常說(shuō)的油水分離后的廢油可做“生物柴油”到底是什么?
常常與客戶談到安裝油水分離器的利好在哪里,環(huán)保,衛(wèi)生,資源再生。環(huán)保衛(wèi)生都很容易理解,但資源再生,客戶很好奇通過(guò)油水分離器分離出去的油回收后到底能做什么,是不是還是換湯不換藥又變成了地溝油呢?所說(shuō)的能制作為“生物柴油”是怎樣一回事呢?
生物柴油是指植物油與甲醇進(jìn)行酯交換制造的脂肪酸甲酯,是一種潔凈的生物燃 料,也稱之為“再生燃油”。目前,巴西正在大力推廣生物柴油生產(chǎn),以減少石油進(jìn) 口。美國(guó)能源部正在集資發(fā)展生物質(zhì)能,要求到2010年,美國(guó)生物質(zhì)能的使用量增加2 倍,生物柴油也列為生物質(zhì)能行列之一。國(guó)際上對(duì)生物柴油的開(kāi)發(fā)形勢(shì)看好。
一、廢食用油用于生物柴油生產(chǎn)
日本每年的食用油消費(fèi)量為200萬(wàn)噸,產(chǎn)生的廢食用油達(dá)40萬(wàn)噸,為生產(chǎn)生物柴油 提供了原料。借助酶法即脂酶進(jìn)行酯交換反應(yīng),混在反應(yīng)物中的游離脂肪酸和水對(duì)酶的 催化效應(yīng)無(wú)影響。反應(yīng)液靜置后,脂肪酸甲酯即可與甘油分離,從而可獲取較為純凈的 柴油。但有幾點(diǎn)值得注意:(1)不使用有機(jī)溶劑就達(dá)不到高酯交換率;(2)反應(yīng)系統(tǒng) 中的甲醇達(dá)到一定量時(shí),脂酶就失活;(3)反應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng);(4)一般來(lái)說(shuō),酶的價(jià) 格較高。這些都有待研究解決。
為了提高柴油生產(chǎn)效率, 采用酶固定化技術(shù),并在反應(yīng)過(guò)程中分段添加甲醇,更有 利于提高柴油的生產(chǎn)效率。這種固定化酶(脂酶)是來(lái)自一種假絲酵母( C andida antaretica),由它與載體一起制成反應(yīng)柱用于柴油生產(chǎn),控制溫度30℃,轉(zhuǎn)化率達(dá) 95%。這種脂酶連續(xù)使用100天仍不失活。反應(yīng)液經(jīng)過(guò)幾次反應(yīng)柱后,將反應(yīng)物靜置,并 把甘油分離出去,即可直接將其用作生物柴油。
二、利用甘蔗渣發(fā)酵生產(chǎn)柴油
除植物油酶法生產(chǎn)生物柴油外,也有報(bào)道利用甘蔗渣為原料發(fā)酵生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)柴油的研 究成果〔注:1噸甘蔗渣的能量與一桶(31.5加侖,每加侖等于3.7853升)石油相 當(dāng)〕。如加拿大一家技術(shù)公司正在將這一成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,已建立每天6桶生物柴油的 裝置,以蔗渣為原料生產(chǎn)柴油;還計(jì)劃擴(kuò)大裝置,建成每天25噸工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)裝置。 但是,采用什么微生物發(fā)酵生產(chǎn)柴油?產(chǎn)出率如何?沒(méi)有見(jiàn)到具體報(bào)道。
三、利用“工程微藻”生產(chǎn)柴油
這是柴油生產(chǎn)一項(xiàng)值得注意的新動(dòng)向。所謂“工程微藻”即通過(guò)基因工程技術(shù)建構(gòu) 的微藻,為柴油生產(chǎn)開(kāi)辟了一條新的技術(shù)途徑。美國(guó)國(guó)家可更新能源實(shí)驗(yàn)室( N REL) 通過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)建成“工程微藻”,即硅藻類的一種“工程小環(huán)藻”( Cclotella cryptica),在實(shí)驗(yàn)室條件下可使脂質(zhì)含量增加到60%以上(一般自然狀態(tài)下微藻的脂 質(zhì)含量為5%—20%),戶外生產(chǎn)也可增加到40%以上。這是由于乙酰輔酶A羧化酶( A CC)基因在微藻細(xì)胞中的高效表達(dá),在控制脂質(zhì)累積水平方面起到了重要作用。目前 正在研究合適的分子載體,使 A CC基因在細(xì)菌、酵母和植物中充分表達(dá),還進(jìn)一步將修 飾的 A CC基因引入微藻中以獲得更高效表達(dá)。因此,利用“工程微藻”生產(chǎn)生物柴油有 著重要經(jīng)濟(jì)意義和生態(tài)意義。應(yīng)該說(shuō),發(fā)展富含油質(zhì)的微藻或“工程微藻”是索取生物 燃料的一大趨勢(shì)。當(dāng)然,還可充分發(fā)揮如下幾方面的優(yōu)越性:一是微藻生產(chǎn)能力高,稱 得上是一座“大化工廠”,又不與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)地,一旦有高新技術(shù)參與,還可大大提高生產(chǎn) 能力。二是海水作為天然培養(yǎng)基,可大量進(jìn)行微藻養(yǎng)殖;三是微藻生產(chǎn)油脂比陸生植物 單產(chǎn)高出30倍,有人估計(jì),每英畝“工程微藻”每年可生產(chǎn)40—100桶柴油;四是生物柴 油不含硫,燃燒時(shí)不排放有害有毒氣體,有利于生態(tài)環(huán)境;五是生物柴油即便是排入環(huán) 境中也可被微生物降解,不會(huì)污染環(huán)境。
總之,柴油是目前城鄉(xiāng)使用較為普遍的生物燃料,通過(guò)生物途徑生產(chǎn)柴油是擴(kuò)大生 物資源利用的一條最經(jīng)濟(jì)的途徑,是生物能源的開(kāi)發(fā)方向之一。這項(xiàng)能源生物技術(shù)必將 得到發(fā)展,使這種“無(wú)污染生物柴油”得到更廣泛的應(yīng)用。