固体催化剂催化牛油制取生物柴油工艺优化

利用固体催化剂催化废弃动物油脂制取生物柴油可以实现催化剂的重复利用、降低原料成本,从而提高生物柴油的市场竞争力。该文以牛油为原料,在自制固体催化剂Cs2O/γ-Al2O3的催化作用下与甲醇酯交换反应制备生物柴油。采用响应面法对反应过程进行了优化,试验考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度等操作条件对酯交换反应的影响,并得到了最优反应条件,即反应温度66℃,醇油摩尔比10.5：1,催化剂用量5.3%,反应时间120 min,生物柴油的酯交换率达到95.5%。反应后固体催化剂在400℃下灼烧4 h后可以重复利用,重复利用8次后酯交换率下降不到6%。研究结果将为固体催化剂催化废弃动物油脂制取生物柴油的连续和产业化生产提供试验基础,为提高生物柴油的市场竞争力提供参考。     

脂肪酶连续催化桐油酯交换反应制取生物柴油

为了提高酶法催化桐油制取生物柴油的生产效率,找到适合其工业化生产的工艺,该文探索了固定化脂肪酶连续催化桐油与甲醇酯交换反应制取生物柴油的连续反应工艺条件,在流化床反应器中、43℃的反应温度下,考察了反应液体积流量、脂肪酶填充密度、醇油摩尔比、反应连续时间等因素对单根反应器内连续酯交换反应的影响,得到了单根反应器连续反应条件：反应液体积流量为0.33 mL/min,醇油摩尔比为0.75︰1,脂肪酶填充密度为0.15 g/mL,酯交换率达22%;利用4根相同反应器串联操作,操作参数与单根反应器相同,油脂一次加入,在进入每根反应器前向反应液中加入油脂酯交换反应所需理论甲醇量的1/4,在该连续反应工艺条件下,桐油的酯交换率达到88%～92%。结果发现,本连续反应工艺条件比间歇反应具有更高的生产效率,可以应用于酶法制取生物柴油的工业化生产中。     

利用菜籽油酶法生产生物柴油的初步研究

生物柴油作为可再生能源，对环境友好，引起了世界范围内的广泛关注。该文利用固定化脂肪酶－Novo435，在无有机溶剂存在的情况下，催化菜籽油与甲醇酯交换反应制取生物柴油，对影响酯交换反应过程的因素：甲醇与油脂的摩尔比、反应温度、反应时间、脂肪酶用量、转速、水分等进行深入研究，得到了菜籽油间歇酯交换反应的适宜工艺条件：转速200 r/min、醇油摩尔比1.5∶1、反应温度50℃、酶用量10%(与油脂的质量比)、反应10 h后菜籽油的酯交换率达到47％。水分的存在不利于固定化酶在无有机溶剂系统下催化菜籽油的酯交换反应，使酯交换率降低到30％。反应所需理论甲醇量分两次加入，反应26 h后，油脂的酯交换率达到80％。     

超声强化酯交换制备生物柴油的工艺优化

为了获得超声强化酯交换反应制备生物柴油最佳工艺条件,为工业化生产提供借鉴。该文考察了超声功率密度、反应温度、催化剂用量和醇油摩尔比等因素对超声强化 KOH 催化酯交换反应过程的影响,并采用响应曲面分析方法（RSM）优化最佳工艺参数。研究结果表明：超声强化 KOH 催化酯交换反应制备生物柴油最佳工艺条件为：超声功率密度54.7 W/L、反应温度34℃、催化剂用量为大豆油质量的 1.3%、醇油摩尔比6︰1,此条件下酯交换反应甲酯质量分数为 99.68%,经验证试验得实测值为99.56%。RSM优化的试验结果适合于碱催化酯交换反应制备生物柴油工艺,并能够预测不同条件下碱催化酯交换反应中的甲酯质量分数。     

超声波辅助制备米糠生物柴油及其燃料排放特性

对超声波辅助碱催化米糠油与醇酯交换反应进行了一些列试验研究,并与传统机械搅拌法比较,论证其用于制备生物柴油的可行性.结果显示超声波辅助方法可以缩短酯交换反应的时间15～20 min.超声频率40 kHz条件下反应速度较28 kHz快,但是由于产物水洗分离困难而使得产物得率反而有所下降.超声辅助酯交换法还可以减少催化剂的用量,当催化剂用量为质量分数0.5%时可得到最高的转化率和得率.轻型车排放试验结果显示燃用米糠生物柴油可以显著降低CO和HC排放,而Nox排放有少量增加.     

