生物能源技术省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第四章第四章 生物能源技术生物能源技术第1页能源问题能源问题能源问题能源问题1973年，世界第一次能源危机。能源担心已经是全球面临关键性难题之一，处理能源危机关系到全球经济可连续发展。第一节第一节 能源概况能源概况化石燃料，化石燃料，有限能源有限能源（枯竭）（枯竭）第2页能源是可从其取得热、光和动力之类能量资源。能源概念能源概念能源概念能源概念 科学技术百科全书 确切而简单地说，能源是自然界中能为人类提供某种形式能量物质资源。第3页能源分类能源分类能源分类能源分类第4页新能源利用新能源利用新能源利用新能源利用1、为了防止矿物燃料枯竭后造成、为了防止矿物燃料枯竭后造成 ，和减轻，和减轻 ，科学家一直在寻找新能源。，科学家一直在寻找新能源。2、现在已经开发利用新能源主要有、现在已经开发利用新能源主要有 、。能源危机能源危机环境污染环境污染核能核能太阳能太阳能风能风能生物能生物能第5页处理能源危机有效路径处理能源危机有效路径v节能和提升能量利用效率。v开发和使用新技术。v使用更多可再生能源。v提升使用清洁能源。v改变能源转换路径。第6页生物能源概况生物能源概况生物能源生物能源是指利用生物质为原料生产能是指利用生物质为原料生产能源。源。包含生物燃料乙醇、生物柴油、生物氢气、生物沼气及生包含生物燃料乙醇、生物柴油、生物氢气、生物沼气及生物气化和液化等产生能源产品物气化和液化等产生能源产品。生物能源定义生物能源定义 第7页v钻木取火、伐薪烧炭钻木取火、伐薪烧炭 v第一代生物能源第一代生物能源 v第二代生物能源第二代生物能源 生物能源发展历史生物能源发展历史 第8页生物能源地位与作用生物能源地位与作用 生物能源是人类赖以生存主要能源，生物能源是人类赖以生存主要能源，居居于世界能源消费第四位。于世界能源消费第四位。生物能源是一个可再生清洁能源生物能源是一个可再生清洁能源，未，未来会成为支柱能源之一。来会成为支柱能源之一。世界生物能源消费：约世界生物能源消费：约15。第9页垃圾堆各类植物 第10页生物质与生物质能生物质与生物质能生物质与生物质能生物质与生物质能 是指有机物中除化石燃料外全部起源是指有机物中除化石燃料外全部起源于动、植物能再生物质。它是由有生命组于动、植物能再生物质。它是由有生命组织及其衍生物和与生物转化相关物质组成织及其衍生物和与生物转化相关物质组成集合，是由光合作用产生有机物。集合，是由光合作用产生有机物。广义上讲，广义上讲，生物质生物质是各种生命体产生或是各种生命体产生或组成生命体有机质总称，生物质所蕴涵组成生命体有机质总称，生物质所蕴涵能量称为能量称为生物质能生物质能。第11页生物质分类生物质分类生物质分类生物质分类a)城市垃圾城市垃圾b)有机废水有机废水c)粪便粪便d)林业生物质林业生物质 e)农业废弃物农业废弃物f)水生植物水生植物g)能源植物能源植物 第12页生物质能生物质能 生物质能是生物质能是蕴藏在生物质中能量蕴藏在生物质中能量，是指直接或，是指直接或间接地经过绿色植物光合作用，把太阳能转化为化间接地经过绿色植物光合作用，把太阳能转化为化学能后固定和贮藏在生物体内能量。学能后固定和贮藏在生物体内能量。其化学反应式：其化学反应式：6CO2+6H2O 6O2+C6H12O6+1840kJ/mol第13页生物质能优点生物质能优点a)a)可再生性可再生性b)b)低污染性低污染性c)c)广泛分布性广泛分布性 d)d)生物质燃料总量十分丰生物质燃料总量十分丰富。富。第14页国外生物能源开发利用国外生物能源开发利用日本阳光计划。