1．生物柴油概述

    生化柴油（Biodiesel），又称脂肪酸甲酯（Fatty Acid Ester）是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料，与醇类（甲醇、乙醇）经交酯化反应（Transesterification reaction）获得。生物柴油这一概念最早由德国工程师Dr．RudolfDiesel（1858－1913）于1895年提出，在1900年巴黎博览会上，Dr．Rudolf Diesel展示了使用花生油作燃料的发动机。 生物柴油较系统的研究工作始于上世纪50年代末60年代初，在70年代的石油危机之后得到了大力发展，许多国家都制订了相应的研究开发计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场等。 生物柴油具有许多优点：

①原料来源广泛，可利用各种动、植物油作原料。

②生物柴油作为柴油代用品使用时柴油机不需作任何改动或更换零件。

③可得到经济价值较高的副产品甘（Glycerine）以供化工品、医药品等市场。

④相对于石化柴油，生物柴油贮存、运输和使用都很安全（不腐蚀溶器，非易燃易爆）；热值高（一般可达石化燃料油的80%）：可再生性（一年生的能源作物可连年种植收获，多年生的木本植物可一年种维持数十年的经济利用期入现实效益高；可在自然状况下实现生物降解，减少对人类生存环境的污染。生化柴油因其甲酯的运用性质与石化柴油类同，目前最常用的制取方法是将植物油脂与甲醇予以交酯化反应，并使用氢氧化钠（对油脂重量的1%）或甲醇钠（Sodium methoxide）做为触媒，大约混合搅拌反应2小时，即可制得。由于原料不同，生物柴油的生产工艺和标准亦不一样。

1．1 国外研究与开发现状

    1．1．1选择可利用的植物种类，建立生物柴油原料利用基地 诺贝尔奖获得者，美国加州大学的化学家卡尔文于1986年在加州福尼亚种植了大面积的石油植物，每公顷可收获120桶一140桶石油。他的成功，在全球迅速掀起了一股开发研究石油植物的浪潮。许多国家纷纷建立一种全新的石油生产基地--石油植物园。美国种植有几百万英亩的石油速生林；菲律宾有18万亩的银合欢树，6年后可收1000万桶石油。美国加州的“黄鼠草”每公顷可提炼1000公升石油。 自二十世纪八十年代以来，美国等国进行了能源植物种的选择，富油种的引种栽培、遗传改良以及建立“柴油林林场”等方面的工作与研究。在能源植物特性和植物燃料油的研制上，在获得植物燃料油途径、燃料油使用技术上都取得了较大进展。石化能源价格的不断上涨，主要油料作物总产量迅速增加而导致油料农产品滞销，为各个国家把部分农业用地转为可生产能源的原料作物提供了有利条件。 目前，发达国家用于规模生产生物柴油的原料有大豆（美国）、油菜籽（欧共体国家）、棕搁油（东南亚国家）。现己对40种不同的植物油在内燃机上进行了短期评价试验，它们当中包括豆油、花生油、棉籽油、葵花籽油、油菜籽油、棕搁油和蓖麻籽油。棉花籽、食用回收油，其价格低廉，取材广泛，亦是许多国家研究和利用的对象。日本、爱尔兰等国用植物油下脚料及食用回收油作原料生产生物柴油，成本较石化柴油低。 近年来，美国农业部、能源部又提出了能源作物的全株利用课题并取得了阶段成果。

    1．1．2新技术在生物柴油研究与开发中的应用 长碳链植物油粘度大直接影响油的喷射，与甲醇进行脂化反应产生的甘油会影响柴油机使用寿命。发达国家在运用生物技术降低生物柴油的粘度，提高十六烷值，增加低碳脂肪酸含量，获得高品位燃油等方面进行了长期的探索。 如针对很少有植物合成短链甘油三酸脂（SCT，short－chain triglycerides），而已有的植物资源其SCT含量少于1％，美国科学家利用生物技术诱导出胶粘萼距花（CupheaViscosissima）突变体vs－320，其C6：0，C8：0，C10：0含量分别达4％，40％，71％（野生植株C6：0，C8：0，C10：0含量仅为1％，18％，38％。而豆油C6：0--，C14：0含量为0）。突变体植株油脂可以不经转化直接取代石化柴油。