燃料的机动车尾气中不含硫氧化物，排出的总颗粒物、总ＨＣ和ＣＯ的量分别是矿物柴油的３０％、４０％和５０％。生物柴油的热效率比矿物柴油高５％～８％，而两者在发动机输出功率上并没有太大的差异。     

曝气量对颗粒污泥制备生物柴油的影响

以处理葡萄糖废水的好氧颗粒污泥为研究对象,考察了不同曝气量对颗粒污泥的菌群结构以及后续制备生物柴油的影响.研究结果表明,不同曝气条件下的颗粒污泥形态以及细菌,真菌的菌群结构存在明显差异,曝气量为167L/（min·m³）时,丝状真菌比例最高（8.57%）,且单位生物量的生物柴油产量也最高,达到（48.62 ±1.36）mg/g SS.不同曝气条件下形成不同菌群结构的颗粒污泥,不仅影响了污泥制备生物柴油的产量,其组分也存在明显差异.曝气量为167L/（min·m³）条件下,亚油酸甲酯（C18：2）大幅增加,这可能与该条件下颗粒污泥中出现的酵母菌Dipodascus有关.由此可见,在实际工程中可以通过控制曝气量来提高生物柴油产量和调节其组分结构.     

生命周期视角下废弃餐饮油脂炼制生物柴油的环境效益分析

废弃餐饮油脂的资源化利用是关乎公众健康和环境保护的重要举措.目前我国废弃餐饮油脂炼制生物柴油的环境效益尚不明晰、国家政策模糊,相关产业发展滞缓.本研究以国内废弃餐饮油脂炼制生物柴油的典型企业为例,利用GaBi软件对废弃餐饮油脂的收集、预处理、酯化和运输等过程全生命周期阶段的资源环境影响进行系统核算,评估其环境效益,以期为国家生物柴油行业发展和相关政策制定提供科学依据.研究结果表明:①整个生命周期过程中,酯化阶段的环境影响最大,各指标占比为52.91%～96.05%,其环境影响主要是由燃煤、用电和甲醇消耗引起;②敏感性分析结果显示,燃煤、用电、甲醇消耗和收集距离的变化对整个生命周期环境影响结果有着较大影响;③废弃餐饮油脂炼制的生物柴油生命周期化石能源消耗16406 MJ·t~(-1)、温室气体排放815 kg CO_2 eq·t~(-1),与石化柴油相比,具有较好的节能和温室气体减排效益.     

国Ⅴ公交车燃用生物柴油的颗粒物碳质组分排放特性

以一辆国Ⅴ柴油公交车为研究对象,在重型底盘测功机上运行中国典型城市公交循环,研究了纯柴油（D100）,体积混合比例分别为5%,10%和20%餐厨废弃油脂制生物柴油-柴油混合燃料（即B5,B10,B20）的颗粒物（PM）碳质组分排放特性.结果表明：国Ⅴ柴油公交车尾气颗粒物碳质组分包括有机碳（OC）和元素碳（EC）,OC占73%~82%,OC的主要组分是OC2和OC3,生物柴油对车辆尾气颗粒物OC组成比例没有影响;随着生物柴油混合比例的增加,公交车尾气颗粒物OC和OC+EC排放呈降低的趋势,EC排放增加,且B10的OC排放较高;PM_0.05~0.1,PM_0.1~0.5,PM_0.5~2.5,PM_2.5~18 4个粒径段颗粒物中,PM_0.1~0.5的OC和EC排放最高,PM_2.5~18的EC排放几乎为零,生物柴油可改善公交车尾气超细颗粒（PM_0.05~0.1）的OC排放,对公交尾气颗粒物EC排放基本没有影响;公交使用生物柴油混合燃料尾气颗粒物OC/EC减小,且PM_0.05~0.1和PM_0.5~2.5OC/EC降低幅度明显,对大气二次气溶胶的影响减弱.     

