生物柴油技术 陈秋鸿+18300680191 生物技术在出行方面应用广泛,其在能源方面上的应用更具有现实意义和 价值。因此,我想在本次技术报告中对给人类带来福音的生物柴油技术进行介绍 图 一、技术原理 生物柴油是指动植物油与甲醇等短链醇进行酯化、酯交换后在精制后得到的脂肪 酸甲酯,是一种可再生的清洁能源。目前,国际上对生物柴油的开发形势看好, 而制造生物柴油的途徑主要有三条:一是利用食用油生产生物柴油;二是利用甘 蔗渣发酵生产柴油;三是利用"工程微藻"生产柴油。 1、利用食用油生产生物桨油 日本每年的食用油消费量为200万屯,产生的废食用油达40万吨,为生产生物 柴油提供了原料。借助酶法即脂酶进行酯交换反应,混在反应物中的游离脂肪酸 和水对酶的催化效应无影响。反应液静置后,脂肪酸甲酯即可与甘油分离,从而 可获取较为纯净的柴油
生物柴油技术 陈秋鸿+18300680191 生物技术在出行方面应用广泛，其在能源方面上的应用更具有现实意义和 价值。因此，我想在本次技术报告中对给人类带来福音的生物柴油技术进行介绍。 一、技术原理 生物柴油是指动植物油与甲醇等短链醇进行酯化、酯交换后在精制后得到的脂肪 酸甲酯，是一种可再生的清洁能源。目前，国际上对生物柴油的开发形势看好， 而制造生物柴油的途径主要有三条：一是利用食用油生产生物柴油；二是利用甘 蔗渣发酵生产柴油；三是利用"工程微藻"生产柴油。 1、利用食用油生产生物柴油 日本每年的食用油消费量为 200 万吨，产生的废食用油达 40 万吨，为生产生物 柴油提供了原料。借助酶法即脂酶进行酯交换反应，混在反应物中的游离脂肪酸 和水对酶的催化效应无影响。反应液静置后，脂肪酸甲酯即可与甘油分离，从而 可获取较为纯净的柴油
山雪→受 加器 靜置分離 30分鐘 蜚靜分 2、利用甘蔗渣发酵生产柴油 有报道利用甘蔗渣为原料发酵生产优质柴油的研究成票,据称1吨甘蔗渣的能量 与1桶石油相当(每桶等于31.5加仑,每加仑等于3、7853升)。如加拿大 家技术公司正在将这一成果转化为生产力,已建立每天6桶生物柴油的装置, 以蔗渣为原料生产柴油,并计划扩建成每天25吨工业规模的生产裝置。 甘蔗這 机械粉碎 液态热水处理 滤液1 固体残余物I 被淩处理 液II 固体残余物Il 微生物分 滤液I+Ⅱ滤液I滤 滤液Ⅲ圄体残余物I 液Ⅳ+固体残余物Ⅳ 氨处理 同步糖化发醇 滤液I 固体残余物I 滤液I+滤液Ⅱ+滤液Ⅲ+德液Ⅳ+德液V 分步糖化发酵 滤液V 固体残余物V 3、利用"工程微藻"生产柴油 用"工程微藻"生产柴油是柴油生产一项值得注意的新动句。所谓"工程黴藻"即通
2、利用甘蔗渣发酵生产柴油 有报道利用甘蔗渣为原料发酵生产优质柴油的研究成果，据称 1 吨甘蔗渣的能量 与 1 桶石油相当（每桶等于 31．5 加仑，每加仑等于 3．7853 升）。如加拿大 一家技术公司正在将这一成果转化为生产力，已建立每天 6 桶生物柴油的装置， 以蔗渣为原料生产柴油，并计划扩建成每天 25 吨工业规模的生产装置。 3、利用"工程微藻"生产柴油 用"工程微藻"生产柴油是柴油生产一项值得注意的新动向。所谓"工程微藻"即通
过基因工程技术建构的微藻,为柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可 更新能源实验蜜(NREL丿通过现代生物技术建成"工程徵藻",即硅藻类的一种 工程小环藻"( Cyclotellacryptica),在实验室条件下可使脂质含量增加到60% 以上(一般自然状态下微藻的脂质含量为5%-20%),户外生产也可增加到 40%以上。这是由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达, 在控制脂质累积水平方面起到了重要作用。目前正在研究合适的分子载体,使 ACC基因在细菌、酵母和植物中亢分表达,还进一步将修饰的ACC。 生产生物柴油 饲料等 出油率高,无污染 高含油量藻种 控制器 光生物反应器 生物柴油 空间体积小,不占地,繁殖周期短 应用 成本与石化油相当 燃烧后产生清洁气体,无污染 徽藻生物柴油生产过程 、技术应用 1、世界各国对生物柴油的应用:目前,世界各国,尤其是发达国家,都在致力 于开发高效、无污染的生物质能利用技术。