【正文】 。近年來(lái)主持或參與完成了雷諾氏集團(tuán)、北大荒集團(tuán)、魯洲集團(tuán)、新農(nóng)開發(fā)、交大昂立、國(guó)泰君安等多家公司的咨詢項(xiàng)目。 先后編著《中國(guó)食品產(chǎn)業(yè)地圖》、《中國(guó)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)地圖》、《私募股權(quán)投資操作實(shí)務(wù)》等書籍，主持編寫了數(shù)十篇有影響力的農(nóng)業(yè)與食品產(chǎn)業(yè)專題研究報(bào)告，發(fā)表論文 30 余篇。十年大型企業(yè)集團(tuán)中高層管理經(jīng)驗(yàn)，專注于農(nóng)業(yè)與食品產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的戰(zhàn)略規(guī)劃與兼并收購(gòu)工作。 崔凱簡(jiǎn)介：食品工程博士，管理心理學(xué)博士，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，北大縱橫管理咨詢公司合伙人。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)看，發(fā)展生物煉油化工業(yè)也是貫徹中國(guó)以人為本、全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀的一條途徑。 國(guó)家應(yīng)大力扶持生物柴油產(chǎn)業(yè)，給予適度的財(cái)政補(bǔ)貼和稅收優(yōu)惠，使生物柴油生產(chǎn)更具有競(jìng)爭(zhēng)力，走 “政府 —企業(yè) —農(nóng)戶 —銀行 —技術(shù) ”的發(fā)展模式；同時(shí)，國(guó)家有關(guān)部門應(yīng)盡早制定生物柴油的發(fā)展規(guī)劃，推動(dòng)生物柴油進(jìn)入汽車燃料市場(chǎng)，大力培育生物柴油的消費(fèi)市場(chǎng)，組建生物柴油產(chǎn)業(yè)的 “航空母艦 ”，發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢(shì)，為市場(chǎng)供應(yīng)大量廉價(jià)的生物柴油。目前，酶催 化技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是降低酶的生產(chǎn)成本途徑日益增多，例如，利用遺傳工程篩選出來(lái)耐甲醇、高活性的催化酶，易于固定化，可以反復(fù)使用。 （ 3）用酶催化技術(shù)，提高生物柴油收率 與傳統(tǒng)的的化學(xué)催化技術(shù)相比較，酶催化酯化與甲醇作用更溫和、更有效，不僅可以少用甲醇，而且可以簡(jiǎn)化工序。此外，粗制甲酯往往經(jīng)過(guò)減壓蒸餾才能獲得優(yōu)質(zhì)生物柴油，餾出物為主產(chǎn)品 ——生物柴油，剩余物又稱 “植物瀝青 ”，可以進(jìn)一步制成鑄造粘結(jié)劑，建筑防水涂料。對(duì)于植物油堿煉的下腳料，先補(bǔ)充皂化，使皂腳中甘油酯轉(zhuǎn)化為鈉皂；然后脫水；最后用硫酸與甲醇直接酯化與分離，再經(jīng)水洗，脫水，獲得生物柴油。例如，對(duì)于煎炸 回收的氧化劣變的廢油，由于游離脂肪酸含量不高，主要成分是甘油酯，應(yīng)選擇以下工藝過(guò)程：預(yù)處理；甲醇預(yù)酯化；甲醇解、蒸餾。 其它行業(yè)回收的動(dòng)植物油 有的行業(yè)脫脂工序回收油，生活垃圾場(chǎng)回收廢油，經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后，成為無(wú)危害的回收油。 餐飲行業(yè)回收的廢油 包括各種煎炸后氧化劣變的回收油。 與可以食用的動(dòng)植物油原料相比較，以下幾種生物柴油原料價(jià)格明顯降低。 五、熱點(diǎn)話題：如何突破生物柴油的成本瓶頸？ 當(dāng)前大力發(fā)展生物柴油的主要問(wèn)題是其生產(chǎn)成本較高，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。 隨著生物柴油生產(chǎn)工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，政府不斷出臺(tái)的扶持政策，生物柴油的投資環(huán)境會(huì)越來(lái)越好，生物柴油生產(chǎn)廠家會(huì)越來(lái)越多，所以，生物柴油生產(chǎn)設(shè)備的需求也會(huì)越來(lái)越大。能源、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、高科技是生物柴油項(xiàng)目所具有的優(yōu)勢(shì)和獨(dú)特概念。在山東、安徽已有在柴曲中添加 10%生物柴油的經(jīng)驗(yàn)。 