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1、 重庆市教委科学技术研究项目计 划 申 报 书花椒籽皮油制备生物柴油的关键技术研究项目名称：A 类项目类别：2009.01-2010.12起止年限：重点实验室/学科：废油资源化技术与装备教育部工程中心申报 单位： 重庆工商大学 （公章）郑旭煦（签章）联系电话： 项目负责人：王崇举（签章） 单位负责人：重庆市教育委员会制1 1填表填表说说明明填写申报书前，请先查阅重庆市教委科技项目计划管理办 法及规定，申报书各项内容，要实事求是，用钢笔或碳素笔 逐条认真填写或打印，表述要明确、严谨，字迹要清晰易辩， 外来语要同时用原文和中文表述。申报书为十六开本，复印时用 A4 复印纸，活页装订，各栏 内容空格
2、不够时，请自行加页。研究项目类别分为三类：类 应用技术研究类 基础应用基础研究C 类 软科学研究研究单位和协作单位请填写全称。项目参加人员应填写实际研究人员。封面上重点实验室/学科是指项目负责人所在的省级以上的 重点实验室或重点学科名称，如项目负责人为非重点实验 室/学科学术骨干，此栏可不填报。12 2立立项项依据依据（包括项目的意义，国内外研究现状分析；同类技术的 市场需求情况及技术水平现状.）生物柴油是指生物油脂与短链醇在一定的条件下反应得到的脂肪酸酯类物质。与一般石化柴油相比，生物柴油可再生、易降解，燃烧尾气中有害气体和颗粒物的浓度大大降低，且无二氧化硫排放，燃用生物柴油还能缓解温室效应
3、。因此，利用生物油脂生产生物柴油无论在能源领域中还是在环境保护领域中都有着非常重要的意义。生物柴油的生产方法根据其催化方式可分为化学(酸碱)催化法、超临界法、生物酶法1。目前，生物柴油的工业化生产方法主要是碱催化法。碱催化法生产生物柴油速度快且转化率高，但此法在生产过程中产生废碱液，对环境造成污染，且不能处理高酸度的废油脂。酸催化法适用于游离脂肪酸和水分含量高的反应体系，产率高，但甲醇用量大，反应时间长，需要较高的反应温度。超临界醇法2生产生物柴油无需催化剂，反应速率快、转化率高，反应分离可同时进行，但反应需在高温高压的条件下进行，对设备要求相当高且能耗巨大。超临界CO2酶催化法是近年研究的热
4、点3,此方法对温度和压力相对超临界醇法要低得多，且具有超临界催化法的优点，但目前的转化率不高。生物酶法是以脂肪酶为催化剂，催化油脂与短链醇进行酯交换反应。与上述方法相比，生物酶法具有多方面的优势。相对于酸碱催化法，生物酶法对原料品质没有特别要求，不仅可以催化精炼的动植物油，同时也可以催化酸值较高且有一定水分含量的餐饮废油转化成生物柴油；且生物酶法酯交换反应短链醇消耗量较少，产品回收过程简单，无污染排放，适用范围广。与超临界醇法相比，生物酶法又具有反应条件温和、能耗低、对设备要求低等优点。但另一方面，生物酶法制备生物柴油也存在一些缺点，如生产成本高、生产效率低，阻碍了酶法技术在工业生产上应用。国
5、内外很多学者针对这些问题进行了探索性地研究。因此如何提高酶法的生产效率、降低其生产成本成为国内外研究者目前要解决的首要问题。国内外有关提高生物酶法生产效率的措施主要为两个方面，一是针对不同体系选择适当的脂肪酶作催化剂4-6；二是降低底物甲醇和产物甘油对酶的毒性，分别采用叔丁醇稀释甲醇法7、分步添加甲醇法8,9、溶剂洗涤法10,11、底物浸泡法【12，13】、替换酰基受体法【14，15】等方法。降低生物酶法生产成本主要有，降低原料成本，将价格较高的、占生物柴油生产总成本的6075%的植物精制油改为餐饮或工农业废油来生产生物柴油【16-19】，既可变废为宝，创造极大的经济效益，又能减少废油对环境和
6、人们健康的危害；采用脂肪酶或微生物固定化技术【20，21】，增强酶的稳定性，提高酶的多次重复利用率，降低脂肪酶的使用成本。我国是花椒第一生产大国，但目前对花椒的开发利用还不到1/2。已开发的花椒产品（如保鲜花椒、花椒粉、花椒油及花椒精油等）都来自于花椒的果皮，因其风味独特大都被人们作为烹饪的调味品；但占花椒树产出物55%的花椒籽，却因长期未得到合理利用而被废弃填埋或者焚烧。随着重庆花椒种植面积的不断扩大（仅江津市已达80万亩），花椒产量的逐年上升，这一废弃资源将以惊人的速度增长，仅江津市一年就将废弃10万吨以上的花椒籽资源。花椒籽中油脂含量为2731%。花椒籽仁油富含-亚麻酸、亚油酸和油酸，是
