生物燃料制备技术精选(九篇)

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第1篇：生物燃料制备技术范文

关键词：微藻 生物燃油 快速热解 直接液化 新型液化技术

生物质能源作为一种清洁的低碳燃料，其含硫和含氮量均较低，同时灰分含量也较小，所以燃烧后SO2、NO和灰尘排放量比化石燃料小得多，是可再生能源中理想的清洁燃料[1-3]。微藻生物质与能源植物相比，具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短和生物质产量高的优势。目前，微藻培养和收获方面，国内外学者已进行大量研究，包括微藻的藻种筛选、基因工程构建高产油藻株，优化培养法提高油脂含量，以及微藻细胞的采收技术等方面。相对于微藻培养与收获方面的研究，如何将微藻转化为性能良好的燃料油也是微藻能源化应用中的重要课题。本文对微藻生物燃油制备技术的研究进展进行综述。

一 、快速热解液化技术

生物质热解和液化是常用的生物质油制备方法。从对生物质的加热速率和完成反应时间来看，生物质热解工艺基本可以分为慢速热解和快速热解两种类型。在快速热解中，当完成反应时间极短 （

快速热解生产过程在常压下进行，工艺简单成本低、反应迅速、燃料油收率高、装置容易大型化，是目前最具开发潜力的生物质液化技术之一。但快速热解需要对原料进行干燥和粉碎等预处理微藻含水率极高 （湿藻通常为 80～90%） 水的汽化热为40.8kJ/mol （2260kJ/kg） 比热为4.2kJ/（kg ） 使水汽化的热量是把等量水升温100所需热量的近5倍，故该预处理过程会消耗大量的能量，并极大地增加了生产成本，使快速热解技术在以微藻为原料制备生物油方面受到限制。

二、直接液化技术

生物质直接液化又称加压液化，生物质在有合适催化剂，介质存在下，在反应温度 200～400℃反应压力5～25 MPa反应时间为2 min至数小时条件下进行液化。Apell等[16]在350℃下，使用均相碳酸钠为催化剂，在水和高沸点蒽油甲酚等溶剂混合物中，用14～24MPa 压力的CO/H2，混合气将木片液化，获得了40%～50%的液体产物。Dote等[17]在300℃下，以Na2CO3为催化剂对葡萄球藻进行高压 （10 MPa N2加压） 液化，所得液态油达干重的57%～64%油质与石油相当。Minowa 等[18]采用液化法将含水量为78.4%的盐藻细胞直接转化为油。所得油的产量可达到有机成分的37% （340℃，60min） 品质与日本标准2号燃油相当，该实验结果还表明，除所含脂类外，其他藻细胞组分 （蛋白糖类等） 都可转化成油，所用参数条件 （温度、时间和Na2CO3加入量） 对油产量无明显影响，但温度对油的性质影响很大。Matsui等[19]在不同溶剂中考察了催化剂对螺旋藻液化的影响。结果表明，Fe（CO）5-S催化剂有利于提高螺旋藻的液化产率适量的水含量有利于提高生物油的产率和品质。Sawayama等[20]在温度300～350℃压力 2～3MPa反应时间0.1～1h以Na2CO3为催化剂，无还原气的条件下，比较了不同原料组成对液化产率以及产物品质的影响。实验结果表明，葡萄球藻的液体产率和热值均高于橡树木，藻类的液化效果优于木材。Yang等[21]对受污染水体中的微囊藻（Microcystis virid）进行了高压液化 （340℃，20MPa，30min） 研究，得到高产率、高品质的液化油，最大油产率为 33%。

以水为反应介质的直接液化方法。水热液化尤其适合微藻等高水分含量的原料制备生物油，国内外研究者主要采用该技术进行微藻直接液化制备生物油研究[22]。YU等[23]以含水 80 的小球藻粉为原料进行了水热液化研究。研究表明，生物油收率约 35% （干重） 油收率随着反应温度和反应时间的增加而更高， 初始氮气压力大小对油产量没有显著的影响。Jena等[24]以螺旋藻和地毯工业废水养殖的混合微藻为原料进行直接液化实验研究。结果显示，生物油产率为30～48%催化剂的加入增加了油产量。在反应条件为有机固体浓度20%，反应温度350℃，反应时间60min，碳酸钠含量5%（质量分数）时可得到最高油产率为48%，热值30～36MJ/kg，黏度为23～27cSt （1cSt=1mm2/s）。Ross等[25]利用高压间歇反应器对小球藻和螺旋藻两种低脂肪含量的微藻进行了直接液化。 结果表明， 较高的液化温度和高脂含量的原料有利于提高生物油产率，使用有机酸催化剂的油产率高于使用碱催化剂的油产率。在350℃ 条件下，使用醋酸作为催化剂可获得最高油产率为19.5% （小球藻）和15.7%（螺旋藻）。催化剂对于提高油产率的作用趋势为： CH3COOH>HCOOH>KOH>Na2CO3，而在反应体系添加一定的有机物质的基础上，使用碳酸钠作为催化剂可获得最高油产率为27.3%（小球藻）和20.0%（螺旋藻）。生物油产率： Na2CO3>CH3COOH>KOH>HCOOH，对制备的生物油进行分析表明，所得生物油典型组成为碳70～75%， 氧10～16%，氮4～6%， 高位热值为33.4～39.9MJ/kg。生物油含有芳香族碳氢化合物，含氮杂环化合物以及长链脂肪酸和醇等， 仅有40%左右的成分沸点低于250℃。Zhou等[26]以浒苔为原料进行了水热液化制备生物油研究。结果表明，在反应温度 300℃，反应时间30min，加入5% （质量分数）Na2CO3条件下，可获得最高生物油产量为23.0%（质量分数）。所得生物油是包含酮类、醛类、酚类、烯类、脂肪酸、酯类、芳香烃和含氮杂环化合物的复杂的混合物，高位热值为28～30MJ/kg。张士成等[27]发明了一种将藻类水热液直接液化通常需要通入高压气体，使用溶剂对设备有一定要求，成本较高等缺点使其应用受到一定限制，但对于含水率高的藻类生物质，使用直接液化技术不需要进行脱水和粉碎等高耗能步骤反应条件比快速热解要温和，且湿藻的水能提供加氢裂解反应所需的H有利于液化反应的发生和短链烃的产生。与快速热解相比能够获得高产率高热值，黏度相对较小，稳定性更好的生物油。因此，直接液化将会是微藻热化学转化制备生物油发展的主流方向 极具工业化前景

三、新型微藻液化制备生物燃油技术

近年来，微藻热化学液化制备生物油技术受到社会的广泛关注。为了提高微藻制备生物油的转化率，降低生产过程的能耗和成本，国内外研究者尝试利用多种新型液化工艺进行微藻热化学液化制备生物油的实验研究。

1.超临界液化技术

生物质超临界液化是将溶剂升温，加压到超临界状态作为反应介质，生物质在其中经过分解、氧化、还原等一系列热化学反应，液化得到生物油和气，固产物的一类特殊的直接液化工艺技术。利用超临界流体作为反应介质，具有高溶解性和高扩散力，可有效控制反应活性和选择性及无毒的特性使微藻的超临界液化具有反应快速，环境更友好产物易于分离，液体产率高等优点，符合绿色化学与清洁生产发展方向，将其作为无催化微藻液化制备生物油技术进行深入研究具有重要的实用意义。秦岭[28]在高温高压反应釜中进行亚/超临界水直接液化杜氏盐藻制生物油过程的研究。微藻在超临界水中的液化率为 89.37%，油产率为29.04%。 邹树平[29]以水作为溶剂，对盐藻进行了亚/超临界水中的直接液化研究。研究结果表明，当以水作溶剂，料液比为4g原料/100mL水，反应温度340～380℃，反应时间60min时，可获得较高的液化率与油产率，最高油产率近40%。