利用动物脂肪酯交换反应制备生物柴油的试验研究

该文以牛油为原料,在KOH的催化作用下与甲醇酯交换反应制备生物柴油.采用正交试验与人工神经网络相结合的试验方法,考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度等操作条件对酯交换反应的影响,得到了最优工艺条件,即反应温度 70°C,醇油摩尔比10.5:1,催化剂用量1.1%(占油脂质量的百分数),反应时间90 min.经试验验证,利用神经网络优化后的酯交换率达到94.16%,高于正交试验的结果93.17%.     

菜籽油酯交换制备生物柴油的工艺研究

为提高生物柴油的转化率和纯度，以菜籽油为原料，研究在KOH催化剂作用下与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油的工艺，考察了甲醇用量、催化剂用量、反应温度和反应时间等操作条件对酯交换反应的影响。结果表明，该反应最适宜的工艺条件为：甲醇用量为菜籽油质量的20%，催化剂用量为菜籽油质量的1.2%，反应温度为65℃，反应时间为90～120 min；菜籽油制备的生物柴油品质达到美国ASTM和德国DINE生物柴油标准，其生物柴油的转化率为94.89%。若充分开发中国南方可利用的冬闲田和边际土地约1000万hm²种植油菜，按照此工艺条件加工菜籽油，则每年可加工生产生物柴油740万t，具有广阔的发展前景。     

生物柴油催化合成技术研究进展

生物柴油作为一种可再生能源，可以由动植物油脂通过酯交换反应来制备。该文综述了近年来生物柴油的合成方法，重点阐述了制备过程中的酸催化、碱催化、酶催化和超临界催化等催化方法，探讨了各自的特点、缺陷及其解决措施，并提出了相应建议。     

固定化细胞磁稳定流化床反应器制备生物柴油

为了探索生物酶法制备生物柴油新工艺,克服现有工艺的不足,采用超顺磁性全细胞催化剂在自制的磁稳定流化床中对废油脂连续生产生物柴油进行了试验研究。考察了改变磁场强度、进料醇油摩尔比、催化剂用量及流量等因素对连续酯交换反应的影响,进而得到单级磁流化床酯交换反应的最佳工艺条件：磁稳态操作,醇油摩尔比为1∶1,催化剂用量为原料油质量的12%,进料流量为42.6?mL/min。四级磁流化床连续系统最终转酯化率达到85%以上,连续反应200 h后四级出口的甲酯产率仍在80%以上。这说明全细胞催化剂在磁稳定流化床中活性较高,使用寿命较长,该系统具有良好的操作稳定性。     

脂肪酶催化菜籽油制备生物柴油工艺优化

利用脂肪酶LVK在以正己烷为溶剂的体系中催化菜籽油与乙醇酯交换合成生物柴油。为提高酯交换率，采用响应面实验设计和分析方法对菜籽油的酯交换反应条件进行优化，得到最佳工艺条件：醇油摩尔比5．3：1，脂肪酶与油脂的质量比为15％，反应温度40℃，反应时间34．5h，溶剂（正已烷）量18．4％，乙醇一次加入，在此工艺条件下菜籽油的酯交换率达到93．48％。结果表明正己烷体系能很好解决乙醇与菜籽油的互溶性，消除乙醇对脂肪酶的毒害作用。     

