利用生物质催化餐饮业废油脂制备生物柴油设计-南阳师范学院教务处.docVIP

“利用绿色生物质催化餐饮业废油脂制备生物柴油” 设计说明书 设计者：宋文河*、赛明泽、李志平、薛刚、张丹丰、李莉敏 指导老师：郭应臣 （南阳师范学院化学与制药工程学院 河南 南阳 473061） 摘要　以餐饮业废油脂为原料, 在生物质催化剂（煅烧鸡蛋壳）催化下,经酯化及酯交换反应，开发制备可再生绿色柴油，制备工艺清洁,无二次污染，产品性能稳定。所得产品具有较好的柴油机燃烧特性，产品技术指标符合我国轻柴油的标准。 关键词　餐饮业废油脂 生物质催化剂 废物利用 可再生资源 生物柴油 作品内容简介 本研究是以餐饮业废油脂为原料，研究开发出可再生绿色柴油--生物柴油。该产品具有闪点高、含硫量低、污染小、质量好等优点，是一种再生绿色能源。市场潜力大，应用前景广阔，具有显著的社会、经济效益，具有很高的推广应用价值。 本研究采用生物质（煅烧鸡蛋壳）催化法，在一定条件下经酯化及酯交换反应制备可再生绿色生物柴油。该工艺技术简便、可行，制备方法科学合理，催化剂可再生，生产过程清洁，无二次污染，产品性能稳定，具有较好的科学性和先进行。不仅减少了废弃油脂的排放，还可制得环保、可再生绿色生物柴油，由此带来的环境效益和社会经济效益是非常显著的。 按本方法生产的生物柴油,综合成本约为3564.8元/t,而目前生物柴油市场售价6000元/t,每生产1 t生物柴油可获利润达2400元。投资100万元，年产1000吨生物柴油，年获利税240万元。市场潜力大，推广应用前景广阔，具有显著的经济效益。同时，项目实施后可安排社会闲散人员就业，减轻就业压力，产生较好的社会效益。利用餐饮业废油脂制备可再生绿色生物柴油，不仅能消除废弃油脂对环境的污染，而且能充分利用资源，变废为宝，具有显著的环境效益。 联系人：宋文河 songwenhe08@163.com 1 研究背景及意义 近年来，随着石油资源的逐渐枯竭和人们环境保护意识的不断增强，一种以动植物油为原料合成的可再生绿色环保型燃料--生物柴油，引起了世界各国越来越多的关注[1-3]。据不完全统计，我国餐饮业每年排放上亿吨废油水[4]，产生废油脂达400万吨以上，餐饮废油中含有大量对人体有害的物质，已不能再食用。目前，在我国部分餐饮废油脂被回收加工成脂肪酸等工业原料[5]，而大部分被不法分子再利用重新流入餐饮市场，严重危害消费者的人身健康，有的业主直接将其排入下水道，不仅造成资源浪费，而且使水质富养化，严重污染环境。本着变废为宝、化害为利、消除污染, 开发可再生绿色能源，促进经济可持续发展的目的，而进行这种废弃油脂的回收利用研究。利用餐饮业废弃油脂制备可再生绿色柴油，不仅能消除废弃油脂对环境的污染，而且能充分利用废物资源，变废为宝。 生物柴油是以动植物油脂为原料，通过酯化或酯交换反应而生产的一种可替代石油柴油的液体燃料，无疑是一种清洁的可再生能源。它与太阳能、风能和潮汐能一道被称为21世纪最有发展潜力的可再生能源。与其他3种能源相比，生物柴油具有易储备、来源广以及不受当时自然因素影响的优点。生物柴油是典型“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。目前世界各国大多数研究人员均采用酯交换法生产生物柴油[6-7]，但由于用植物油制备生物柴油其原料一方面成本很高，另一方面为人类争油料，产品不具有竞争力。采用廉价原料以降低生产成本是生物柴油能否广泛推广应用的关键之一。本研究以餐饮业废油脂为原料，采用生物质（煅烧鸡蛋壳）催化法，在一定条件下经酯化及酯交换反应制备可再生绿色生物柴油，不仅为餐饮业废油的回收利用开辟一条新的途径，有利于防止餐饮废油对生态环境造成的不利影响，还可以降低生物柴油的生产成本，而且能充分利用废物资源，变废为宝，开发绿色能源，为生物柴油的工业化提供有效的依据。 2 作品研究内容 2.1 研制目的 2.1本着变废为宝、化害为利、消除污染, 开发可再生绿色能源，促进经济可持续发展的目的，而进行这种废弃油脂的回收利用研究。 2.2可再生绿色环保型燃料--生物柴油制备工艺条件的优化； ①原料配比对酯交换反应的影响； ②可再生生物质催化剂（煅烧鸡蛋壳）的选择及用量的控制； ③温度及反应时间的控制； ④产品性能研究。 2.2 研制原理 2.2.1 酯交换反应 中性油脂与甲醇在催化剂的存在下，发生酯交换反应生成脂肪酸甲酯（生物柴油）。 磷脂与醇也能发生酯交换反应 磷脂是由甘油、脂肪酸、磷酸胆碱(或胆胺)所组成的酯。它主要由卵磷脂、脑磷脂、肌醇磷脂组成。在磷脂分子中成酯的键有三种：①脂肪酸与多元醇成酯的键；②磷酸与多元醇成酯的键；③磷酸与有机碱成酯的键。这三种键都能被酯交换，酯交换产物