2.溶剂催化液化

生物质热催化液化是采用催化剂和液化剂，在常压和中温下实现生物质快速液化，转化为相对分子质量分布广泛的液态混合物的工艺技术，产品不仅可替代传统石油化学品，还可与异氰酸酯合成用途广泛的聚氨酯。该工艺在常压下进行，反应条件温和，设备简单，且原料无需干燥，减少了预处理过程的能耗，十分适用于含水量高的藻类液化。邹树平等[30]以杜氏盐藻为原料，乙二醇为液化介质，浓硫酸为催化剂进行热化学液化反应。结果表明，液化温度，停留时间与催化剂用量及其交互作用对液化都有显著影响。最佳工艺条件为，催化剂用量2.4%，液化温度170，停留时间33min，在此条件下液化率达到 97.05%。所得生物油的主要成分为苯并呋喃酮，有机酸甲酯和C14～C18。因此，利用微有机酸羟乙基酯热值为28.14MJ/kg 产品含氧量高，需要进一步改性才能高端应用。

3.微波裂解液化技术

生物质的微波裂解液化是利用微波辐射热能在无氧或缺氧条件下切断生物质大分子中的化学键，使之转变为低分子物质，然后快速冷却分别得到气、液、固三种不同状态的混合物的工艺技术。整个反应过程是复杂的化学过程，包含分子键断裂异构化和小分子聚合等反应，生物质的微波裂解过程只需较短的时间且有选择性，无需高耗能的粉碎等预处理步骤，加热效率和生物油收率较常规加热方式高，是一种极具发展潜力的新型生物质液化技术。国内外对生物质微波裂解的研究表明，微波场有利于生物质热解，微波裂解是一种加热速率快效率高的技术。在微波作用下传热和传质均为由内及外发生，有效抑制了二次反应，提高了液态和气态产物的产率，也提升了所得生物油和固体炭的品质[31]。万益琴等[32]在较为成熟的生物质微波裂解技术基础上，以自行制备的小球藻为原料，微波加热热解经干燥的海藻产品，在只消耗少量电能的情况下获得大量生物油，生物油产率相对较高，达到 44.79%。该油可在自然条件下分层成为可直接燃烧的油相生物油以及主要成分是含氮化合物的水相生物油。研究表明，微波裂解海藻是一种低成本、快速、高效制取海藻生物燃油的方法，为海藻生物油的规模化生产提供了手段。

4.共液化技术

生物质与煤、塑料废弃物等物质共液化是将生物质与煤、塑料等物质按一定的比例混合 在溶剂和催化剂存在情况下进行直接液化反应制取液体燃料的工艺技术。液化过程中原料之间存在协同效应，生物质富含氢，在反应过程中可将氢传递给共液化的物质，而本身物理和化学性质发生了很大变化，共液化减缓了反应条件的苛刻度，提高了反应转化率和油产率，改善了产品的质量。共液化对实现煤、塑料废弃物等物质温和液化有重要的意义，并且可充分利用再生能源，缓解能源紧张，还能妥善处理部分固体废弃物，在环保方面具有积极的意义。曹洪涛等[33]在超临界和亚临界水条件下进行了一系列生物质和塑料单独及共液化实验 油产率最高可达到60%。研究表明，生物质和塑料在共液化过程中具有协同作用，能够提高反应转化率，提高油产率，减缓反应条件的苛刻度。Ikenaga N等[34]采用1-甲基萘作溶剂，以Fe（CO）5-S和 Ru3（CO）12为催化剂，在H2存在条件下，利用小球藻螺旋藻和沿海藻分别与煤进行了超临界共液化的研究，小球藻与Yallourn煤1：1混合反应，在400 S/Fe=4 Fe（CO）5-S下，获得了 99.8%的转化率和 65.5%的正己烷可溶物，螺旋藻和沿海藻在铁催化剂作用下得到了相近的结果。

四、结语与展望

我国耕地有限，但拥有广阔的盐碱地、滩涂和荒漠土地资源，可规模化利用。与其他油料作物相比，利用微藻培养积累的油脂生产生物柴油不仅用地面积最少，而且不占用耕地。因此，只有发展微藻培养生产生物柴油才最有可能满足我国未来运输燃料的供应。同时微藻，特别是海水微藻培养还可以利用滩涂地和海水资源，有效规避发展生物能源存在“与人争粮、争地和争水”的矛盾。

通过热化学液化技术获得高产率的生物油，可以实现微藻全株资源化利用。从环保角度和能源供应角度来讲微藻热化学液化制备生物油都具有非常重要的意义。直接液化技术反应温度较快速热解低、原料无需烘干和粉碎等高耗能预处理过程、且能产生更优质的生物油，将会是微藻热化学液化制备生物油发展的主流方向。目前在藻类生产燃料方面，还有许多困难和问题需要解决，具体包括：适于藻类液化反应系统的设计、液态产物的分离和收集、 液化过程中固体和气体产物的回收和循环利用、能耗的降低等。因此，有必要进一步加强开展这方面的研究和开发工作。

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第2篇：生物燃料制备技术范文

关键词文冠果酯化生物柴油

随着石油资源的枯竭以及价格的不断高涨，生物燃料越来越受到人们的青睐，尤其是把植物油作为燃料，尤为引起人们的重视，但是植物油粘度大，燃点高，挥发性差等原因，不能直接作为发动机燃料，必须经过酯化处理制取生物柴油，才能用于柴油机。目前，在植物油资源不足的情况下，用食用油制取生物柴油或与粮食争地种植植物油料作物，都不符合我国国情，另外，从现行的柴油价格考虑，植物油替代柴油，从经济上还不能接受，基于这一事实，人们普遍认为，寻求优良的野生植物油种，提高酯化技术和综合利用水平，降低生物柴油成本，是促进植物油利用的有效途径。

经过大量的筛选，我们认为文冠果是一种比较理想的油料树种，以文冠果制取生物柴油的研究，对于植物油的利用是很有意义的。

1 文冠果资源概况

文冠果是我国特有的生于长江以北地区的一种优良木本油料树种。其种子含油率为30%-36%，种仁含油率为55%—67%。而部分优良品种的种仁中含油量达72%，超过一般的油料植物。[1]

它分布于东北和华北及陕西、甘肃、宁夏、安徽、河南等地。原产于我国北方黄土高原地区，天然分布于北纬32。～46。，东经100。～127。，即北到辽宁西部和吉林西南部，南自安徽省萧县及河南南部，东至山东，西至甘肃宁夏。集中分布在内蒙、陕西、山西、河北、甘肃等地，在垂直方向上，文冠果分布于海拔52～2260m，甚至更高的区域。

文冠果适应性强，在草沙地、撂荒地、多石的山区、黄土丘陵和沟壑等处、甚至在崖畔上都能正常生长发育。2005年以来，已在新疆、内蒙古、河北、山东等地发展人工造林。国家林业局已将文冠果列入生物柴油林优选树种之一， 2007年—2008年，国家林业局已安排陕西省5万亩示范基地。[2]

因此，开发文冠果已经引起国内外研究人员的极大关注。辽宁省能源研究所采用国外的先进设备和技术，对多种植物油尤其是文冠果籽油酯化和动力性能进行了综合研究。实验为中试规模，达到了预期的目标，取得了较满意的结果。

2实验设备、仪器及油料

实验时使用如下设备和仪器

植物油酯化装置（意大利Smogless公司）

30KVA柴油发电机组（意大利Tessari公司）

40KVA柴油发电机组（意大利Tessari公司）

28KW轮式拖拉机（意大利Tessari公司）

49KW轮式拖拉机（意大利Tessari公司）

高尔夫柴油轿车（德国大众汽车公司）

3吨叉车（中国安徽合力公司）

气体分析仪（德国西门子公司）

烟尘计（德国西门子公司）

实验用文冠果籽油，在陕西省收购加工成植物油。

3 生物柴油的制备

文冠果油制取生物柴油的工艺流程如下：

植物油酯化在酯化反应装置中进行，酯化试剂为甲醇，催化剂为甲醇钠。植物油的主要成分是甘油三酸酯，在催化剂的作用下与甲醇进行酯交换反应，生成脂肪酸酯（生物柴油）和甘油等副产品。[3]

化学反应式如下：

工艺流程如下

将植物油，甲醇按比例泵入反应器中，混合搅拌。反应器温度控制在65℃。甲醇馏出，进入冷凝器，冷凝后返回反应器。在催化剂作用下，酯化反应生成甲酸酯（生物柴油）和丙三醇（甘油）

清洗反应器，加入一定量乙酸，将反应器中的催化剂中和掉。

将反应器温度提高到80℃，蒸馏反应器中过剩的甲醇馏出，进入冷凝器，冷凝后进入冷凝罐中，再由冷凝罐排放到甲醇储存器中，供循环使用

甲醇蒸馏完毕，生物柴油与甘油的混合物由反应器排放到离心装置，分离出柴油和副产品——甘油。

对文冠果油酯化后，改变了燃烧特性，闪点粘度等技术指标得到改善，常温下其燃料特性与0＃柴油接近，见表1.