日本阳光计划。印度绿色能源工程。印度绿色能源工程。巴西酒精能源计划巴西酒精能源计划。第15页v50年代推广沼气。v本世纪初发展燃料乙醇。v，中华人民共和国可再生能源法经过。v年至今，投入生物质能源产业开发。v速度慢，规模小；成本高！v“不与民争粮、不与粮争地”中国生物能源开发利用中国生物能源开发利用第16页v生物能源含有清洁、起源广泛及可再生等优生物能源含有清洁、起源广泛及可再生等优点，成为最有希望石油替换能源之一。面对点，成为最有希望石油替换能源之一。面对日益严峻能源形势，世界各国在调整本国能日益严峻能源形势，世界各国在调整本国能源发展战略中，把高效利用生物能源摆在技源发展战略中，把高效利用生物能源摆在技术开发主要地位，作为能源利用中主要课题术开发主要地位，作为能源利用中主要课题立项。立项。v尽管从我国或全世界看，生物能源开发利用尽管从我国或全世界看，生物能源开发利用都处于刚起步阶段，生物能源在整个能源结都处于刚起步阶段，生物能源在整个能源结构中所占比重还很小。不过，生物能源发展构中所占比重还很小。不过，生物能源发展潜力不可估量。潜力不可估量。生物质能源前景辽阔生物质能源前景辽阔第17页 当代新能源发展趋势当代新能源发展趋势 当前，巴西每年用甘蔗生产燃料乙醇当前，巴西每年用甘蔗生产燃料乙醇产量达产量达1400万吨，成为世界上第一个不万吨，成为世界上第一个不销售纯汽油国家。销售纯汽油国家。氢是最理想载能体，它在燃烧时只生成水，不氢是最理想载能体，它在燃烧时只生成水，不产生任何污染物。氢气与传统能源物质相比，还含产生任何污染物。氢气与传统能源物质相比，还含有能量密度高，热转化效率高，输送成本低等很多有能量密度高，热转化效率高，输送成本低等很多突出优点。所以，氢作为一个极为理想突出优点。所以，氢作为一个极为理想“绿色能源绿色能源”，其发展前景是十分光明，其发展前景是十分光明。第18页1.1.生物柴油生物柴油2.2.生物乙醇生物乙醇3.3.生物沼气生物沼气4.4.生物制氢生物制氢生物能源主要技术生物能源主要技术第19页生物柴油v生物柴油是利用生物酶将植物油或其他油脂分解后得到液体燃料，作为柴油替代品更加环保。v生物柴油所碰到问题是作为原料植物油成本较高。最近，科学家发现，一些微生物也能合成油脂，这可能可认为克服生物柴油原料问题起到重要作用。第20页生物乙醇生物乙醇v燃料乙醇是当前世界上生产规模最大生物燃料乙醇是当前世界上生产规模最大生物能源。以一定百分比掺入汽油可作为汽车能源。以一定百分比掺入汽油可作为汽车燃料，不但能替换部分汽油，而且排放尾燃料，不但能替换部分汽油，而且排放尾气更清洁。气更清洁。v我国燃料乙醇生产已形成规模，主要是以我国燃料乙醇生产已形成规模，主要是以玉米为原料，同时正在主动开发甜高粱、玉米为原料，同时正在主动开发甜高粱、薯类、秸秆等其它原料生产乙醇，当前产薯类、秸秆等其它原料生产乙醇，当前产量居世界第三。量居世界第三。第21页生物沼气生物沼气v沼气是微生物发酵秸秆、禽畜粪等有机物沼气是微生物发酵秸秆、禽畜粪等有机物产生混合气体，主要成份是可燃甲烷。生产生混合气体，主要成份是可燃甲烷。生产沼气设备简单，方法简易，适合在农村产沼气设备简单，方法简易，适合在农村推广使用。我国已经有许多地方农村和畜推广使用。我国已经有许多地方农村和畜牧场使用了沼气。牧场使用了沼气。v沼气推广使用节约了资源，保护了环境，沼气推广使用节约了资源，保护了环境，也提升了农民生活质量。当前，沼气规模也提升了农民生活质量。当前，沼气规模化生产需要处理是设备及提升甲烷含量等化生产需要处理是设备及提升甲烷含量等技术问题。技术问题。