利用Biopro型设备转化废弃油脂制备生物柴油

为开发适应中国废弃油脂生物柴油转化的成套技术与装备,结合美国Biopro 380型设备,对中国的4种典型废弃油脂生物柴油转化工艺进行了系统研究,结果表明,甲醇回流温度65℃下,酯化反应时间2.5h、浓硫酸加入量0.5%、甲醇与游离脂肪酸摩尔比2.7∶1时,酯化混合物的酸值降至1～2?mg/g;转酯化反应在醇油摩尔比6∶1、催化剂NaOH的加入量1.0%（与废弃油脂的质量百分比）、反应时间60 min时,转酯化效果最佳;将该工艺条件应用于Biopro 380型设备中进行验证试验,获得的生物柴油产品质量指标基本符合中国生物柴油标准GB/T 20828-2007。     

NaHSO4催化椰子油皂脚油酯化降酸工艺优化

以椰子油皂脚油为原料的生物柴油酯化效率与催化剂和结合反应装置的操作方法有关。以硫酸氢钠为催化剂结合设计的反应装置,对高酸值椰子油皂脚油进行预酯化反应研究。通过单因子试验探讨适用于反应装置的反应条件,并讨论不同的操作方式对反应速率和反应进程的影响。结果表明:最佳条件为:反应温度105℃,甲醇通入流速为0.825 mL/min,催化剂用量为5.0%,反应2 h下转化率>95%。催化剂重复使用9次后转化率78.15%;改变操作方法,0.1 MPa条件下反应,采用通入甲醇1.32 mL/min反应30 min,后常压条件下通入甲醇量0.825 mL/min,反应30 min,椰子油皂脚油酸值由106变为1.2 mg/g,转化率98.9%,并可缩短酯化时间1 h,油脂成品满足酯交换工序要求。精制的生物柴油成品所测试的技术指标符合德国现行生物柴油标准(DIN V 51606)。     

耦合浮珠-超声辅助溶剂萃取法用于微藻采收及油脂提取

为了优化微藻生物柴油生产工艺,开发高效低耗的微藻采收与油脂提取技术,该研究使用优化浮珠浮选工艺对小球藻进行采收,随后选取小球藻-表面层状聚合物浮珠聚集体进行破壁提油处理,并通过响应面优化破壁工艺,建立一种新型耦合浮珠-超声辅助溶剂萃取工艺。结果表明,在超声时间为13 min,正己烷：异丙醇体积比例为4,微藻质量浓度为13.6 g/L,超声功率为254 W时,油脂提取效率较高,为18.91%。相比传统气浮法与超声辅助溶剂萃取法,该法采收效率、细胞破壁效率和饱和脂肪酸含量都达到了较高水平,分别为98.36%、90.19%和37.03%。因此,耦合浮珠-超声辅助溶剂萃取工艺是一种有效提取小球藻细胞中油脂的工艺。研究结果为微藻生物柴油制备工艺的发展提供科学依据。     

菜籽油碱催化法制备生物柴油的工艺参数

以碱催化剂为媒介的转酯化反应制备生物柴油方法因其转化率高而倍受重视。该文以菜籽油为原料,在小型试验装置上,采用均相碱催化法,研究了菜籽油在碱性催化剂NaOH的作用下与甲醇经酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。考察了醇油摩尔比（4︰1～8︰1）、催化剂用量（0.5%～2%）、反应温度（30～60℃）和反应时间（30～150 min）等工艺参数对酯交换反应的影响,对生物柴油的组成成分进行了气相色谱/质谱联用(GC-MS)分析。结果表明,在醇油摩尔比6︰1,催化剂用量为油质量的1%,反应温度为50～60℃,反应时间为60 min时,酯交换反应转化率最高可达到96.7%。该生物柴油主要由油酸甲酯、芥子酸甲酯、9,12-十八碳二烯酸甲酯、11-二十碳烯酸甲酯、亚麻酸甲酯等脂肪酸甲酯组成,其中油酸甲酯含量最高,相对质量分数高达50.30%。     