表1 燃料特性对比

4动力性能与尾气排放实验

用生物柴油与0＃柴油进行对比试验，分别测试发动机动力性能和尾气排放。

4.1 发动机动力性能试验

以机动车和发电机组运行参数为准，比较其技术指标，见表2

表2发动机动力性能比较

发动机尾气中有害气体除NOx，比柴油稍高外，其他指标均比柴油低，烟度值俩者差异不大，见表3

表3 发动机尾气及烟度对比

5结论

文冠果籽油酯化制取生物柴油，其燃料特性、动力性能与柴油基本形同，其尾气排放和烟度与柴油接近。这种生物柴油起动性能好，运转平稳，是一种良好的替代燃料。

酯化出油率高，加之甘油等副产品，随着工业化生产规模扩大，以及国家相关政策补贴，其成本低于0#柴油，具有极大市场潜力。

文冠果作为我国北方木本油料树种，分布广，可栽培面积大，果实采收容易，而且具有荒山绿化、水土保持、持防风固沙和观赏等诸多生态功能，因此，大力栽培文冠果，有利于生物质再生能源的开发，对于缓解我国能源紧缺状况，具有十分重要的意义。

参考文献

[1] 张乃静．文冠果种仁油制备生物柴油工艺[D]．哈尔滨：东北林业大学，2007

第3篇：生物燃料制备技术范文

[关键词] 生物质 热解气化 经济评价 社会、环境效益

生物质，一切有生命的可以生长的有机物质的通称。生物质能是指蕴藏在生物质中的能量。现今世界，石油价格居高不下，能源、电力供应趋紧，而化石能源和核能贮量有限且会对环境造成严重的后果，因此，各国政府和科学家对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物资源的开发利用给予了极大的关注。

生物质热解气化技术是使生物质在控制氧含量条件下，通过高温热解气化将固体生物质转化成为主要含CO，H2，CH4，CnHm等可燃气体，用于工业发电、热电联产、液体燃料合成、居民集中供气、工业燃气锅炉、工业干燥和采暖供热等方面。将各种生物质能转化成为高品位气体燃料、电力或蒸汽，已经受到国内外政府和专家的广泛重视。

一、我国生物质热解气化技术概况

从80年代初开始，经过近20年的努力，我国生物质气化技术也日趋完善。我国自行研制的集中供气和户用气化炉产品已进入实用化试验及示范阶段，形成了多个系列的炉型，可满足多种物料的气化要求，在生产、生活用能、发电、干燥、供暖等领域得到利用。目前，我国已进入实用阶段的生物质气化装置种类较多，用途广泛。取得了良好的社会、经济效益。我国已应用或商品化的生物质热解气化炉主要有以下几类：

1.中国农业机械化科学研究院能源动力所的ND系列、HQ～280型生物质气化炉,以及10GF54生物质燃气柴油双燃料发电机组;

2.山东能源研究所的XFL系列生物质气化炉系统;

3.中科院广州能源研究所的GSQ～1100大型生物质气化系统和木粉循环流化床装置等。

近年来，已将煤气化技术引入到生物质气化方面来，如沸腾流化床技术可用在细粒状的生物质气化，克服了此类原料在固定床连续加料的困难，同时开发生物质流态化热化学转化制备生物燃气和固体产品综合利用的关键技术和设备，也被很多研究单位和高校重视，有关该项技术的实验研究也在进行中。

二、经济、社会和环境效益

采用新技术新工艺充分而合理的利用了生物质能这一清洁、可再生能源，改变了传统的能源生产和消费方式，具有重要的能源经济意义和突出的环境效益，能逐步改变我国以化石燃料为主的能源结构，特别是为农村地区因地制宜地提供清洁方便的能源，产生重要的影响。

1.经济评价

ND-600型生物质热解气化炉已批量生产，用于木材烘干。北京顺义京成木材厂使用三台气化炉，每台每窑可节省6400kg的木材，增收640元，全年烘干30窑，可节省(增收)19200元，提高劳动生产率2~3倍，缩短烘干周期一半以上，取得明显经济效益。10GF54生物质燃气柴油双燃料发电机组，节油率70%，全年节油5.7t，合8000多元，扣除成本，年节油效益6000余元，同时降低发电成本50%。GSQ-1100大型上吸式气化炉以及木粉循环流化床装置，投资回收期仅3个月左右，具有较大的实用价值。在民用燃气方面，若开展生物质热解气化集中供气，户均投资仅相当于城市煤气的三分之一，为户用沼气建设投资的2倍左右。

随着生物质流态化热化学转化制备生物燃气和固体产品综合利用的关键技术和设备的开发、实施和推广应用，以秸秆、枝桠、木屑等为原料，利用农林废弃物制备生物燃气并联产生物质炭，主要产品为生物燃气，同时获得副产品生物质炭。如果将生物质燃气用于发电考虑，目前生物质资源价格情况，按照250元/t计算，生物质原料发电消耗为2kg/kWh，原料成本达到0.50元/kWh，发电成本较高，考虑人工工资、自身电力消耗、维修费用、管理费用、设备折旧费等，发电成本达到了0.62元/kWh，在国家可再生能源政策的支持下，江苏省生物质电力上网价格为0.63元/kWh，因此将生物燃气用于发电运行利润微薄。然而，通过综合利用技术，发电所带来的副产品蒸汽和生物质炭，为企业带来更好的经济收益。在发电保本运行的情况下，按照规模5.0MW/h的实验工程计算，每年运行6000h，消耗原料10000t，可得到1500t生物质炭，按照目前的市场价格，炭售价为1000元/t，共收入150万元/a，具有较好的经济效益，以弥补发电的利润不足。

2.社会、环境效益

我国丰富的生物质资源，为生物质热解气化发电和热电联供，提供了资源保证。可以充分利用能量品位较低的生物质，减少能量品位较高的煤、油等的消耗，从而缓解化石资源带来的能源短缺的压力。从环境角度看，它能有效地减少环境污染和温室效应。

生物质能可广泛地用来生产电力，确保了国家电网电力供应安全。要实现2020年国民经济翻两番的目标，保障可靠的电力供应是必备的，但目前我国在电力供应方面还存在着较大的缺口。因而因地制宜的利用当地的生物质资源（秸秆、薪柴、谷壳和木屑等），建立分散、独立的离网或并网电站显得尤为重要。洁净的生物燃气还能合成多种化学燃料，在一定程度上减少我国对化石燃料的依赖程度。

生物质能属于清洁能源，有助于国家的环境建设和CO2与SO2的减排。生物质的有害物质（硫和灰分等）含量仅为中质烟煤的十分之一左右，另外，生物质产生和能源利用过程所排放的CO2可纳入自然界碳循环，实现CO2零排放，是减少CO2的重要的途径。

生物质热解气化的研究符合国家中长期科技发展规划和国家能源战略需求，有助于提升我国生物质能源领域的技术研究水平，推动生物质产业的发展，对缓解我国石油资源短缺、实现循环经济良性发展、解决“三农”问题起到十分积极的推动作用。

我国在21世纪将面临着经济增长和环境保护的双重压力，今后的能源发展格局，应该借鉴发达国家的经验，重视环境保护与可持续发展，改变能源生产和消费中的掠夺式粗放模式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源，对促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。