生物柴油有利用率高、污染小等優(yōu)點(diǎn)，可以從餐飲泔水油 (廢棄動(dòng)植物油脂 )中提取，這種柴油里基本上沒(méi)有硫和芳烴，而且含氧值很高，十分有利于內(nèi)燃機(jī)的正常燃燒，從而降低尾氣有害物質(zhì)排放，與普通柴油相比，生物柴油可以生物降解，降低 90%的空氣毒性和 94%的致癌率，且沒(méi)有硫散發(fā)，可減少酸雨發(fā)生。 中國(guó)生物柴油的開發(fā)利用還處于發(fā)展初期，要從總體上降低生物柴油成本，使其在中國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變中發(fā)揮更大的作用，只有向基地化和規(guī)?；较虬l(fā)展，實(shí)行集約經(jīng)營(yíng)，形成產(chǎn)業(yè)化，才能走符合中國(guó)國(guó)情的生物柴油發(fā)展之路。隨著西部開發(fā)進(jìn)程的加快，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)重大基礎(chǔ)項(xiàng)目的相繼啟動(dòng)，柴汽比的矛盾比以往更為突 出。近幾年來(lái)，盡管煉化企業(yè)通過(guò)持續(xù)的技術(shù)改造，生產(chǎn)柴汽比不斷提高，但仍不能滿足消費(fèi)柴汽比的要求。 柴油的供需平衡問(wèn)題也將是中國(guó)未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間石油市場(chǎng)發(fā)展的焦點(diǎn)問(wèn)題。發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)還可促進(jìn)中國(guó)農(nóng)村和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。而世界范圍內(nèi)柴油的供應(yīng)量卻嚴(yán)重不足，給生物柴油留下廣闊的發(fā)展空間。生物柴油產(chǎn)業(yè)得到 了國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)和國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、科技部等政府部門的支持，并已列入有關(guān)國(guó)家計(jì)劃。 不同工藝生產(chǎn)生物柴油優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)下表（表 ） 表 不同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)生物柴油的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表 生產(chǎn)方法 原料 優(yōu)缺點(diǎn) 直接混合法 植物油 可再生，熱值高，但粘度 高易變質(zhì)，燃燒不充分 微乳化法 動(dòng)植物油 有助于充分燃燒，可和其它方法結(jié)合使用 高溫裂解法 植物油 高溫下進(jìn)行，需要常規(guī)的化學(xué)催化劑，反應(yīng)物難以控制，設(shè)備昂貴 酯交換反應(yīng)法 堿催化法 動(dòng)植物油及食品工業(yè)廢油 其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間短，成本較低。反應(yīng)在一預(yù)加熱的間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)溫度 350～ 400℃ 、壓力 45～ 65Mpa，菜籽油與甲醇的原料比為 1:42。同時(shí)發(fā)現(xiàn)甘油二酸酯和甘油三酸酯的轉(zhuǎn)化率明顯高于甘油一酸酯，即在無(wú)催化劑條件下三步反應(yīng)中前兩步反應(yīng)進(jìn)行的快，而最后一步反應(yīng)則進(jìn)行得很慢。 等研究了在加熱條件下大豆油與甲醇的酯交換反應(yīng)，進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究，得到了無(wú)催化劑條件下反應(yīng)的特點(diǎn)。如何提高酶的活性和防止酶中毒是該方法的關(guān)鍵。例如，以多孔高嶺石作為載體的固定酶催化劑，與其它催化劑相比，不但壽命長(zhǎng)，無(wú)需經(jīng)常更換，而且活性高，易于分離，是一種性能上和經(jīng)濟(jì)上都具有競(jìng)爭(zhēng)力的新型催化劑。酶作為一種生物催 化劑，具有高的催化效率和經(jīng)濟(jì)性，日益受到關(guān)注。過(guò)量的甲醇經(jīng)冷凝被送入精餾塔中純化后再循環(huán)使用。混合產(chǎn)物經(jīng)靜置分為上下兩層，下層為甘油層，上層是甲酯層。 （ 4）酯交換法 ① 堿催化酯交 換反應(yīng) 酸和堿是目前普遍使用的生產(chǎn)生物柴油的催化劑，其生產(chǎn)根據(jù)原料的不同包括多種工藝。