圆红冬孢酵母利用生物柴油副产物粗甘油产油脂的影响因素分析

以餐饮废油制备生物柴油的副产物粗甘油为碳源,采用圆红冬孢酵母发酵生产微生物油脂。通过对发酵影响因素的优化,确定了最适发酵条件为:种子复苏时长24 h、富集时长10 h、接种量为6%、初始粗甘油浓度为60 g/L、C/N为60、有机氮占总氮比例为75%、发酵体积为100 mL、发酵温度为30 ℃、发酵时间为6 d,在此条件下,获得总产油量为10.56 g/L,油脂产率为0.229。与无机氮源硫酸铵相比,有机氮源蛋白胨的添加显著提高了油脂含量和总产油量。通过测定油脂的脂肪酸成分并利用Hoekman方程估算所得生物柴油的性能指标,表明其符合中国、美国及欧盟标准。该方法既为粗甘油的再利用提供了一条新途径,又为生物柴油的生产提供了廉价的原材料。     

生物柴油对柴油机排放细颗粒物及其中多环芳烃的影响

在柴油发动机台架上,考察普通柴油和2种原料不同的生物柴油(B100-1,大豆油为原料;B100-2,废油为原料)在2个固定转速不同负荷的4个工况点的细颗粒物PM2.5及其中多环芳烃(PAHs)的排放特性.用石英滤膜采集了尾气中的细颗粒物,并用GC/MS分析了颗粒物中的PAHs.生物柴油在高负荷时降低了柴油机PM2.5的排放速率,最大降幅达到了37.3%,在低负荷情况下增加了PM2.5排放速率.在所测试的工况下,生物柴油的颗粒相PAHs的排放速率较普通柴油均有不同程度的降低,最大降幅达到77.6%.生物柴油不但降低了PAHs的排放速率,还降低了PAHs在PM2.5中的质量百分比.B100-2的PM2.5和PAHs的平均排放速率比B100-1分别增加14.7%和17.8%.3种燃料排放PM2.5中的PAHs的主要化合物相似,均以小分子量为主,其中以菲的含量最高,2~3环PAHs超过总排放50%.生物柴油排放的PAHs毒性当量与柴油相比有较大程度地下降.     

船舶燃用B10餐厨废弃油脂制生物柴油排放测试与分析

利用便携式排放测试系统（PEMS）,对一艘内河船舶燃用B10餐厨废弃油脂制生物柴油（生物柴油:柴油为1:9,体积比）进行实际工况排放测试。出港和进港工况下,CO、THC、NO_x和PM瞬态排放速率波动明显,巡航工况下,CO、THC和PM瞬态排放速率较稳定,NO_x排放随空气流量变化而在一定范围内波动;同燃用纯柴油时气态物和颗粒物排放相比,船舶燃用B10生物柴油时,在出港、巡航和进港工况,CO排放速率下降了20.37%、24.39%和6.05%,THC下降了8.2%、8.13%和25.23%,PM下降了53.11%、22.38%和36.55%,PN下降了14.17%、18.75%和46.47%;在出港和进港工况,NO_x排放速率下降了54.28%和40.39%,在巡航工况,NO_x上升了10.45%;燃用2种燃油排放颗粒物均随粒径呈双峰分布,峰值粒径大致相同,燃用B10生物柴油时核态颗粒物数量下降明显。试验表明,船舶燃用B10生物柴油能有效降低气态物和颗粒物排放。     

O#柴油分散液和乳化液对栉孔扇贝的急性毒性效应及富集差异性分析

本文以我国船舶常用燃料油0#柴油作为实验油品,以常用作海洋污染物指示的栉孔扇贝为受试生物,采用半静态暴毒实验法分别开展了栉孔扇贝对0#柴油分散液和柴油乳化液的急性毒性效应、富集与释放特征的对比研究。结果表明:（1）石油烃对栉孔扇贝具有较强的毒性效应,栉孔扇贝在柴油分散液中的96 h-LC₅₀为2.68 mg/L,在柴油乳化液中的96 h-LC₅₀为1.74 mg/L,二者均为高毒物质,消油剂的使用增加了柴油对扇贝的毒性;（2）栉孔扇贝在柴油乳化液中的稳态生物富集系数BCF₁为404.6~91.75 mg/L,动力学生物富集系数BCF₂为1973.80~327.06 mL/g,动力学吸收速率常数k_u为8.89~0.71 mL/（g·h）,均大于同浓度下在柴油分散液中BCF（292.2~49.6 mL/g、1412.4~106.5 mL/g）和k_u（6.92~0.48 mL/（g·h））,表明栉孔扇贝对柴油乳化液有更强的富集能力与富集速率。     