三、结论

我国生物质资源丰富，生物质气化技术对充分利用这些资源、缓解能源紧张、提高能源品位、改善环境质量、提高人民生活水平等诸多方面具有重要意义，故大力开发生物质气化技术有着广阔的前景。

随着气化技术的成熟和完善，生物质气化的产业化和规模化应用，不仅具有较好的经济效益，而且产生很好的社会效益。对保障国家安全、促进社会可持续发展及提升我国相关产业竞争力的作用等具有十分重要的意义。

参考文献:

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[2]朱清时:生物质洁净能源[M]．北京：化学工业出版社，2001

[3]钟 浩 谢 建 杨宗涛 张无敌 宋洪川:生物质热解气化技术的研究现状及其发展[J]．云南师范大学学报．2001，21(1)

第4篇：生物燃料制备技术范文

摘要：陶瓷膜主要是Al2O3、Zr02、Ti02和Si02等无机材料制备的多孔膜，其孔径为2-50mm。具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂：机械强度大，可反向冲洗：抗微生物能力强：耐高温：孔径分布窄，分离效率高等特点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、治金工业等领域得到了广泛的应用，其市场销售额以35%的年增长率发展着。陶瓷膜与同类的塑料制品相比，造价昂贵，但又具有许多优点，它坚硬、承受力强、耐用、不易阻寨，对具有化学侵害性液体和高温清洁液有更强的抵抗能力，其主要缺点就是价格昂贵且制造过程复杂。

关键词：陶瓷膜 新材料

1陶瓷膜技术发展概况

陶瓷膜也称CT膜，是固态膜的一种，最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场。2004年7月，北美陶瓷技术公司顺利完成了其价值超过500万美元的新型双磨盘研磨机的组装，该设备在制备超薄陶瓷膜的生产技术上首屈一指，这同时也使得公司在制备超平、超完整陶瓷膜上的技术大大提升。

2陶瓷膜的广泛应用

2.1提纯用陶瓷过滤膜

2004年8月，由北京迈胜普技术有限公司与山东鲁抗医药有限公司研制的陶瓷膜过滤系统用于某种抗生素的分离提纯获得成功，这不仅优化了此种抗生素的生产工艺，而目使抗生素收率提高15%，这是我国首次将陶瓷膜技术运用于抗生素生产。抗生素的分离提纯，必须经过对发酵液的过滤和对滤出的药液进行树脂交换。目前，许多抗生素生产企业对氨基糖苷类抗生素发酵液的分离提纯均采用真空转鼓过滤器，这种工艺需先将发酵液酸化调至一定的pH值，然后用敷设助滤剂层的真空转鼓过滤器进行预过滤，再用板框进行复滤及树脂交换。采用这种工艺不仅过程繁琐，而目有效成分收率低，仅过滤和树脂交换过程的收率损失达30%。

2.2镀陶瓷包装膜

在食品包装领域，近年越来越引人注目的是具有高功能性和良好环保适应性的透明镀陶瓷膜。这种膜尽管目前价格较高，物理性能还有待进一步改进，但可预期在不远的将来它将在食品包装材料中占据重要的地位。陶瓷膜的加工镀膜方法与通常的镀金属方法相似，基本上按我们己知的加工法进行。镀陶瓷膜由PET（12μm）陶瓷（Si0x）组成。氧化硅能分成4类，即Si0，Si304，Si203，Si02。对这种膜的主要要求是具有良好的透明度、极佳的阻隔性、优良的耐蒸煮性、较好的可透过微波性与良好的环境保护性以及良好的机械性能[2]。

镀陶瓷膜首先用作细条实心面的调味品包装材料。其优良的包装性能引起了人们的注意。由于这种膜保味性极佳，因此，尤其适合于包装易升华产品，如茶（樟脑）之类的易挥发材质。由于其极好的阻隔性，除了作为高阻隔性包装材料和作食品包装材料用外、预计还可用在微波容器上作为盖材，在调味品、精密机械零配件、电子零件、药物和医药仪器等方而作为包装材料。随着加工技术的进一步发展，如果这种膜在成本上大幅下降，那么它将得到迅速推广和应用。

2.3 燃料电池陶瓷膜

我国“863”计划固体氧化物燃料电池（SOFC）项目经过对新型中温固体氧化物陶瓷膜燃料电池的长期研制，把陶瓷膜制备技术开拓应用于SOFC的制作，把通常SOFC的高温（1000-900℃）拓延到中温阶段（700-500℃）。目前中国科技大学无机膜研究所己经研制成功的新型中温陶瓷膜燃料电池，是一种以陶瓷膜作为电解质的燃料电池。电池部件薄膜化以后，降低了电池的内阻，提高了有用功率的输出，不需要高温的条件下实现了中温化，操作温度降到700-500℃[4]。这种新型燃料电池继承了高温SOFC的优点，同时降低了成本。此类陶瓷膜燃料电池具有广阔的应用前景[5]。

结束语

陶瓷膜的研究始于20世纪40年代，其发展可分为3个阶段：用于铀的同位素分离的核工业时期，于20世纪80年代建成了膜面积达400万平方米的陶瓷膜的富集256UF6工厂，以无机微滤膜和超滤膜为主的液体分离时期和以膜催化反应为核心的全面发展的时期。

总之，随着科学技术的发展，陶瓷膜作为一种新型的材料，在各行各业的领域中，发挥着巨大的作用。其前景也越来越广阔。

参考文献：

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第5篇：生物燃料制备技术范文

关键词生物柴油;优点;制备;发展现状;措施;油葵;能源植物

AbstractThe merit of biodiesel，the preparation method，as well as research and development status at home and abrod were introduced. Then the advantage of oil sunflower as biodiesel energy meterial and the existing problems and measures in developing oil sunflower biodiesel industry were proposed to provide references for the research and application of biodiesel.

Key wordsbiodiesel;merit;preparation;development status;measures;oil sunflower;energy plant

能源是人类社会发展的支柱，随着世界经济的快速发展，对能源的需求量也飞速增加。据BP公司的预测，按照目前的开采量计算，全世界石油储量只能开采40年，天然气为65年，煤炭为165年[1]。能源短缺已经成为制约世界经济发展的重要因素。为此，寻求可再生能源倍受世界各国关注。生物质能源作为可再生能源，是目前世界能源消耗总量仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，在整个能源系统中占有重要的地位。作为生物质能源最重要的可再生液体燃料之一，生物柴油具有能量密度高、性能好、储运安全、抗爆性好、燃烧充分等优良使用性能，还具有可再生性、环境友好性及良好的替代性等优点，是最具发展潜力的大宗生物基液体燃料[2]，合理开发利用生物柴油对于促进国民经济的可持续发展、保护环境都将产生深远意义。

1生物柴油的特性

生物柴油是植物油、动物脂肪以及食用废弃油等油脂物经过酯基转移作用得到的脂肪酸酯类物质，包括脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯[3-5]，具有石化柴油所不可比拟的优点。

(1)良好的燃烧性能。生物柴油燃烧指标十六烷值高，大于49(石化柴油为45)，含氧量高，有利于压燃机的正常燃烧，在燃烧过程中所需的氧气量也较石化柴油少，燃烧、点火性能优于石化柴油。

(2)优良的环保性能和再生性能。生物柴油环保性能主要表现在:含硫量低，使二氧化硫和硫化物的排放低，可减少酸雨的发生[6];因其含氧量高，使其燃烧时一氧化碳排放量减少;基本不含芳香族烃类成分，产生的废气对人体损害低于柴油。生物柴油是以动植物的生物质为原料，因而又具有良好的可再生性能。

(3)较好的低温发动机启动性能和性能。与石化柴油相比，生物柴油无添加剂时冷凝点达-20 ℃，具有较好的发动机低温启动性能;具有较高的运动粘度，在不影响燃油雾化的情况下，生物柴油更容易在汽缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的性能，降低喷油泵、发动机缸和连杆的磨损率，延长其使用寿命。