7、一种非常好的高营养保健食用植物油；而花椒籽皮油的富含棕榈酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸，只因其含有较多的游离脂肪酸、胶质和蜡质，不能作为食用油加以利用,只能废弃或用于工业溶剂。3 3本课题组与重庆江津四面山花椒有限公司联合主持了重庆市科技攻关项目“重庆江津九叶青花椒籽仁油提取、精制工艺及货架保存技术研究” ，提出并采用同种溶剂两步浸提工艺分离提取花椒籽皮油和仁油，开展了花椒籽仁油精制、抗氧化性能及货架保存技术等研究，在国内首次解决了花椒籽的皮与仁分离的技术难题，克服了用其它方法提取的花椒籽仁油存在色泽深、酸值高、精制后的花椒籽仁油难以达到食用油标准等缺点，实现了工艺简单、生产成本低、提取率高、仁油
8、质量好等目标，申请了国家发明专利同种溶剂两步浸提法提取花椒籽皮油、仁油工艺（申请号200810070047.X） 。目前，本课题组正在研发花椒籽皮油、仁油分离提取中试生产装置，为花椒公司投资上千万元开发花椒籽仁油生产线奠定了坚实基础。鉴于已开展的项目没有解决花椒籽皮油的开发利用，于是我们提出，在重庆市四面山花椒有限责任公司开发利用花椒籽仁油的同时，以副产的花椒籽皮油为生物柴油的廉价原料，以生物酶的筛选和生产工艺的改进为突破口，以提高花椒籽皮油的转化率、降低生物酶的使用成本为目标，努力攻克花椒籽皮油制备生物柴油的关键技术，为有效利用花椒籽皮油这一废弃资源开辟新路，为花椒产业的可持续发展和酶法生产
9、生物柴油的产业化进程贡献力量。1薛建平,唐良华,苏敏等. 生物酶法生产生物柴油的研究进展J. 生物技术. 2008,18(13): 95-97 2Saka S ,Kusdiana D. Biodiesel fuel from rapeseed oil as prepared in supercritical methanol J . Fuel ,2001,80(2):225-231. 3 Knez Z, HabulinM. Compressed gases as alternative enzymatic - reaction solvents: a short review J. J of
10、Supercritical Fluids, 2002,23:29 - 42. 4Kaieda M,Samukawa T ,Matsumoto T ,et al . Biodiesel fuel production from plant oil catalyzed by Rhizopus oryzae lipase in a water-containing system without an organic solvent J. Journal of Bioscience and Bioengineering 1999,88:627-631. 5 Kamini N R, Iefuji H.
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13、table oil to biodiesel using immobilized Candida antarctica lipase J. J. Am. Oil Chem.Soc., 1999,76:789-793. 9Watanabe Y, Shimada Y, Sugihara A,et al. Continuous production of biodiesel fuel from vegetable oil using immobilized Candida antarctica lipase J . J.Am. Oil Chem. Soc., 2000, 77:355-360. 10
14、Dossat V, Combes D, Marty A. Continuous enzymatic transesterification of high oleic sunflower oil in a packed bed reactor:influence of the glycerol productionJ. Enzyme Microbial Technology, 1999,25:194-200. 11吴虹,宗敏华,娄文勇等 .无溶剂系统中固定化脂肪酶催化废油脂转酯生产生物柴油J.催化学报 ,2004,25(11):903-908. 12 Samukawa T, Kaieda M,
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