新型两步法餐饮废油制各生物柴油

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第二居毕国资源生物技术与糖工程学术研讨会论文集２００７．０７．１５－１８威海

新型两步法餐饮废油制各生物柴油

李臣刘玉环Ｉ，ｌ、罗爱香１高龙兰Ｉ，ｂ罗洁１、万益琴１、 阮榕生１、刘成梅１’２

１．生物质转化教育部工程研究中心，南昌３３００４７；２．南昌大学中德食品工程中心．南昌３３００４７摘要：采用两步法催化高酸值餐饮废油（ＷａｓｔｅＣｏｏｋｉｎｇＯｉｌ，ＷＣＯ）制备生物柴油：第一步先用单质碘（１２）催化废油中游离脂肪酸和甲醇酯化生成脂肪酸甲酯（生物柴油），第二步再用ＫｏＨ催化废油中的甘油三酯和甲醇进行酯交换。结果表明，Ｉ：对酯化反应具有很强的催化活性，而且可以回收利用。通过正交试验得至６最链酯化反应参数：Ｉ：用量１．３％（ｗ／ｗ，ＷＣＯ），反应温度８０℃，醇油质量比１．７５：１，反应时间３ｈ，在该反应条件下酸价由１２０．８６ｍｇＫＯＨ／ｇ降为１．８９ｍｇＫＯＨ／ｇ；酯交换条件为：ＫＯＨ用量１％，反应温度８５℃，反应时间０．５ｈ，醇油质量比０．３：１，经过两步催化，生物柴油的总得率为９５．１％。该两步催化法具有不产生酸化废水，不需要耐强酸设备，反应时间短，转化率高，同时碘可以回收重复利用等优点。

关键词：生物柴油餐饮废油酯化单质碘酯交换

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生物柴油是利用植物油、动物脂肪及废弃油脂等可再生资源制备一种绿色能源。因

其在环境安全及能源安全方面的作用，而备受世人瞩目。生物柴油闪点高，贮运比较安全；生物柴油有较好的润滑性能，可以单独使用，也可以与石化柴油任意比例混用。

目前制备生物柴油的方法主要是化学催化和酶催化，酶法催化成本高，反应时间长，

工业化道路还比较漫长ｎ１。化学催化法主要是通过酸（浓硫酸、磺酸、盐酸、磷酸、硼酸等）碱（金属醇盐、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＫＣＮ、Ｋ。ＣＯ。等）催化。酸催化反应时间长，温度高，对反应设备也有特殊要求；碱催化工艺转化速度快，效率高，但对原料酸值有要求，酸值过高会产生皂化现象幢峭１。’

对于高酸值原料，往往采用一步酸催化或者先酸后碱的两步催化法Ｈ吲，一步酸法反

应时间长，效率不高，目前工业上多采用后者。但先酸后碱的工艺也存在以下缺点Ⅲ：设备必须耐强酸；反应后产生大量废水，催化剂不能重复利用；以浓硫酸催化容易产生副反应，对产品质量造成影响。因此，研究环保、高效的催化剂成为以高酸值原料制备生物柴油工艺中迫切需要解决的问题。

自从Ｃｒｏｍｗｅｌｌ等∞１把Ｉ：用于催化合成氮杂环丙烷以来，Ｉ：作为催化剂在有机合成 ２６ｌ一

第二届中国资源生物技术与糖工程学术研讨会论文集２００７．０７．１５．１８威海

中的重要作用，已引起人们的极大关注。据称口１碘可以催化涉及醚的去保护基、酯化和酯交换反应、缩醛（酮）的形成、亲电取代反应、烯烃的氮杂环丙烷化、烯糖的糖苷化等多种反应，而对于。Ｉ。催化酯化反应国内多集中在对香味物质的合成上，比如丙酸仲丁酯陋１、丁酸正戊酯ｂ３、乙酸仲丁酯ｎ们等。本文首次研究了利用单质碘和碱催化餐饮废油制备生物柴油的新型两步法工艺，试验结果显示该方法具有高效、环保、效率高，对设备要求低，受水的影响小等特点。

１材料与方法

１．１原料

餐饮废油（南昌市环保局）：酸值１２０．３６ｍｏＫＯＨ／ｇ，水分及挥发物含量２．１％，灰分

０．１５％；原料只除去上层漂浮杂物，并丰敞其他处理。

１．２仪器与试剂

Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ电子天平（北京赛多利斯仪器系统公司）、ＤＥ４００Ｉ－Ｎ电子天平（上海梅特

利）、ＲＥ５２—９８旋转蒸发器（上海亚荣）、ＪＪ直流广调电动搅拌器（杭州仪表电机有限公司）、ＸＩＶＩＴＤ数显调节仪（余姚长城仪器厂）、Ａｇｉｌｅｎｔ６８９０Ｎ型气相色谱仪（ＦＩＤ检测器；ＨＰ—ＩＮＮＯＷａＸ毛细管柱）。

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