(4)较高的安全性能。生物柴油闪点高，不属于危险品，有利于安全运输、储存。

(5)原料易得。生物柴油的原料是植物油脂、动物油脂、植物油精练后的下脚料、酸化油、潲水油或各种油炸食品后的废弃油。其中植物类主要包括油菜、油用向日葵、大豆、棉花、芝麻、花生、蓖麻、亚麻、文冠果、乌桕树、棕榈树、椰子树、油桐树、野苏树、桉树、油茶、麻疯树、光皮树等含油质植物所榨取的油料。

总之，生物柴油作为一种可再生液体燃料，具有安全、环保、可再生等优点，发展生物柴油产业已成为世界各国保障能源安全的战略举措。

2生物柴油的制备方法

生物柴油的生产方法可以分为两大类:物理法与化学法。物理法包括直接混合法与微乳液法;化学法包括裂解法、酯交换法。物理法操作简单;但产品的物理性能(如粘度)和燃烧性能都不能满足柴油的燃料标准。化学法中的裂解法能使产品粘度降低3倍，但仍不能符合要求。酯交换法是利用低碳醇在催化剂作用下与植物油或动物油中的脂肪酸甘油酯进行反应的一种适用于生产生物柴油的方法[7]。酯交换法的催化剂包括酸碱催化、酶催化、超临界催化和超临界介质中的酶催化等[8]。超临界酯交换法制备生物柴油是最近几年发展起来的一种有效方法。由于能很好地解决反应产物与催化剂难分离问题，因此超临界酯交换法受到了广大研究者的关注[9]。它的最大特点是不用催化剂，在较短的反应时间内取得较高的反应转化率，极大地简化了产物分离精制过程。超临界的甲醇溶解性相当高，油脂与甲醇能很好地互溶。超临界甲醇法中，超临界甲醇既是反应介质又是反应物，起到催化剂的作用。采用超临界甲醇法，酸和水的存在对最终转化率没有影响[10]。与现行化学法相比，在反应速度、对原料的要求和产物的回收方面都有优越性，因而日益受到人们重视[11]。生物酶法合成生物柴油具有条件温和、不需要昂贵设备、醇用量少、产品易于收集、无污染物排放等优点，是一种很有前途的生物柴油合成方法，但也存在酶成本高、产物难分离、副产物抑制作用等问题。

3生物柴油在国内外的发展现状

3.1国外生物柴油发展现状

生物柴油的研究最早始于1970年[12]，近15年内发展较快。尽管其发展的历史不是很长，但是由于其良好的性能得到了世界各国的重视，大约有28个国家致力于生物柴油的研究和生产[13]。为大力推进生物柴油产业的发展，欧美国家的政府制定了一系列的财政补贴、优惠税收等政策支持，德国、法国、意大利、美国、加拿大等国已建立了数家生物柴油生产厂并开始大规模利用生物柴油[14-15]。在生物柴油原料上，欧盟国家以油菜籽为主要原料，美国、巴西以大豆为主要原料，东南亚国家则利用优越的自然条件种植油棕以获取油脂资源。据2009—2012年中国生物柴油产业调研及投资前景预测报告显示，2009年世界生物柴油年产量已达到1 590万t。其中，以法国和德国为主的欧盟国家生物柴油产量约为870万t，美国生物柴油的产量约为150万t，巴西120万t，阿根廷110万t。预计2010年世界生物柴油产量可达1 900万t以上。

3.2国内生物柴油发展现状

我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快，部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。20世纪80年代，由上海内燃机研究所和贵州山地农机所联合承担课题，对生物柴油的研发做了大量基础性的试验探索[16]。许多科研院所和高校在植物油理化特性、酯化工艺、柴油添加剂和柴油机燃烧性能等方面开展了试验研究，同时中国林业科学院根据天然油脂化学结构的特点，研究了生物柴油和高附加值的化工产品综合制备技术，使生物柴油的加工利用不仅技术可行，而且经济上可以实现产业化[17]。但是与国外相比，我国在发展生物柴油方面还有一定的差距，产业化规模还较小[6]。虽然我国生物柴油的发展仅处于初级阶段，但是我国政府对发展石油替代燃料非常重视，制定了多项促进其大力发展的政策，“十五”规划纲要将发展生物液体燃料确定为国家产业发展的方向。2004年，科技部启动“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目，国家发展和改革委员会也明确将“工业规模生物柴油生产及过程控制关键技术””列入“节约和替代石油关键技术”中。“十一五”国家科技攻关计划中也将生物柴油等生物质能源的研发列在首位[18]。目前我国生物柴油的研究开发也取得了一些重大成果。海南正和、四川古杉和福建卓越等公司都已开发出拥有自主知识产权的技术，相继建成了规模超过万吨的生产厂，特别是四川古杉以植物油下脚料为原料生产生物柴油，产品的使用性能与0号柴油相当，燃烧后废物排放指标达到德国DIN5 1606标准[19]。这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地诞生。生物酶法制取生物柴油也取得了很大进步，2007年河北秦皇岛领先科技投资建设国内首家年产10万t生物酶法合成生物柴油产业，该技术居国内领先水平。总体来看，我国生物柴油的发展状况良好，生物柴油已经受到越来越多的关注。

4油葵作为生物柴油原料的优点

生物柴油的原料必须满足一定的条件，如区域可行性、原料价格和燃油价格等。选择油葵作为生物柴油的原料，是由于油葵具有如下一些特殊的性能。

(1)油葵适应性广、抗逆性强，不占用优质土地资源。首先，油葵对气候温度要求不高，世界各地区的各类土壤或各种地貌均可种植[20]。其次，油葵抗逆性强:抗旱、抗病、耐盐碱，作业简单，生育期短。再者，与一般作物相比，种植杂交油葵省工、省肥、省水、省农药，易管理、成本低、效益好。在无霜期较短地区可以生产1季，在无霜期较长地区还可以栽培2季，这样便提高了复种指数，增加农民收入。第四，杂交油葵是盐碱地先锋作物[21]，对盐碱地具有很好的改良效果。在全盐量0.77%的土壤条件下(属重度盐渍化)，杂交油葵产量高达4 395 kg/hm2。有鉴于此，可在我国沿海盐碱地、内蒙古、新疆等地区大规模发展能源油葵产业。

(2)油葵的丰产性和高含油率是农牧民增收的物质基础。油葵皮薄饱满出仁率高，一般出仁率达到75%，而且籽实含油量高，一般达到45%~50%。因此，种植杂交油葵可以较大幅度的增加农牧民的经济收入，特别是在我国较贫困的西部地区，广大农牧民经济条件的改善对实现可持续发展具有重要意义。

(3)油葵综合利用潜力大，可以促进我国农村经济发展。油葵的花、花盘、茎杆、皮壳的综合利用价值也很高。葵花是很好的蜜源，可以发展养蜂业。花盘是畜牧业的精饲料，最适合饲喂猪、鸡，可以做青贮饲养牛羊。花盘含粗蛋白7%~9%，含粗脂肪6.5%~10.5%，几乎与大麦、燕麦相当;无氮浸出物(主要是淀粉)48.9%，高于苜蓿，与燕麦接近;果胶2.4%~3.0%，可以增加饲料的适口性;其灰分含量比大麦、燕麦多2倍。榨油后的饼粕可为发展畜牧业提供一部分高质量的饲料来源。秸秆还可作染料和造纸的原料等。

(4)利用向日葵生产柴油，可以为农村社会发展提供机会。据预测，2020年全球可再生生物柴油年需求量，将从当前的1 000万t大幅增加至3 500万t。这为向日葵制造生物柴油提供了广阔的发展空间。利用向日葵生产生物柴油，可以走出一条农业产品向工业品转化的富农强农之路，有利于调整农业结构，增加农民收入。如果在我国西部地区大力发展生物柴油产业，必然会给地方发展提供新的机遇，促进第二产业的发展。

5我国发展油葵生物柴油存在的问题及解决措施

虽然我国发展油葵生物柴油已经具备了相应的理论依据，油葵种植也形成了一定的规模，国家也出台了一系列的优惠政策，但油葵生物柴油产业的可持续发展仍需解决好以下一些问题。

(1)提高油葵抗逆性。油葵用作能源植物种植，必须坚持不与粮争地。应种植在较为干旱、贫瘠、盐碱的土地上，因此虽然现有的油葵具有抗旱、抗盐等优良特性，但仍需要提高其抗逆性，以便扩大油葵的种植面积，稳定原料供应。