第22页生物制氢生物制氢v氢气燃烧产物只有水，所以氢气是最清洁能源。氢气燃烧产物只有水，所以氢气是最清洁能源。氢气能够利用生物质经过微生物发酵得到，这氢气能够利用生物质经过微生物发酵得到，这一过程被称为生物制氢。一过程被称为生物制氢。v当前我国科学家已取得了能高效产氢微生物，当前我国科学家已取得了能高效产氢微生物，哈工大生物制氢技术领先世界（厌氧活性污泥哈工大生物制氢技术领先世界（厌氧活性污泥为产氢菌种发酵法生物制氢技术）。为产氢菌种发酵法生物制氢技术）。第23页研究进展研究进展v当前生物能源研究主要集中于当前生物能源研究主要集中于基础基础或应用技术性研究或应用技术性研究第24页1.生物能源在能源体系中处于何种地位？生物能源在能源体系中处于何种地位？2.生物能源技术主要有哪几大类？生物能源技术主要有哪几大类？思索题思索题第25页生物质能技术生物质能技术第26页生物柴油技术生物柴油技术第27页背景背景(background)v过去过去200200多年，建立在多年，建立在煤炭煤炭、石油石油、天然气天然气等化石燃料基础上能源体系极大地推进了等化石燃料基础上能源体系极大地推进了人类社会发展；人类社会发展；v大规模使用化石燃料所带来严重后果：大规模使用化石燃料所带来严重后果：资资源日益枯竭源日益枯竭，环境不停恶化环境不停恶化，还诱发了不，还诱发了不少国与国之间、地域之间少国与国之间、地域之间政治经济纠纷政治经济纠纷，甚至冲突和战争；甚至冲突和战争；v人类必须寻求一个人类必须寻求一个新新、清洁清洁、安全安全、可靠可靠能源系统。生物能源作为一类能源系统。生物能源作为一类可再生可再生、可可连续连续能源成为当今国际上新能源开发热点。能源成为当今国际上新能源开发热点。第28页主要参考书目主要参考书目可再生能源可连续能源清洁/绿色能源第29页第一节第一节 生物柴油概述生物柴油概述v生物柴油生物柴油发展历史发展历史v生物柴油生物柴油制备方法制备方法v生物柴油生物柴油研究利用现实状况研究利用现实状况v生物柴油生物柴油与国家能源安全与国家能源安全第30页生物柴油发展历史生物柴油发展历史v1896年，Rudolph Diesel试制出压力点火内燃机柴油机，驱动燃料为花生油，这也被认为是最初意义上生物柴油。v19，R.Diesel预言植物油将成为一个新能源方向。v植物油分子量大、碳链长、黏度高、低温性差、不易雾化、易炭化结焦、堵塞油喷嘴，制造成本高。第31页驱动燃料发展驱动燃料发展v随即，廉价液体能源随即，廉价液体能源石油，成为主流能源，石化柴油石油，成为主流能源，石化柴油被用于发动机驱动燃料。被用于发动机驱动燃料。v石化柴油大量使用带来了许多问题，如石化柴油含有许多石化柴油大量使用带来了许多问题，如石化柴油含有许多有害物质，如多环芳烃、硫化物，经过燃烧后直接排入有害物质，如多环芳烃、硫化物，经过燃烧后直接排入大气，危害人类生存环境；石化能源是不可再生，因而大气，危害人类生存环境；石化能源是不可再生，因而面临着能源终将枯竭等问题。面临着能源终将枯竭等问题。第32页v1980年美国开始研究用豆油代替柴油；年美国开始研究用豆油代替柴油；v狭义定义狭义定义1983年年Craham Quick首先将亚麻子油甲酯用于首先将亚麻子油甲酯用于发动机，并将可再生发动机，并将可再生脂肪酸甲酯脂肪酸甲酯定义为生物柴油定义为生物柴油“Biodiesel”；v1984年脂肪酸甲酯或乙酯用于代替柴油燃年脂肪酸甲酯或乙酯用于代替柴油燃料；料；第33页v广义定义广义定义生物柴油是指以生物柴油是指以油料作物油料作物、野生油料植物野生油料植物和和工程工程微藻等水生植物微藻等水生植物油脂，以及油脂，以及动物动物油脂、油脂、废餐饮油废餐饮油等为原等为原料经过酯交换工艺制成甲酯或乙酯燃料，这种燃料可供料经过酯交换工艺制成甲酯或乙酯燃料，这种燃料可供内燃机使用。