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2006年中国生物柴油行业发展‘j技术交流研讨会 酶法合成生物柴油 谭天伟 北京化工大学生命科学学院院长 2006年中困生物柴油行业发．If芝’j技术交流研讨会 l、研究意义 能源和环境问题是实现可持续发展所必须解决的问题，特别是4i油问题已经成为我国急 需解决的、关系到国家安全的重人战略问题。2004年．我国彳i油及产品的进口耸已达到1．2 亿吨，进口率达到50％；到2020年，我国彳i油进口鼙将突破2亿吨。冈此新能源的开发， 特别是生物柴油的开发对我国能源安全和环境保护有重要意义。 2．国内外研究现状 2003年中国成为世界上仅次于美国的第二人能源消耗国。2003年进口原油已达9000 万吨。能源短缺已成为制约我国经济发展的瓶颈。我国能源规划和发展建议中介纠说“对一 个国家来说，能源安全是仅次于国土安全的、但同样是极为重要的战略问题。”我国目前已 探明的石油储量只够开采30年。冈此新型能源的开发不仅对经济的发展而且对国家安全都 至关重要。 近年来，世界上生物燃料油产业正在迅速发展，美国、加拿大、巴西．日本、韩国、澳 大利亚，印度等各国，都在积极发展这项产业。在美国和欧洲各国，生物柴油已被核准为可 替代型燃油，并有了较大范围的应用实践。1998年，世界生物柴油总产量达15亿升，其中 欧洲为10亿升，美国为3．5亿升。2002年全球生物柴油的产量已达到300万吨，其中欧洲 200万吨。 目前生产生物柴油的原料有豆油(主要是美国采用)，菜籽油(欧洲采用)，棕榈油(印 度尼西亚采用)和废油(日本采用)。我国人口众多，若直接利用菜籽油和豆油等食．}{j油脂 生产生物柴油，由于原料和经济原因，不具备经济性。包括大豆、花生、葵花子、油菜等在 内的油料作物的产量尚不足以满足国内食用油消费市场的需求，近几年食用油进口量逐年递 增。2004年1—10月，我国食用油进口量已经达到579万吨，成为全球最大的食用油进口 国。利用废油作为原料生产油脂则完全具有可能性。 北京市每年产生的废油约为4万n屯左右，还不包括油脂精炼厂产生的酸化油约为5000 吨左右。这些油脂目前没有得剑很好的利用，除仅l万吨废油用于工业制皂外，绝大多数又 被不法商人经过过滤等处理后，重新回到街头的小餐馆，用于炸油条等。有关采用地沟油用 于街头餐馆的报道在北京、上海和南京等人城市都有报告，在群众中造成很坏的影响，对我 国食品安全造成威胁。如果用丁：制备生物柴油，则可以生产生物柴油3万吨。 由于废油成分含有人量的游离脂肪酸，一般占40％一80％，用一般的化学碱催化剂会 产生皂化，所以目前地沟油转化为生物柴油仍然是一个难题。美国采用的1艺是先脱酸：J．：艺， 但这样会造成脂肪酸的损失，使得率大大。卜．降。近儿年国内外开始研究酶法生产生物柴油。 如日本和中国都研究开发了酶法生产：r：艺。酶法生产生物柴油的优点是对原料没有选择性， 即可处理好油脂如火豆油和菜籽油，也可处理废油脂，由于脂肪酶的转酯化：L艺是先水解， 后酯化，因此对废油的转化要比普通油脂快，而且转化率也高。所以用酶法处理废油生产生 物柴油具有以下优点： (1)不需要任何预处理； (2)条件温和，对不同脂肪酸和油脂都适用； (3)环境友好。 日本目前也在开发脂肪酶催化生物柴油生产技术，但全部采用丹麦NOVO公司的脂肪酶， 价格昂贵，脂肪酶价格在10000元／公斤，·导致酶法：[艺成本高，无法和化学法相竞争。因 此脂肪酶方法雉丁：工业化。 北京化：I：大学在“十五”期间承担的国家“863”项目“生物柴油生产新技术”和国家 “十五”攻关项目”酶法合成生物柴油”，成功地开发了酯化专用脂肪酶技术，酶活己达到 6000 IU／ml，超过了国际上脂肪酶的垄断企业丹麦NOVOZYMES公司，该脂肪酶技术获得“2005 年中国石油化j1：协会发明一等奖”。建立了国内外第一套200吨／年酶法生物柴油中试装置。 2006年中国生物柴油行业发展o j技术交流研讨会 2005年4月通过了中国彳i油化．rJ：集团股份公司组织的技术鉴定。意见为“国内外最人的酶 法装置”。 3、对首都经济和社会发展的推动作用 柴油是人型车辆如公共汽车、农用车、内燃机车等运输一上：具的主要燃料，北京市每年消 耗的柴油达50万吨