(2)培育能源油葵新品种。从品种角度分析，油葵含油率和脂肪酸结构成为影响生物柴油转化的关键因素，因此，培育生物柴油的专用品种具有重要的意义。

(3)重视油葵生物柴油产业链的综合加工利用。生物柴油不是油葵生物柴油产业链的唯一产品，它还有秸秆、油饼、甘油及VE 等不同生产阶段的副产品，这些副产品的综合利用，对于提高向日葵生物柴油产业链价值具有重要的意义。

6参考文献

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第6篇：生物燃料制备技术范文

关键词：生物柴油；乳化液；燃烧特性

生物柴油是一种再生能源，其不含芳香烃、硫、十六烷值较高、能降解、燃烧性能好、能任意比例与柴油混合等优点。生物柴油是一种内燃机替代的燃料。但生物柴油粘度高、挥发性较差、NO排放不好等缺点。微乳化生物柴油通过燃烧时 “微爆”现象、水煤气加速燃烧及水滴气化吸热降低火焰温度，在减排同时增加燃烧热值，达到良好的环保节能效果。

微乳化生物柴油技术现在已有了一些成果，但稳定性较差、保存时间较短和乳化剂成本高等问题。通过大豆油和环氧乙烷缩合物、卵磷脂和氯化十六烷吡啶的不同配比得到透明、稳定、环保的微乳化生物柴油配方，测试其粘度、粒径、燃烧热值等参数，研究其特性。

1 试验内容

1.1 试验装备

试验仪器有电动搅拌器、电子天平、电子显微镜、自动粘度计、pH仪、氧弹热量分析仪、水分测定仪、氧化安定仪。试剂有大豆油和环氧乙烷混合物、卵磷脂、氯化十六烷基吡啶，均为分析纯、生物柴油。

1.2 试验方法

部分生物柴油，加入微乳化剂，搅拌均匀后加入一定的水，充分混合，形成油包水型微乳化液。离心一段时间，观察油水分离情况，测定微乳化油稳定性。用显微镜观察微乳化油微观形态，用粘度计、pH计、密度计、氧弹分析仪分析物理特性。

2 结果与分析

2.1 乳化剂用量的确定

对不同比例配方试验（表1），观察稳定性，经试验确定大豆油和环氧乙烷混合物和卵磷脂的用量分别为1.3%和0.7%效果最佳。添加一定含量的氯化十六烷基吡啶水溶液，形成无色、透明、均一、稳定的微乳化生物柴油，静置6个月油水不分离（表2）。

当氯化十六烷基吡啶1%及以上时乳化油结块。

用低室温循环法确定乳化液配方（1.3% 大豆油和环氧乙烷混合物，0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶）的微乳化生物柴油稳定性最好。

2.2 燃烧和物理特性

显微镜下观察微乳化生物柴油小液滴，平均直径为2.45？滋m。液滴直径越小，乳化油越稳定（图1）。

氧弹法测量样品热值（表3），去除水分含量后，热值为40 276.7J/g，高于纯生物柴油，微乳化生物柴油的燃烧速率比燃烧生物柴油更高，存在放热始点较晚，着火延迟期长的缺点。

在45℃下，微乳化生物柴油粘度为4.57 cP，符合国家标准。

微乳化生物柴油的pH值、氧化安定值和密度都符合国家标准。

3 结束语

（1）1.3% 大豆油和环氧乙烷混合物，0.7%卵磷脂和0.5%氯化十六烷基吡啶配置的微乳化生物柴油具有良好的稳定性。（2）试验制备的微乳化生物柴油燃烧热值高于纯生物柴油。（3）试验制备的微乳化生物柴油的粘度、pH值、氧化安定值等物理特性与纯生物柴油接近，符合国家标准。

参考文献

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第7篇：生物燃料制备技术范文

摘 要：生物质绿色可再生资源具有产量大、资源丰富、环境友好、可加工制作性强等优点，是国内外能源与包装行业研究的热点材料。随着科技发展，秸秆生物质基包装材料被研究加工并应用的范围越来越大。

关键词：秸秆生物质；包装材料；资源丰富

1 引言

当今世界公认的第四大能源是农林生物质，它仅次于煤炭、石油和天然气。农林生物质廉价而宝贵、对环境友好，是绿色可再生的资源。全球每年农林生物质资源十分丰富，品种多样、地域分散、产量巨大、收储季节性强。我国每年仅农作物秸秆产量8.5亿吨，包括粮食作物和经济作物秸秆，其中以小麦秸秆、稻草为代表的粮食作物秸秆占总量的70%左右。可用于工业能源原料的能源林和灌木林有3亿多吨。因此，可以说我国农林生物质资源极其丰富。随着学科交叉和领域融合，当今科技水平快速发展，社会对科学发展的环境可持续性的认识越来越多。目前，我国林业化工、机械工程等学科对生物质基材料的研究内容主要集中于高效转化生物质纤维，使“纤维组分分离、分级定向转化过程”，制备新材料。现在生物质纤维材料加工研究技术包括两种，物理改性和化学改性。物理改性是让生物质纤维化学成分不变，通过一些机械力学、传热学、加高压等方法改变生物质纤维的结构和表面性能；化学改性常用方法有酸碱法、有机溶剂法、界面偶合法、接枝共聚和脂化法等。化学改性是让生物质纤维改变化学成分的同时结构和表面性能也发生改变，改性后的新材料表现出不同的性能。改性生物质基包装材料既是一个多学科交叉并融合的研究新领域，又是一个新兴的生态产业链群体，比如从秸秆的收集组分分离（或不分离）微生物发酵（或重组）能源（或可降解产品），实现秸秆的高效合理、生态环保的综合利用。

2 国内外研究现状及发展动态分析

在过去，人类将秸秆收割后用作农田肥料、燃料、建房、家畜饲料、手工制品和工具等。现在国外，许多发达国家在生物质能源利用方面已经制定了一些大型的开发研究项目，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、丹麦秸秆发电厂、美国的能源农场和巴西的乙醇能源计划等。这些研究项目中因存在污染环境、易产生有害物质和难于综合利用等问题，发达国家也已经逐步转向用纤维素酶水解方法的研究[1]。丹麦是世界上首先使用秸秆发电的国家。阿维多发电厂建于上世纪90年代，每年燃烧15万吨秸秆，可满足几十万用户的供热和用电需求，被誉为全球效率最高、最环保的热电联供电厂之一。发电原料和煤、油、天然气相比，秸秆发电成本低、污染少，是最划算的燃料；另外，秸秆燃烧后的草木灰还可以作为农田肥料。日本是一个相对资源紧缺的国家，每年的秸秆几乎被全部利用，其中主要是还田、粗饲料、混合燃料等。混合燃料沼气发酵真正对纤维素原料转化沼气的研究还很不够，日本正在积极挖掘秸秆的燃料转化潜力，日本地球环境产业技术研究机构与本田技术研究所已成功从秸秆所含纤维素中提取出了乙醇燃料。欧洲和美国在生物制气化发电的研究与开发方面处于领先水平，但因为生物质燃气净化的研究长期以来一直没有突破，所以这一技术难以应用和推广。

国内在生物质可再生能源的能源化技术方面，我国针对秸秆先后开展了沼气发酵和秸秆气化。在沼气发酵中，秸秆转化率很低，而且严重影响产气率。在秸秆发酵乙醇研究方面，主要沿用木材处理或淀粉发酵乙醇的技术路线，昂贵的“完全”酸水解或酶水解难以实现完全利用秸秆中木质素、半纤维素和高结晶度纤维素的理想，难以适应工业化的要求。