内燃机使用。第34页BXX含义?第35页v生物柴油技术生物柴油技术 是指利用植物油、废机油、轮胎油、地是指利用植物油、废机油、轮胎油、地沟油、动植物油、酸化油、脂肪酸、毛油、沟油、动植物油、酸化油、脂肪酸、毛油、焦化一线油、二线油、废塑料油、废橡胶油焦化一线油、二线油、废塑料油、废橡胶油经精制成生物柴油技术。经精制成生物柴油技术。v生物柴油成为新经济产业亮点表现生物柴油成为新经济产业亮点表现:(1)战略高度；战略高度；(2)技术标准；技术标准；(3)政府补助；政府补助；(4)生产规模。生产规模。第36页 未来三年全球生物柴油未来三年全球生物柴油产产量增三倍量增三倍能源教授预计能源教授预计能源教授预计能源教授预计在未来在未来在未来在未来5050年左右，液体燃料能源年左右，液体燃料能源年左右，液体燃料能源年左右，液体燃料能源80%80%未起源于可再生资源如木未起源于可再生资源如木未起源于可再生资源如木未起源于可再生资源如木本植物、草本植物、棕榈油、藻类和废弃动植物油脂。本植物、草本植物、棕榈油、藻类和废弃动植物油脂。本植物、草本植物、棕榈油、藻类和废弃动植物油脂。本植物、草本植物、棕榈油、藻类和废弃动植物油脂。第37页v稀释：利用石化柴油来稀释植物油；稀释：利用石化柴油来稀释植物油；v微乳化法：利用乳化剂降低植物油黏度；微乳化法：利用乳化剂降低植物油黏度；v热解法：高温将高分子变成简单分子；热解法：高温将高分子变成简单分子；v酯交换酯交换：是利用甲醇、乙醇将植物油中甘：是利用甲醇、乙醇将植物油中甘油三酸酯中甘油取代下来，形成长链脂肪油三酸酯中甘油取代下来，形成长链脂肪酸甲酯，从而降低碳链长度；酸甲酯，从而降低碳链长度；v生物技术方法生物技术方法：利用脂肪酶将长链高分子：利用脂肪酶将长链高分子降解成短链碳氢化合物。降解成短链碳氢化合物。生物柴油制备方法生物柴油制备方法第38页生物柴油生产及消费循环生物柴油生产及消费循环第39页第40页生物柴油研究和利用现实状况生物柴油研究和利用现实状况第41页欧洲生物柴油产量第42页美国生物柴油总产量第43页欧洲和美国生物柴油用量欧洲和美国生物柴油用量v预计到，欧盟生物柴油用量将达990万吨v德国、法国及意大利在生物柴油生产方面均处于前列v依据美国国家生物柴油委员会数据，当前有65家企业投资于生物柴油生产及营销v预计到，生物柴油年用量将到达约130万吨(千吨)(千吨)资料起源:Frost&Sullivan。资料起源:美国国家生物柴油委员会。欧盟生物柴油用量欧盟生物柴油用量美国生物柴油用量美国生物柴油用量第44页欧洲生物柴油加油站第45页美国生物燃料加油站价格牌第46页生物柴油在其它国家生物柴油在其它国家v巴西v巴西建了一个日处理10吨油料生物柴油生产线，巴西科技部制订目标是，加入比为5%，至年到达20%。v加拿大v加拿大是用蔗渣为原料制取生物柴油。v日本v日本1995年开始硕士物柴油，用煎炸油、复循环烹饪油、废弃食用油为原料生产生物柴油。v印度v印度当前柴油消耗量约有500亿L，其产生污染一直是个大问题。印度生物燃料产业刚才起步。第47页v韩国韩国韩国当前有年生产能力韩国当前有年生产能力2O万万t生物柴油生产厂；生物柴油生产厂；v马来西亚马来西亚马来西亚采取棕榈油和废油也生产出了生物柴油，但整马来西亚采取棕榈油和废油也生产出了生物柴油，但整个国家用量不大。个国家用量不大。v印度尼西亚印度尼西亚利用棕榈油生产生物柴油。