·沉痛悼念张季高先生·

中国共产党的优秀党员、我国杰出的农学家、农业工程学家、教育家、我国农业工程学科创始人之一，原中国农业工程研究设计院副院长张季高先生因病医治无效，于2007年1月14日在北京逝世，享年90岁。张季高先生1917年2月18日出生于江苏苏州。1940年获金陵大学农学学士学位，1944年获金陵大学农学硕士学位。1945年赴美国衣阿华州立大学研究生院学习，并于1947年获农业工程硕士学位。1948年满怀兴农报国之愿，欣然回国。[第一段]     

Low-quality vegetable oils as feedstock for biodiesel production using k-pumice as solid catalyst. Tolerance of water and free Fatty acids contents

Waste oils are a promising alternative feedstock for biodiesel production due to the decrease of the industrial production costs. However, feedstock with high free fatty acids (FFA) content presents several drawbacks when alkaline-catalyzed transesterification reaction is employed in biodiesel production process. Nowadays, to develop suitable processes capable of treating oils with high free fatty acids content, a two-step process for biodiesel production is being investigated. The major problem that it presents is that two catalysts are needed to carry out the whole process: an acidic catalyst for free fatty acids esterification (first step) and a basic catalyst for pretreated product transesterification (second step). The use of a bifunctional catalyst, which allows both reactions to take place simultaneously, could minimize the production costs and time. In the present study, the behavior of pumice, a natural volcanic material used as a heterogeneous catalyst, was tested using oils with several FFA and water contents as feedstock in the transesterification reaction to produce biodiesel. Pumice as a bifunctional solid catalyst, which can catalyze simultaneously the esterification of FFA and the transesterification of fatty acid glycerides into biodiesel, was shown to be an efficient catalyst for the conversion of low-grade, nonedible oil feedstock into biodiesel product. Using this solid catalyst for the transesterification reaction, high FAME yields were achieved when feedstock oils presented a FFA content until approximately 2% wt/wt and a water content until 2% wt/wt.     

Studies on the preparation of biodiesel from Zanthoxylum bungeanum Maxim seed oil

To reduce the cost of biodiesel production, the feasibility of Zanthoxylum bungeanum Maxim seed oil (ZBMSO) was studied to produce biodiesel. A methyl ester biodiesel was produced from ZBMSO using methanol, sulfuric acid, and potassium hydroxide in a two-stage process. The main variables that affect the process were investigated. The high level of free fatty acids in ZBMSO was reduced to < 1% by an acid-catalyzed (2% H2SO4) esterification with methanol to oil molar ratios of 20-25:1 for 1 h. A maximum yield of 96% of methyl esters in ZBMSO biodiesel was achieved using a 6.5:1 molar ratio of methanol to oil, 0.9% KOH (percent oil), and reaction time of 0.5 h at 55 degrees C. Further investigation has also been devoted to the assessment of some important fuel properties of ZBMSO biodiesel produced under the optimized conditions according to specifications for biodiesel as fuel in diesel engines. The fuel properties of the ZBMSO biodiesel obtained are similar to those of no. 0 petroleum diesel fuel, and most of the parameters comply with the limits established by specifications for biodiesel.     

小桐子油超声波协同纳米催化剂制备生物柴油

以纳米Zn-Mg-Al高温煅烧物为催化剂,高酸值小桐子油为原料,超声波反应器中连续生产生物柴油,并系统研究超声波辐射协同纳米催化剂催化制备生物柴油的最优条件。研究结果表明,超声波协同纳米催化剂催化制备生物柴油的最优条件为：超声波功率210 W、醇油摩尔比4︰1、催化剂为油质量的1.2%、反应温度60℃时生物柴油收率94.3%。在此优化条件下完全可实现小桐子油连续工业化生产生物柴油的需求,精制后的生物柴油完全符合德国生物柴油标准DIN V 51606: 1997,且理化性质稳定,放置1 a后生物柴油的酸值、密度、黏度和化学组成基本不变。