秸秆生物质基新材料在包装行业也成为偏爱和研究的热点。林业部林产工业规划设计院、南京林业大学、东北林业大学也陆续开展了以竹材、麦秸、稻草、玉米秆等为主要原料研究人造板工艺技术。中国林科院木材工业研究所进行了复合材料“非木质纤维人造板”工艺与材料性能研究，并成功开发出了稻壳板、麦秸板、棉秆和麻秆板、稻草板等新材料。在生物质材料产品方面，秸秆作为工业原料主要用于工业造纸，其它的应用主要有：西北农林科技大学开展模压制品的研究[3]，如一次性快餐盒、托盘、家具构件和建筑构件等；南京林业大学将秸秆压缩成型制作复合秸秆板材，建筑墙体材料，复合秸秆包装材料等；西南师范大学也进行了可降解餐盒的研究，但由于植物纤维成分各异、含水量不等和化学特性不同，在研发技术和配方上存在较大差别，很多技术参数只能在实验中摸索，因此也就影响了餐具制品的性能稳定。目前符合国家食品包装安全材料标准的生物质基包装材料还不多，尤其是产品的耐水耐油性、耐酸碱性、良好的机械力学性等。东华大学以秸秆纤维为基体进行了木质陶瓷材料的研究[4]，以秸秆纤维为原料制成高密度秸秆纤维非织造布；然后采用气流成网法进行材料陶瓷化，工艺操作简单，新材料性能可以和以木材为原料加工的中密度纤维板性能媲美。

3 应用前景

植物秸杆类包装容器，原材料来源极其丰富，不仅可以完全降解，而且可以增加农民的收入、缓解资源短缺，有利于保护环境，同时具有经济效益、社会效益和环境效益。

3.1 经济效益

建立一个以年产5000万只托盘的生产线规模计算，年创产值1250万元，正常生产年产品总成本为900万元，年纯利润可达270万元，投资利润率为24%。以产品使用秸秆颗粒45g（以托盘计），该生产规模的加工厂，每年消耗秸秆2250吨，若秸秆以300元/吨的价格收购，每年可以直接为农民带来67.5万元的收入。从包装容器的市场需求量来看，对于一个数百万的城市，每天的需求量就达10万只以上，需要目前的成型设备18台，预计在未来5年内成型设备的销售量将达到240台，仅设备制造可以创产值6720万元。

3.2 社会效益

该技术研究成功，可以拓宽更多的应用领域，如农业生产用育苗钵盘、木炭盆景、复合板材、电子产品包装缓冲衬垫、建筑材料的隔热保温板等，为农民致富提供良好的产业化技术，促进农村循环经济的发展。

3.3 环境效益

减少对环境的污染。秸秆的使用避免了就地焚烧造成的环境污染，另一方面全降解一次性包装容器的使用，直接减少了由于使用发泡材料（EPS）带来的白色污染，环境效益显著。

因此，无论从可持续发展、还是环境保护、可利用资源等问题来分析，秸秆生物质基包装材料的研制成功，代表了目前和更长远时间内一次性全降解包装容器的发展方向。生物质基包装材料的市场前景非常广阔，各种食品及农产品包装的多样化需求，也为新材料的研究成果提供广泛的应用空间，激发了秸秆生物质基包装材料的新研究领域。

参考文献

[1]陈牧，连之娜，李鑫.玉米秸秆蒸爆渣的氨基酸辅助纤维素酶水解[J].生物质化学工程，2010，（44）：15-18.

[2]马晓轩，范代娣，马沛等.秸秆微生物降解及发酵生产乙醇的研究[J].西北大学学报，2009，（39）：71-74.

[3]高宝云，邱涛，李荣华等.巯基改性玉米秸秆粉对水体重金属离子的吸附性能初探[J].西北农林科技大学学报，2012，（40）：185-190.

第8篇：生物燃料制备技术范文

2011年10月7日，英国汤普森航空公司的地沟油航班从伯明翰机场起飞，首航成功。2012年6月，荷兰皇家航空公司的地沟油航班也开始飞行，并计划从中国购买超过一万吨的地沟油，其中首批2000吨已经发货。将地沟油制成生物燃油为飞机提供动力，这当然算是把“资源”放对了地方。其实，世界各地都在尝试为地沟油找一个“好归宿”。

地沟油的新用途之一—房顶涂料

科学家们一直在寻找地沟油的其他用途。在2010年的美国化学会春季年会上，就有一个公司介绍了他们在美国能源部资助下开发出的地沟油新用途——节能涂料。

在美国的多数地区，冬天要用暖气、夏天要开空调，二者都是相当耗费能源的事情。如果房顶使用黑色的涂层，比如沥青，那么保温性能就会比较好，所需要的暖气就会少一些。但是，这样的房子到了夏天，就会从阳光中吸收更多的热量，从而增加空调的负担。如果使用白色的涂层，则是相反——有利于夏天节省空调费用，但是冬天却又需要更多的暖气。

而这种用地沟油做成的涂料却可以二者兼得。环境温度高于某个值的时候，它会反射阳光的热量；而低于那个温度的时候，它就会吸收阳光的热量。这样有助于保持房子里边冬暖夏凉，从而减少总的能量消耗。而且，通过改变制作配方，还可以调整这个“转折温度”。

这项技术的开发者声称，虽然废弃食用油通常有异味，但是制造出来的涂料却是没有气味的。根据所加的添加剂，它还可以呈现不同的颜色。它可以用于各种材质的房顶，能够持续多年，并能二次刷涂。他们估计，如果进一步的测试结果依然良好，这项技术有望在三年后实现商业化。

不过，开发者也提醒大家：这种涂料虽然是以废弃的食用油作为原料而得到，但是并不意味着大家可以直接把收集来的油倒在房顶上，以试图获得相似的效果。这种涂料的生产过程中使用了一种关键助剂，才能把油转化成一种液体聚合物。这种聚合物干燥之后变成了一种无毒而且不可燃的塑料。如果直接把油倒在房顶，油不会聚合，还有引发火灾的风险。

地沟油的新用途之二—制备选矿药剂

北京科技大学环境工程系王化军教授等人成功研发地沟油制备选矿药剂的综合利用技术，这项技术可利用“地沟油”生产用于选矿的脂肪酸和脂肪酸钠，几乎不会产生二次污染。目前该项技术已开始在部分钢铁企业应用，并正在申请国家专利。有关专家认为，该项技术的进一步研究和推广应用，对于避免环境污染、降低选矿成本、减少食品安全威胁等方面都将具有重要意义。

地沟油的新用途之三—生产乙醇、沼气

一桶桶泔水经过分拣、分离，一部分变身生物柴油的原料，另一部分继续发酵成为燃料乙醇和沼气，剩余的废渣则全部转化为肥料。通过技术集成创新，昔日令人头疼的餐厨泔水和地沟油，如今却变废为宝，成为新能源。

第9篇：生物燃料制备技术范文

关键词: 微藻生物技术 专业建设 海洋特色

1.引言

微藻生物技术兴起于20世纪50年代,它可以被理解为,以微藻生物学为基础,利用微藻生物体系和工程原理,提供商品和社会服务的综合性科学。其本质上与农业生物技术相似,即利用太阳光能大量生产生物量,用作人类的有机资源[1]。微藻生物技术发展至今大致可分为两个阶段。1940年―1980年,初步形成一个比较完整的微藻生物技术体系。此时期开发出的用于培养小球藻、螺旋藻和盐藻的开放式培养系统在许多国家和地区得到了成功推广,使人类看到了微藻生物技术的巨大经济潜力。1980年―2000年,微藻生物技术迅速发展,形成了富有特色的微藻生物技术研究体系。目前,全球微藻年产量约8,000―10,000吨,广泛应用于食品、饲料、精细化工原料、医药和航空航天等领域,前景十分广阔。

我国20世纪50年代中期进行微藻的相关研究,70年代至80年代对螺旋藻、盐藻及一些固氮蓝绿藻的培养与应用等研究取得了一定的成绩。90年代后期,我国微藻生物技术快速发展。迄今,我国在藻种选育、培养技术、生物活性成分的分离制备、生物转化、工厂化培养、微藻保健食品和海水养殖等方面,已达到或接近国际水平。