欧洲已成为全球生化柴油的主要生产 地。美国、意大利、法国已相继建成生物柴油生产裝置数十座 2、中国生物柴油的应用 国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制 定了一些政策和措施,早有一些学者和专家已致力于生物柴油的研究、倡导工作。 中国生物柴油的研究与开发虽起步较晚,但发畏速度很快,一部分科研成果已达 到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其
过基因工程技术建构的微藻，为柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可 更新能源实验室（NREL）通过现代生物技术建成"工程微藻"，即硅藻类的一种" 工程小环藻"（Cyclotellacryptica），在实验室条件下可使脂质含量增加到 60％ 以上（一般自然状态下微藻的脂质含量为 5％－20％），户外生产也可增加到 40％以上。这是由于乙酰辅酶 A 羧化酶（ACC）基因在微藻细胞中的高效表达， 在控制脂质累积水平方面起到了重要作用。目前正在研究合适的分子载体，使 ACC 基因在细菌、酵母和植物中充分表达，还进一步将修饰的 ACC 。 二、技术应用 1、世界各国对生物柴油的应用： 目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力 于开发高效、无污染的生物质能利用技术。欧洲已成为全球生化柴油的主要生产 地。美国、意大利、法国已相继建成生物柴油生产装置数十座。 2、中国生物柴油的应用 ： 中国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制 定了一些政策和措施，早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。 中国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达 到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其
加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段性成果,这无疑将有助于中国 生物柴油的进一步研究与开发。可以预计,在2-3年内,中国在该领域的研究将 会有突破性进畏并达到实用水平 三、技术优缺点 优点 ①生物柴油燃娆所产生的CO2远低于植物整个生长过程中所吸收的 CO2,有利于缓解温室效应 ②生物柴油与石油柴油性能相近,作为祟油机燃料肘不需改造发动机,储 存也与石油柴油一样; ⑦生物柴油易于生物降解,其生物降解性比石油柴油快4倍 ④由于原料为动植物油脂,因此生物柴油也具有可再生性 缺点 ①生物柴油产品的成本高没有价格优势 ②薄弱的生物柴油技术产业化基础制约着规模化生产 原料对生物柴油的性质有很大的影响。如亚油酸含量高,则生物柴油的 氣化安定性可能较差,这需要加入相应的添加剂来解决
加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段性成果，这无疑将有助于中国 生物柴油的进一步研究与开发。可以预计，在 2-3 年内，中国在该领域的研究将 会有突破性进展并达到实用水平 三、技术优缺点 优点 ① 生物柴油燃烧所产生的 CO2 远低于植物整个生长过程中所吸收的 CO2，有利于缓解温室效应; ② 生物柴油与石油柴油性能相近，作为柴油机燃料时不需改造发动机，储 存也与石油柴油一样; ③ 生物柴油易于生物降解，其生物降解性比石油柴油快 4 倍 ④ 由于原料为动植物油脂，因此生物柴油也具有可再生性 ⑤ …… 缺点 ① 生物柴油产品的成本高没有价格优势 ② 薄弱的生物柴油技术产业化基础制约着规模化生产 ③ 原料对生物柴油的性质有很大的影响。如亚油酸含量高，则生物柴油的 氧化安定性可能较差，这需要加入相应的添加剂来解决。 ④ ……