利用棕榈油生产生物柴油。v新西兰新西兰新西兰利用肉联厂副产品油脂为原料制取生物柴油。新西兰利用肉联厂副产品油脂为原料制取生物柴油。v西班牙西班牙西班牙在巴塞罗那拥有一年产西班牙在巴塞罗那拥有一年产5万吨生物柴油工厂。万吨生物柴油工厂。第48页我国生物柴油研究进展我国生物柴油研究进展v1981年已经有用菜籽油、棉籽油等植物油生产生物柴油试验研究。v海南正和生物能源企业在河北邯郸建成以回收废油、野生油料为原料年产1万t生物柴油试验厂。v年8月四川古杉油脂化学企业以植物油下脚料为原料生产生物柴油，年生产能力1.5万t。v年9月福建龙岩卓越新能源发展有限企业建成年产2万t生物柴油装置，并在20建成年生产能力10万t生产装置。第49页v科技部开启了“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目，v年2月28日，十届全国人大又经过了可再生能源法，并由胡锦涛主席签署了此法律给予公布。v年，由石元春院士主持国家专题农林生物质工程开始开启，规划生物柴油在20产量为200万t/年、20产量为l200万t/年。v生物柴油质量标准化与大产业化。第50页生物柴油与国家能源安全生物柴油与国家能源安全可再生可再生v生物柴油生物柴油生产、加工和消费生产、加工和消费是一个是一个可连续发展可连续发展过程。生物过程。生物柴油柴油可再生性可再生性能够处理一些石化能源枯竭而引发能源危机，能够处理一些石化能源枯竭而引发能源危机，确保能源安全。确保能源安全。战略石油贮备战略石油贮备v因地制宜种植生物柴油原料植物，可形成因地制宜种植生物柴油原料植物，可形成绿色能源贮备库绿色能源贮备库，同时生物柴油生产也不受地理环境影响；同时生物柴油生产也不受地理环境影响；v生物柴油布局更合理，在能源上愈加独立，使得各国能源生物柴油布局更合理，在能源上愈加独立，使得各国能源不易受到别国干涉和控制，降低对石油市场依赖。不易受到别国干涉和控制，降低对石油市场依赖。第51页v比核能更安全v6月26日国际原子能机构向外界宣告，近几年西欧和美国已经停顿了修建核工厂。v生物柴油含有较高闪点，可降解，无放射线危害。在生产、运输、使用等方面都比较安全。v总得来说，生物柴油是一个可再生能源，不会枯竭；生物柴油是安全能源，不易发生爆炸；又是一个环境友好能源，对人类健康无害。所以，能够说生物柴油在确保国家能源安全上有着比石油更美好前景。第52页小结v柴油机燃料发展历程；柴油机燃料发展历程；v生物柴油及其技术定义；生物柴油及其技术定义；v生物柴油研究和利用现实状况；生物柴油研究和利用现实状况；v生物柴油与能源安全关系。生物柴油与能源安全关系。第53页思索题思索题v我国生物柴油发展取得了哪些进展，与发我国生物柴油发展取得了哪些进展，与发达国家相比还存在哪些不足？达国家相比还存在哪些不足？第54页生物柴油原料生物柴油原料第55页生物柴油原料资源种类生物柴油原料资源种类v植物油脂植物油脂草本、本本、水生油料植物油草本、本本、水生油料植物油v动物油脂动物油脂v废弃食用油废弃食用油第56页世界生物柴油生产原料组成图世界生物柴油生产原料组成图第57页生物柴油原料资源生物柴油原料资源能源植物种选择，富油植物引种栽培、遗传改良，建能源植物种选择，富油植物引种栽培、遗传改良，建立立“柴油林林场柴油林林场”；发达国家用于生产生物柴油原料：发达国家用于生产生物柴油原料：v大豆（美国）大豆（美国）v油菜籽（欧共体国家）油菜籽（欧共体国家）v棕榈油（东南亚国家）棕榈油（东南亚国家）第58页油料植物油料植物v油料作物油料作物，是大规模栽培农作物或木本油，是大规模栽培农作物或木本油料，是我国当前发展生物柴油主要原料；料，是我国当前发展生物柴油主要原料；v油脂植物油脂植物，是处于野生状态或半野生状态，是处于野生状态或半野生状态有一定含量（有一定含量（10%以上）植物。