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生物质能源行业技术需求及发展建议

作者:雨墨 时间:2016-06-08 10:20

  生物质能源行业技术需求及发展建议

  目前世界各国都在努力发展生物替代燃料如生物柴油和燃料乙醇,取得了很大成绩,但是仍然面临生产成本过高、原料来源不稳定、市场风险大、关键技术瓶颈等难题.生物质能源开发利用还有很长的路要走.目前工业上生产生物柴油的方法主要是采取酯交换法,包括酸或碱催化法、生物酶催化法、工程微藻法和超临界法等.

  近几年来,国内外较多研究采用脂肪酶催化酯交换反应生产生物柴油,即用动植物油和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应,制备相应脂肪酸酯.此方法有以下优点:

  ①、反应温度低,反应条件温和.

  ②、醇用量小,无污染排放,节省能源.

  ③、不破坏油脂的有效成分,可以回收甘油等成分.

  ④、酶法对油脂的选择性小,可以处理普通的植物油脂,还可以直接处理废油(如地沟油和甘水油等).

  目前酶法酯交换方法存在问题有:

  ①、脂肪酶在有机溶剂中易聚集,不易分散,催化效率低.

  ②、脂肪酶价格昂贵,造成生物柴油生产成本过高.

  ③、反应黏度高.

  ④、脂肪酶对短链醇的转化率低,且短链醇对酶有一定的毒性,酶的使用寿命短.

  ⑤、副产物甘油难于回收,抑制反应的进行,且对酶产生毒性.

  如何提高脂肪酶的重复利用性、酶的选择性、寿命和反应时间以及降低脂肪酶的价格成为了酶催化法生产生物柴油关键技术.

  为了解决以上问题,可通过酶的修饰、酶分子的生物印迹、酶晶体的交联、酶的纯化方式与预处理过程和酶的固定化等途径对脂肪酶进行改性,从而使酶充分分散于有机溶剂中.对于短链醇对脂肪酶的毒性,可采用分步添加短链醇的方法,使其浓度维持在较低水平,以减轻对脂肪酶的毒性;对于副产物甘油对反应体系的副作用,一般采用多级酶反应器在线及时分离反应副产物甘油,可以有效地减少甘油对反应体系的副作用.

  目前有一些研究者研究用多孔高岭石固定酶催化剂将酶固定,解决酶的重复利用性问题,该催化剂的活性高、使用寿命长且易于分离.还有一些研究者通过基因工程技术建构微藻来生产油脂,再进行酯交换反应生产生物柴油.




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