能源又有新技术：花生油下脚料能变柴油

谈起生物柴油，或许很多人对它还很陌生，还充满着好奇与疑问。它是一种清洁的可再生能源，是以大豆、油菜籽等油料作物以及油棕、黄连木等油料林木果实为原料制成的液体燃料，具有原料来源广泛、可再生性高、污染性低等特点，是优质的石油柴油代用品。

近日，用花生油下脚料制生物柴油技术被山东花生研究所掌握。“与传统柴油相比，我们这次利用花生油下脚料转化的生物柴油不含对人体有害的硫和苯，燃烧排放的烟灰减少了50%%，而成本则降低了30%%。”课题组成员杨庆利博士说。为什么要做生物柴油——原因一：能源消耗致使生态环境污染严重长期以来，世界各国能源消耗仍以石油、天然气等石油基燃料为主。石油基燃料在人类社会现代化发展中发挥巨大作用的同时，也带来了严重的生态环境污染问题。

资料显示，大气中70%的二氧化碳、80%的硫化物和70%的氮氧化物来自于化石燃料燃烧后的产物。而生物柴油作为一种新型、清洁和可再生能源，它的开发利用不会导致环境温室气体CO2总量的增加，并有助于减少排泄其它多种环境污染物。所以，基于对石油资源储备不足的担心和石油基产品大量消费导致生态环境不断恶化的现状，在新世纪伊始，许多国家都制定了相应的生物能源开发研究计划。原因二：生物柴油比普通柴油性能优越许多杨博士介绍，“与柴油相比，生物柴油有较好的发动机低温启动性能，无添加剂时冷凝点达-10℃;有较好的润滑性能，可降低喷油泵、发动机缸和连杆的磨损率，延长其使用寿命。”

生物柴油含氧量高，十六烷值高，燃烧性能优于普通柴油;可以被生物降解，对土壤和水的污染较少;没有硫散发，可减少酸雨发生，可以降低90%的空气毒性，降低94%的致癌率;它闪点高，有较高的安全性能，储存、使用、运输都非常安全，不在危险品之列;生物柴油的价格是每吨3000元，而传统柴油价格一般是每吨4200—4500元。原因三：花生下脚料做生物柴油原料很便宜以前很多生物柴油都是用大豆、油菜籽等生产出来的，但是大豆、油菜籽本身成本比较高，而花生油下脚料相比之下很便宜。“所谓花生油下脚料是花生中不能食用的一些低质油脂，占整个花生的5%%左右。”

课题组组长、花生研究所所长禹山林介绍，“用我们这种技术，一吨下脚料可以生成一吨生物柴油，转化效率可达100%%。”他说，“而且生物柴油的十六烷脂指标高达56，而常规柴油是45，我们提高了20%%多。指标越高说明燃烧效果越好。”现在，他们研究出来的生物柴油经山东省产品质量监督检验研究院检测，发现除冷滤点较高外，其主要性能指标如闪点、运动黏度、硫含量、密度等均优于我国零号柴油。他们在四轮小型拖拉机进行试验，结果生物柴油几乎没有污染，对柴油机没有影响，效果良好。

“同时，我们对副产品甘油的提取纯化进行了研究，获得纯度和色泽均达到分析纯标准的甘油，大大降低了生物柴油的生产成本。”生物柴油怎么做——杨博士介绍，“生产生物柴油有化学和酶两种方法，目前我们实验室用这两种方法都能把花生油下脚料转化为生物柴油。”所谓化学法，简单来说就是用化学试剂作催化剂。化学试剂比较便宜，所以化学法生产成本比较低，而且其转化速度快，只需要20分钟，但是，用化学法生产生物柴油，催化剂会污染环境。酶法是用生物酶作催化剂，它不会污染环境，但缺点是不仅贵，时间也长，一般需要24小时到48小时。

“我们在实验室确定了脂肪酶固定化技术和脂肪酶催化法生产生物柴油的反应条件，可以有效保证脂肪酶的活力，大大降低了酶的使用成本。”杨博士说，“但真正到大规模生产时，还要优先考虑用化学法。”他解释说，“这是因为，与酶法相比化学法还是很便宜的，而且，我们化学法用的催化剂是氢氧化钾，我们可以把它压缩转化为肥皂，直接用于洗衣等，这样，就不会污染环境。”

“生物柴油主要成分是一种化学名为脂肪酸甲酯的物质，那么整个技术的关键就是如何把花生油下脚料转化为这种物质。”杨博士说。第一步：预处理需要把花生油下脚料进行预先处理，这步比较简单，主要是对花生油下脚料进行去杂质、脱水和脱酸，并考察醇油摩尔比以及其他条件对反应的影响，确定反应的最佳条件。第二步：催化反应这是一个关键步骤，要严格控制反应的温度、时间、催化剂用量、花生油下脚料和甲醇的比例，让花生油下脚料与加入的甲醇进行反应，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，而甘油是副产品。第三步：对产物进行后期处理甘油不是生物柴油的成分，所以要把它分离出来。由于甘油密度，粘稠度比较大，一般会沉积在下面，和生物柴油分成明显的两层，所以直接把它们分别倒入两个容器即可分离。这时候分离的甘油是粗甘油，带有褐颜色，还需要把它处理成无色，这样它就可以作为另一种产品销售。反应过程中会剩余一些未反应完的甲醇，也需要把它分离回收。甲醇的沸点是80多度，而脂肪酸甲酯的沸点是300多度，这样利用它们之间沸点的不同可以把甲醇蒸发回收。第四步：洗去杂质经过前三步之后，剩下的产物就是生物柴油了。

如果还想得到性能更好的生物柴油，还需要把它进行水洗，通俗的话讲就是把生物柴油洗的更干净，纯净一些。通常是把生物柴油倒入水中，其中所含的杂质如催化剂氢氧化钾会溶入水中，而生物柴油不溶于水，这样就能把杂质清洗掉。听听专家怎么说——课题组成员杨庆利博士：花生油下脚料转化为生物柴油规模化生产前景很好花生油下脚料转化为生物柴油技术的研发成功使我国成为世界上极少数掌握这一技术的国家之一，填补了国内空白，而且用这种技术还可以把餐饮业地沟油转化为生物柴油。其原料供应充足，规模化生产前景很好，很多企业都愿意合作。我们现在建成一个小试设备，每小时可以生产100升，如果以后投入规模化生产，每小时生产几吨没问题。花生研究所所长禹山林：生物柴油最大的优点就是不含对人体有害的硫和苯与传统柴油相比，我们研制的生物柴油最大的优点就是不含对人体有害的硫和苯。

当前，山东省每年产生花生油下脚料6万吨，餐饮业地沟油20万吨，不仅造成了严重的环境污染，而且严重威胁到人们的身体健康。通过该项技术仅把这两项废弃油脂转化成绿色环保的生物柴油，每年产量就可达24万吨，直接创造的经济价值加上节约下来的治理废弃油脂带来的污染所需的费用，可达上亿元。