以上）植物。第59页石油植物石油植物v1986年，美国卡尔文博士发觉一个名为年，美国卡尔文博士发觉一个名为“三叶橡胶树三叶橡胶树”高高大常绿乔木大常绿乔木胶汁中化学成份与柴油十分相同胶汁中化学成份与柴油十分相同，大戟科大戟科大戟科大戟科(Euphorbiaceae)(Euphorbiaceae)橡胶树属高大乔木。橡胶树属高大乔木。橡胶树属高大乔木。橡胶树属高大乔木。又名巴西橡胶树、三叶橡胶树又名巴西橡胶树、三叶橡胶树又名巴西橡胶树、三叶橡胶树又名巴西橡胶树、三叶橡胶树,俗称胶树。俗称胶树。俗称胶树。俗称胶树。所分泌胶乳加工品橡胶所分泌胶乳加工品橡胶所分泌胶乳加工品橡胶所分泌胶乳加工品橡胶,是主要工业原料。是主要工业原料。是主要工业原料。是主要工业原料。第60页v除除“三叶橡胶树三叶橡胶树”以外，科学家们还发觉以外，科学家们还发觉300各种各种灌木灌木、400各种花卉植物各种花卉植物都含有一定百分比都含有一定百分比“石油石油”。“石油植物石油植物”主要集中在主要集中在夹竹桃科夹竹桃科、大戟科大戟科、萝摩科萝摩科、菊科菊科、桃金娘科桃金娘科以及以及豆科植物豆科植物中。中。v折断这些植物茎叶，可从伤口看见有折断这些植物茎叶，可从伤口看见有乳白色或黄乳白色或黄褐色液体褐色液体流淌出来，这些液体中便含有与石油成流淌出来，这些液体中便含有与石油成份相同份相同碳氢化合物碳氢化合物，值得尤其强调是这些植物，值得尤其强调是这些植物种种子油子油经过转化加工后可得生物柴油。经过转化加工后可得生物柴油。第61页中国油料植物现实状况中国油料植物现实状况v中国现已查明油料植物中国现已查明油料植物(种子植物种子植物)种类为种类为151科科697属属1554种种，其中种子含油量在，其中种子含油量在40%以上植物为以上植物为154种种；v分布广、适应性强、可用作建立规模化生物柴油原料基地分布广、适应性强、可用作建立规模化生物柴油原料基地乔灌木种不足乔灌木种不足10种种；v分布集中成片可建作原料基地，并能利用荒山、沙地等宜分布集中成片可建作原料基地，并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林建立起规模化良种供给基地林地进行造林建立起规模化良种供给基地生物柴油木本植生物柴油木本植物仅几个物仅几个，如：，如：漆树科黄连木漆树科黄连木，大戟科麻疯树大戟科麻疯树，山茱萸科山茱萸科光皮树光皮树等。等。第62页草本植物油草本植物油v油菜籽油油菜籽油/大豆油大豆油/花生油花生油/棉籽油棉籽油/糠油（米糠油）糠油（米糠油）/向日葵油向日葵油/玉米油玉米油/亚麻籽油亚麻籽油第63页木本植物油木本植物油油棕油棕(Elaeis guinensis)椰子椰子(Cocos nucifera)油棕油棕油棕油棕，英文名，英文名，英文名，英文名OilpalmOilpalm，棕榈科，原产热带非洲。我国海南、云，棕榈科，原产热带非洲。我国海南、云，棕榈科，原产热带非洲。我国海南、云，棕榈科，原产热带非洲。我国海南、云南省有引种，果实榨油，精炼后食用和工业用；南省有引种，果实榨油，精炼后食用和工业用；南省有引种，果实榨油，精炼后食用和工业用；南省有引种，果实榨油，精炼后食用和工业用；椰子椰子椰子椰子，英文名，英文名，英文名，英文名CoconutpalmCoconutpalm，棕榈科，一说原产中美洲，一说，棕榈科，一说原产中美洲，一说，棕榈科，一说原产中美洲，一说，棕榈科，一说原产中美洲，一说原产东南亚。