生物法生产生物柴油的研究进展文献综述.doc

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1、生物法生产生物柴油的研究进展文献综述摘要：本文介绍了生物柴油的生产原料及其理化性质，综述了生物法生产生物柴油的生产工艺以及国内外研究现状。关键词：生物柴油；原料；生产工艺；研究进展随着经济的迅速发展，全球性化石资源口益枯竭，液体燃油的供应形势口趋严峻，能源短缺问题己经成为制约世界各国经济发展的重要因素之一。资源有限性带来的能源危机以及造成的环境污染问题都在促使人们努力寻找石油的替代燃料⑴生物柴油作为化石能源的重要替代品，具有重要的应用价值和广阔的发展空间。生物柴油相对于普通柴油，优点非常明显：首先生物柴油以可再生的动植物脂肪酸单酯为原料，可减少对石油的依赖性，提供可再生能源

2、。其次生物柴油环境友好，生物柴油的尾气中有毒有机物、颗粒物和C02+C0的含量分别仅为普通柴油尾气含量的10%、20%和10%,无SO2和铅等有毒物质的排放；混合生物柴油可将尾气的含硫体积分数从500X10%降低到5X102⑵1生物柴油的生产原料日前世界上超过95%的生物柴油制备是以食用油为原料的，尽管现阶段存在生产成本过高等缺点，但是通过合理开发利用，可以有效缓解石化柴油供应紧张的局面。⑶所以世界各国纷纷根据本国国情选择合适的原料生产生物柴油。由于高产转基因大豆在美国种植普遍,所以将大豆油作为生物柴油生产原料；东南亚地区根据当地土壤气候适合种植种植油棕，所以就利用棕柵油来

3、发展生物柴油产业；欧洲各国利用食用油中的菜籽油来生产生物柴油，特别是徳国，油菜种植面积广阔；日本主要采用更为廉价的餐饮废油来生产生物柴油。生物柴油的生产原料主要有植物油脂（草本油料植物和木本油料植物）、动物油脂、微生物油脂和废弃无用油脂四大类。⑷2生物柴油的理化性质不同油脂原料生产的生物柴油在理化性质方面有很大变化。生物柴油的化学组成为脂肪酸甲酯，所含脂肪酸碳链长度在12〜22之间，特别是16、18碳链几乎占到90%以上。碳链长度和饱和度是影响生物柴油性质的重要因素，主要对生物柴油的黏度、十六烷值、低温流动性及氧化安定性产生影响。生物柴油的黏度与碳链长度及饱和度有关。随着碳

4、链的增长和饱和度的增加，生物柴油的黏度增加。低温流动性的好坏与生物柴油碳链的饱和性有关,碳链的饱和程度越高，低温流动性越差。生物柴油具有较强的溶解能力，贝克松脂丁醇值（KB）越大，其溶解能力越强。⑸3生物柴油的生物法生产工艺3.1酶法催化相对于酸碱化学法，生物酶法酯交换反应醇消耗量较少，产品回收过程简单，无污染排放，适用范围广。跟超临界法相比，生物酶法又具有反应条件温和、能耗低、对设备要求低等优点。但另一方面，生物酶法生产生物柴油也存在一•些缺点，如生产成本高、反应效率低,阻碍了酶法技术在工业生产上应用。⑹而酯交换反应前若对酶做适当的预处理，能够提高脂肪酸酯的产率。⑺酶法催

5、化有以下两种：1）游离酶催化。目前，游离的脂肪酶可制成冻干粉末或水溶性的液态酶溶液。对于非均相酯交换反应而言，采用游离酶催化是有利的。且与固定化酶相比,游离酶价格较低，无需载体。但游离酶的最大不足是催化效率不高，回收利用有一定困难。⑻2）固定化脂肪酶。固定化脂肪酶与游离脂肪酶相比，其最大的优势是能够从反应体系中回收，实现了脂肪酶的重复利用，降低酶法催化生产生物柴油的生产成本。⑼影响固定化酶催化制备生物柴油的主要因素有：温度、甲醇、副产物甘油、含水量等o11011.1全细胞生物催化酶催化的酯交换反应转化率低，分离、纯化及酶的固定化成本高。所以全细胞生物催化剂如丝状真菌、酵母菌

6、和细菌就成为较好的替代晶，能有效利用成本，至少能节约分离和纯化的成本。（口1.2微生物油脂1.2.1微藻藻种的选育微藻是以光合自养模式生存的微生物，在全球各种生态环境中普遍存在着，其物种的多样性是高等油料植物望尘莫及的。因此，在实际生产中，人们可以更从容地选择具有生产所需特殊性状的优良藻种。优良富油藻种的选育是整个生产过程效率提高与成本降低的关键，应综合考虑儿个因素的平衡：生长速率与油脂含量平衡；对营养环境如CO2浓度的耐受性好且对环境的可能性危害最小；便于生物量采收及后加工，能获得高附加值成分等。开发高含油率、环境适应性强的新油料藻株是微藻生物柴油发展的重点。微藻选育的另

7、一途径为基因分子改造，构造富油工程藻，具体的方法可通过改变微藻基因组成或其调控元件、加强产油代谢途径或减少产油旁代谢来实现。然而，现阶段只有很少种类的微藻能进行基因改造，对基因表达调控机制的说明不够，也缺乏精细的分子工具。这些不足阻碍了基因改造法的广泛应用o11211.2.2微藻生物柴油的优势①单位而积微藻油脂产出效率明显高于其他植物油料作物。②微藻生物柴油是可再生、可降低温室效应、对环境友好的生物质能，基本无毒、不含硫类、可生物降解，提取油脂后的微藻副产品可作为土壤肥料或用于乙醇提取。③微藻不是人类可食用的食晶，