公交车燃用生物柴油的颗粒物水溶性离子排放

以一辆国Ⅴ柴油公交车为研究对象,在重型底盘测功机上运行中国典型城市公交循环,试验研究了柴油（D100）,体积混合比例分别为5%（B5）、10%（B10）和20%（B20）的废食用油制生物柴油-柴油混合燃料的尾气颗粒物水溶性离子（Water soluble ions,WSI）排放特性.结果表明：国Ⅴ柴油公交车尾气颗粒物呈弱酸性;WSI约占颗粒物质量的3%,主要集中在PM_0.5~2.5和PM_2.5~18粒径段,阴离子占WSI总量的72%~79%;废食用油制生物柴油对公交车尾气颗粒WSI种类没有影响;随着废食用油制生物柴油混合比例的增加,公交车尾气颗粒物WSI阴、阳离子浓度、颗粒物酸性整体增大,WSI浓度峰值向小粒径段移动;CaCl₂和NaCl可能是柴油公交车尾气颗粒物Cl^-、Ca²⁺、Na⁺的主要存在形式;控制废食用油制生物柴油硫、Na⁺、Ca²⁺和Cl^-含量,优化缸内燃烧减少NO_x排放,对降低柴油公交车尾气颗粒物WSI排放具有重要意义.     

栅藻LX1在水产养殖废水中的生长、脱氮除磷和油脂积累特性

利用高含油脂微藻处理废水,可以实现废水处理与生物柴油生产的耦合,已成为废水处理领域新的研究方向.研究了1株高含油脂的淡水栅藻LX1（Scenedesmus sp.LX1）在水产养殖废水中的生长、脱氮除磷和油脂积累特性.结果表明,栅藻LXl在该废水中的内禀生长速率、最大种群密度和最大种群生物量增长速率分别为0.44 d-1、7.46×106个.mL-1和0.82×106个.（mL.d）-1.培养至稳定期后,栅藻LXl对废水中的氨氮、亚硝态氮、硝态氮和磷的去除率分别为95.5%、96.3%、85.8%和98.8%;其生物量干重为0.38 g.L-1,单位藻细胞油脂含量高达31.6%.因此,栅藻LXl在水产养殖废水的净化和资源化方面具有较大优势,适于作为耦合工艺的优选藻种.     

生物柴油的研究现状及发展趋势

介绍了生物柴油的特点和国内外的发展现状。对目前常用的几种生物柴油的制法和有关生物柴油节能减排方面的具体情况以及生物柴油市场前景、原料前景和生物柴油未来发展的可行性进行了综述。     

耐高浓度沼液产油小球藻的分离鉴定与特征分析

本研究从长期在空气中放置的沼液中分离得到1株可以耐受高浓度沼液的藻株,经形态和分子生物学方法鉴定为小球藻属的一种,命名为Chlorella sp.BWY-1.本研究所用的沼液来自于以固液分离后的猪场废水为发酵原料的沼气工程.与普通小球藻Chlorella regularis(FACHB-729)的对比研究表明,Chlorella sp.BWY-1在BG11和不同浓度的沼液中都有相对较强的生长速率、生物量积累能力和氮磷等污染物去除能力.Chlorella sp.BWY-1在BG11中有最高的生长速率和生物量生产力(324.40 mg·L-1,以dw计),但是其含油量和油脂生产力随着沼液浓度的增加而增加.在未稀释的沼液中Chlorella sp.BWY-1的含油量可达44.43%,油脂生产力达108.70 mg·L-1.分析结果表明该藻株在养殖废水处理和生物能源方面具有一定的应用潜力,可以结合固液分离、厌氧发酵等其他技术用于养殖场废水的处理和生物柴油的制取.