近年来,随着陆地资源的衰竭,丰富的海洋微藻资源成为人们关注的热点。尤其是海洋微藻在保健食品、药物、饲料、化妆品、生物农药和污水治理等方面展现的应用前景,为微藻生物技术产业的快速发展带来了良好的契机[2]。在微藻生物技术应用日益广泛的今天,如何利用微藻生物技术专业凸显海洋特色,对人才培养,突出我校办学的海洋特色,以及“江苏省海洋大学”的申报等意义重大。

2.创建微藻生物技术专业,在经济和社会发展需要中体现我校海洋特色

自人们认识到微藻的开发价值和巨大经济潜力以来,微藻生物技术得到了迅速发展。全世界有关微藻生物技术的专利在1953―1980年的27年间共77项,平均每年仅2.85项;在1981―1993年间却达到了194项,平均每年16.17项;微藻生物技术也从实验室走向了产业化,为人类新资源的开发开创了新天地。近年来美国、德国和日本等发达国家已经把海洋生物技术列为重点发展方向,尤其是将海洋微藻的大规模培养及其天然活性物质的分离提取等技术放在首位。

我校可通过借鉴国内中国科学院有关研究所、烟台大学、大连理工大学、中国海洋大学、厦门大学等单位在微藻研究领域等的成果和经验,精心做好专业建设规划,对构建微藻生物技术特色专业的人才培养方案和人才培养模式、课程体系与实验室建设、校外实习基地建设等进行详细规则[3,4]。同时我校海洋学院也可以将传统的生物工程、水产养殖、食品科学与工程和海洋科学等学科交叉融合,通过整合人力、物力资源,进行微藻生物技术专业的创建。海洋学院利用现有的研究条件和研究队伍,以及国内微藻生物技术的的研究成果,可使该专业具有较高的整体水平,并逐步形成专业特色[5]。我国本科高校,多将微藻生物技术归属于水产养殖学科,或列入海洋生化工程学科的研究方向下,而未作为一个独立的专业。在此契机下,创建微藻生物技术专业恰能凸显我校的海洋特色。

与其它生物技术相比,我国微藻生物技术尚处于初级发展阶段,还存在许多“瓶颈”,需要多学科的通力合作。针对国内外研究现状,积极开展基于经济和社会发展需要的微藻生物技术专业的建设,可为国内微藻生物技术产业的发展提供很好的人才保障。同时,结合经济建设和社会发展的需要,该专业可积极开展β胡萝卜素、医药品、色素、高价值油脂及动物饲料等微藻生物制品的研究。

3.强化微藻生物技术专业优势,以科研实力支撑我校海洋特色

科学研究是探索自然、社会与思维等事物的性质和客观规律。我校海洋学院在海洋生物学(省级重点建设)、水产品加工和水产养殖(校级重点建设)等三个学科涵盖的“重要海洋生物种质资源的保护和利用”、“海洋生物活性物质研究和利用”、“水产品精深加工技术研究和质量安全”、“海洋生态与环境”五个相对稳定的研究方向下,积极开展了微藻生物技术方向的科学研究,在海洋微藻的化感作用、海藻与赤潮藻类的化感作用、海洋微藻的光衰减、海洋微藻多糖的合成、分离和纯化、海洋微藻种质库的建立、海洋经济微藻浓缩与保存技术产业化应用试验、抗生素对海洋微藻的促生长作用、螺旋藻的海水驯化及其对生产性能的影响、微波法提取雨生红球藻中的虾青素等省教育厅、江苏省重点实验室和校级课题的研究上获得了一些有价值的科研成果。

同时,我校海洋学院拥有学术水平较高的结构合理的科研团队,在海水增养殖技术、海洋生物病害防治、海洋微生物酶类、海洋鱼贝类加工及保鲜、海洋活性物质研究等方面取得了许多高水平的研究成果。近5年500余篇,出版学术专著和教材多部,获发明专利9项,科技成果转让多项,直接经济效益数千万元。目前,承担各级各类项目50多项,其中主持和承担国家级项目9项(主持国家自然基金1项、承担国家自然基金4项、主持国家重点实验室项目2项),承担省级项目30多项(其中主持省科技厅项目3项)。以上科研成果可逐步构成稳定的微藻生物技术专业的研究方向,并强有力地支撑我校办学的海洋特色。

4.培养优秀专业人才,将我校海洋特色与地方经济紧密结合

我校是江苏省特别是苏北地区相关行业和领域内人才培养、科学研究与技术开发的重要基地之一。微藻生物技术专业可紧密围绕地方经济发展需要,以培养应用型人才为主,使本专业毕业生就业立足本省,重点满足企事业需要。在专业人才培养过程中,通过强化实验教学和以双赢校外实习基地为平台的实践环节教学体系,培养学生的创新能力和实践能力,使他们成为既具有浓厚创新意识和创新能力,又能积极参与地方经济建设的人才[6,7]。

近年来,连云港赣榆、灌云、灌南和东海等县海水养殖业异军突起,成为致富渔民的支柱产业。特别是贝类养殖、鱼虾养殖迅速崛起,对饵料的需求急剧激增,也对饵料质量提出了更高的要求。鉴于此,微藻生物技术专业可依托我校重点实验室,将鱼虾贝类的生理特征、生活习性、企业标准的优质微藻饵料的制备等作为研究课题,采用开放实验,专业综合实验,以及毕业设计与论文等方式,培养基于连云港地方经济需求的优秀的应用型人才,从而将我校海洋特色与地方经济紧密结合,实现高等学校人才培养、科学研究和社会服务的三大功能。

5.努力推进成果转化,在开展科技合作中融合我校海洋特色

可持续发展是21世纪科学技术研究的主导方向,目前绝大部分化工产品的原料来自于石油,随着石油资源的日益枯竭,近年来人们的目光聚焦于可再生的生物资源,其中通过水生微藻养殖制备全新的燃料源成为备受关注的亮点。我国具有可观的海洋微藻资源总量,专家认为这为我国在寻找石油替代品的研究提供了一次历史机遇,做好微藻制备燃料源的开发与产业化工作,对我国可持续发展战略具有重要意义。

早在1978年,美国在“水生种类计划”研究中就已经证实能够利用微藻制造生物柴油。他们指出,用微藻来生产生物柴油已经比矿物油具有价格竞争力,并且能减排柴油发电机废气中高达92%的CO2和氧化氮。10―20年后,当容易开采的石油接近枯竭,全球变暖加剧,微藻生物柴油相对昂贵的石油替代品,如页岩油和沥青砂油,将具有更大的价格竞争力。鉴于此,微藻生物技术专业可利用我校的交叉学科优势,积极开展基于微藻资源的全新的燃料源的研究开发工作。而且可以从微藻中提取出更多的生物制品和副产品,进一步提高微藻培养的经济性。其产量高、需水少、肥料效率高,潜在产量超过陆地农作物产量的30倍,海洋微藻的生产优势,加上燃料制取技术的不断进步,可保证微藻生物技术专业在开展科技合作中很好地融合我校的海洋特色。

6.结语

当今,人类正面临人口膨胀、陆地资源减少和环境恶化这三大全球性问题。开发利用海洋资源是解决这些问题的重要途径之一,一场以开发海洋生物资源为标志的“蓝色革命”正在世界范围内蓬勃兴起。我们相信,随着人类对微藻的深入认识和了解,随着高新技术和人力物力的大量投入,以及各学科乃至世界各国间的广泛合作,微藻生物技术必将成为解决人类食品和能源的主要途径,为人类的生存作出贡献。与此同时,我校在其建设与发展过程中,积极探索微藻生物技术专业的建设,对凸显我校海洋特色,以及推动地方经济健康、快速发展意义深远。

参考文献:

[1]王长海.微藻与微藻生物技术[J].渔业现代化,2006,1:20-22.

[2]管华诗,耿美玉,王长云.21世纪中国海洋药物.中国海洋药物,2004,4:44-47.

[3]韩新,潘志权,丁一刚等.化工特色生物技术新专业建设实践[J].化工高等教育,2008,6:31-33.

[4]胡兴昌.生物技术专业建设的探索性研究[J].上海师范大学学报(教育版),2003,32(3):38-41.

[5]曹军卫,杨复华,张翠华.生物技术专业建设的实践与探索[J].微生物学通报,2002,29(2):99-101.