裂解得到的產(chǎn)物分為氣液固三相，其中液相的成分為生物汽油和生物柴油。 1993 年， Pioch 等對(duì)植物油經(jīng)催化裂解生產(chǎn)生物柴油進(jìn)行了研究。還發(fā)現(xiàn)裂解產(chǎn)物的粘度是普通大豆的 1/3，但是該粘度還是遠(yuǎn)高于普通柴油的粘度值。 Neuma 等（ 2021）使用表面活性劑、助表面活性劑、水、煉制柴油和大豆油為原料，開發(fā)了可替代柴油的新的微乳狀液體系，其中組成為柴油 63%、大豆油 %、水 %、異戊醇 %、十二烷基碳酸鈉 %的微乳狀液體系的性質(zhì)與柴油最為相似。 1982 年 Georing 等用乙醇水溶液與大豆油制成微乳狀液，這種微乳狀液除了十六烷值較低以外，其它性質(zhì)均與 2 號(hào)柴油相似。 （ 2）微乳液法 將動(dòng)植物油與溶劑混合制成微乳狀液也是解決動(dòng)植物油高粘度的辦法之一。而對(duì)紅花油與柴油的混合物進(jìn)行的試驗(yàn)則得到了令人滿意的結(jié)果。當(dāng)兩種油品按 1:1 混合時(shí)，會(huì)出現(xiàn)潤(rùn)滑油變渾以及凝膠化現(xiàn)象，而 1:2 的比例不會(huì)出現(xiàn)該現(xiàn)象，可以作為農(nóng)用機(jī)械的替代燃料。 表 柴油和麻瘋樹種子油柴油指標(biāo)比較 參數(shù) 柴油 麻瘋樹種子油 相對(duì)密度（ d20℃ 4℃ ） ～ ～ 冷凝點(diǎn)（ ℃ ） 閃點(diǎn)（ ℃ ） 80 110～ 240 十六烷值 硫含量 /% ～ （ 1）直接混合法 在生物柴油研究初期，研究人員設(shè)想將天然油脂與柴油、溶 劑或醇類混合以降低其粘度，提高揮發(fā)度。所以利用它作為熱帶地區(qū)最適宜的、可再生的生物燃料資源，具有較好的發(fā)展前景。 麻瘋樹的化學(xué)成分組成為：水分 %，蛋白質(zhì) 8%，脂類 38%，糖類 17%，纖維素 %，灰分 %；麻瘋樹種子含油量為 35%～ 40%，種仁的含油量高達(dá) 50%～ 60%，油中包含 21%飽和脂肪酸和 79%的不飽和脂肪酸。它從干熱的亞熱帶到潮濕的熱帶雨林都有其分布，它可以在年降水量～ ，年平均氣溫 ℃ ～ ℃ 的環(huán)境下生存。目前，亞洲各國(guó)和不少研究人員已經(jīng)開始研究怎么樣將棕櫚油轉(zhuǎn)化為生物燃料的途徑。這種平均狀態(tài)使棕櫚油與其他植物油相比具有更好的氧化穩(wěn)定性。棕櫚油的熔點(diǎn)為 ℃ ～ ℃ ，碘值 ～ ，相對(duì)密度 ～ ，折光指數(shù)～ 。在中國(guó)秦嶺以南、長(zhǎng)江中下游地區(qū)及華南沿海均有栽培。 在最 佳供油前提下，摻燒棉籽油，柴油機(jī)排溫、煙度都有所下降。而且，棉籽油是含氧燃燒，一旦著火燃燒后，燃燒速度快，燃燒充分，所以，超 10%負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)比燃用柴油時(shí)輕松，不冒黑煙。摻燒或者全部燃用棉籽油時(shí)，供油量不需加大許多，就能達(dá)到同等的功率和扭矩。 木棉經(jīng)過(guò)壓榨榨出的棉籽油屬于半干性油類，棉籽油經(jīng)過(guò)酯化后可以得到生物柴油，下表是棉籽油 酯化后的生物柴油的理化性質(zhì)：（表 ） 表 棉籽油酯化后的理化性質(zhì)表 參數(shù) 數(shù)值 相對(duì)密度（ d20℃ 4℃ ） 運(yùn)動(dòng)粘度（ E020℃ ） 流動(dòng)點(diǎn)（ ℃ ） 4 閃點(diǎn)（ ℃ ） 234 燃燒值 MJ/kg NCV:～ GCV: 十六烷值 CN:45～ 52 平均分子量 289 棉籽油用作生物柴油是完全可行的，經(jīng)過(guò)有關(guān)試驗(yàn)，中國(guó)科研人員得出以下結(jié)論： 由于棉籽油的理化特性和柴油相近，所以代替柴油是可行的。 1980 年開始，中國(guó)油菜籽總產(chǎn)量基本位居世界第一，進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以后，中國(guó)油菜籽單產(chǎn)達(dá)到或略高于世界平均水平。油菜籽單產(chǎn)也由 1980 年的每公頃 上升到 2021 年的每公頃。 據(jù)統(tǒng)計(jì)， 1980 年以前，中國(guó)油菜種植面積維持在 3000 萬(wàn)～ 4000 萬(wàn)畝， 1990 年增加到8000 多萬(wàn)畝， 2021 年面積擴(kuò)大到 億畝。油菜籽壓榨出來(lái)的菜籽油是中國(guó)城鄉(xiāng)居民最喜食用的傳統(tǒng)烹調(diào)油，中國(guó)菜籽油 2021 年消費(fèi) 量達(dá)到 419 萬(wàn)噸，占中國(guó)植物油年消費(fèi)量的 %，居第一位。中國(guó)油菜籽年進(jìn)口量 250 萬(wàn)噸左右。 （ 2）油菜 中國(guó)是世界油菜籽生產(chǎn)大