生物酶法让地沟油摇身变柴油

   污浊不堪的潲水油，经过一系列化学反应，20个小时之后就变成清澈透明的生物柴油……这种*的生物柴油合成技术，不仅停留在实验室，而且走向了生产线。     

    “目前，我们已经在北京亦庄建立了500吨的酶法生物柴油生产示范基地，预计今年年底，世界上*套万吨级的工业化装置将在上海投产。”8月2日，北京化工大学教授谭天伟兴奋地告诉记者，利用这套装置，上海市部分餐厨废油，就能“摇身”变成环保的生物柴油。     

    同时，秦皇岛的产业化项目也正在试验之中，明年即将推广。作为“十五”863能源领域课题，“酶法生产生物柴油技术”正在投入产业化规模应用。     

    生物柴油，变废为宝     

    生物柴油是以含油植物、动物油脂以及废食用油为原料制成的可再生清洁能源，也称为“再生燃油”。目前世界各国都在大力发展此项技术。     

    “生物柴油zui有希望发展成为石化燃料的替代能源。”谭天伟告诉记者，与普通柴油相比，生物柴油洁净环保。它是一种含氧、基本上不含硫和芳烃的“绿色”可再生燃料，性质与石化柴油相近、储运使用更安全、润滑性能优良，燃烧后不会污染空气，能有效缓解能源紧缺、生态环境恶化等问题。     

    生物柴油原料广泛，美国提炼主要是大豆油，西欧则是菜籽油。但谭教授认为，这在中国都不现实，因为成本太高，企业无利可图。在他看来，“目前，利用地沟油、棉籽油等提炼生物柴油，比较划算”。     

    经过理论计算，谭天伟得出：全国地沟油达到300万吨/年，废油脂200万吨/年，如果充分利用这些原料，至少可以生产出年产量达到200万吨的生物柴油，进而大大缓解中国的能源需求。     

    制作生物柴油主要采用3种方法：化学碱法、超临界方法和酶法。化学法的特点是工艺简单，但对原料有选择，不适用于酸值特别高的废油脂；超临界方法也是发展方向，因为它不需要催化剂，但设备要求高，适合于大规模装置；酶法是一种新的清洁生产工艺，优点是对原料没有选择性，设备简单，能耗低，而且环境友好，但是成本较高。前两者方法应用较为普遍，现在各国都在加大对酶法的研发。     

    “好技术，还必须用得起”     

    谭天伟认为，制约我国生物柴油工业化的主要原因在于：一是原料价格昂贵；二是转化工艺水平低。因此，开发新型的油料作物和新型转化酯化合成工艺，提出经济可行的燃料油合成的工艺路线，是摆在生物柴油产业化面前的技术难题。     

    通过863等国家课题的推动，“十五”期间，北京化工大学成功地将脂肪酶成本降到100元/公斤左右,并建立了国内外*套500吨/年的中试工艺。     

    该课题获得了具有自主知识产权的脂肪酶高产菌种。脂肪酶发酵水平为8000U/毫升，成本仅为100元/公斤（10万单位/克）。开发了新的膜固定化酶新方法，建立了年产200吨的生物柴油中试生产装置。该装置采用固定床式酶反应器，具有操作压力小、固定化酶利用率高等优点，可连续化操作，对于植物油及废油等原料生产生物柴油转化率均可达到95%%以上。粗产品经过分离精制后各项指标*符合德国生物柴油生产标准。利用游离脂肪酸含量高的废油作为生产原料及该实验室发酵的酶制剂经固定化后可催化，转化率可以达到94%%左右，固定化酶半衰期超过200小时，以废油为原料的生产成本不高于3500元/吨。     

    “目前国内外工业化的生物柴油生产技术全部依靠化学酯化法生产，催化剂为碱或浓硫酸，生产过程中产生废水，且能耗高，对设备要求高。”谭天伟介绍，他的实验室经过多年选育，得到了适合脂肪酸甲酯、乙酯、丙酯及辛酯的专一性的假丝酵母脂肪酶。解决了传统低碳醇对脂肪酶的毒性问题，利用该酶催化反应转化率可达95%以上。目前已完成生物柴油用脂肪酶的生产，该脂肪酶是目前国内外用于酯化价格性能比的脂肪酶，成本仅为50元/公斤，产品质量和成本均优于化学法。     

    虽然国外也利用酶法合成生物柴油，但由于酶每公斤价格高达1万元，成本太高，短期内都认为不合算，还没有做成大型工业装置。     

    “但是，我们早在前年就已经将酶做到150元/公斤的成本价。目前计算下来，酶每升只需要5毛钱左右，把所占生物柴油成本比例降到10%%以下。”谭天伟说，下一步他们还可以降到3%%左右。