我国海省有商业性种植，是热带景观树，果鲜食用或原产东南亚。我国海省有商业性种植，是热带景观树，果鲜食用或原产东南亚。我国海省有商业性种植，是热带景观树，果鲜食用或原产东南亚。我国海省有商业性种植，是热带景观树，果鲜食用或加工椰汁加工椰汁加工椰汁加工椰汁(奶奶奶奶)、椰油；、椰油；、椰油；、椰油；油茶油茶油茶油茶，山茶科，山茶科，山茶科，山茶科，灌木，种子含油灌木，种子含油灌木，种子含油灌木，种子含油30%30%，主要油脂植物，兼观赏植，主要油脂植物，兼观赏植，主要油脂植物，兼观赏植，主要油脂植物，兼观赏植物。长江以南广为栽培或野生，资源丰富。物。长江以南广为栽培或野生，资源丰富。物。长江以南广为栽培或野生，资源丰富。物。长江以南广为栽培或野生，资源丰富。油茶油茶油茶油茶(Camellia oleiferaCamellia oleifera)第64页v中国现有木本油料林中国现有木本油料林600多万公顷，主要油多万公顷，主要油料树种果实年产量在料树种果实年产量在200万吨以上，其中不万吨以上，其中不少是能够转化为生物柴油原料。少是能够转化为生物柴油原料。v以下几个是最主要物种以下几个是最主要物种：第65页麻疯树麻疯树(Jatropha curcas)麻疯树，科名：大戟科麻疯树，科名：大戟科Euphorbiaceae，别名：小桐子，青铜木，千年树等。它原产，别名：小桐子，青铜木，千年树等。它原产美洲，现广泛分布于亚热带及干热河谷地域。麻风树是当前已知最速生高效树种之一。麻美洲，现广泛分布于亚热带及干热河谷地域。麻风树是当前已知最速生高效树种之一。麻疯树林疯树林3年可挂果投产、年可挂果投产、5年进入盛果期。果实采摘期长达年进入盛果期。果实采摘期长达50年，果实含油率为年，果实含油率为6080%，麻疯树干果产量为，麻疯树干果产量为300800kg/亩，平均产量约亩，平均产量约660kg/亩。麻风树品种果仁亩。麻风树品种果仁出油率平均高达出油率平均高达6445%，每亩可提取精品柴油，每亩可提取精品柴油175千克左右。麻疯树籽粒含油率高，千克左右。麻疯树籽粒含油率高，被生物质能源研究教授称之为被生物质能源研究教授称之为“黄金树黄金树”、“柴油树柴油树”。第66页光皮树光皮树(Cornus wilsoniana)v光皮树为山茱萸科光皮树为山茱萸科 木属落叶乔木，是一个理想多用途油料树种。木属落叶乔木，是一个理想多用途油料树种。光皮树广泛分布于黄河以南地域光皮树广泛分布于黄河以南地域,集中分布于长江流域至西南各地集中分布于长江流域至西南各地石灰岩区石灰岩区,垂直分布在海拔垂直分布在海拔1000米以下。米以下。v光皮树油有两大突出特点光皮树油有两大突出特点:一是光皮树全果含油酸和亚油酸高达一是光皮树全果含油酸和亚油酸高达77.68%(其中油酸其中油酸38.3%、亚油酸、亚油酸38.85%)，所生产生物柴油理，所生产生物柴油理化性质优化性质优(如冷凝点和冷滤点如冷凝点和冷滤点)；二是利用果实作为原料直接加工；二是利用果实作为原料直接加工(冷榨或浸提冷榨或浸提)制取原料油，加工成本低廉，得油率高。制取原料油，加工成本低廉，得油率高。第67页文冠果树文冠果树(Xanthoceras sorbifolia Bge.)v文冠果，无患子科。文冠果，无患子科。落叶小乔木。我国特有优良木本油料树种。落叶小乔木。我国特有优良木本油料树种。文冠果种子含油量为文冠果种子含油量为35%40%，种仁含油量为，种仁含油量为72%。自然分布。自然分布于陕西、山西、河北、内蒙古、宁夏、甘肃、河南等地于陕西、山西、河北、内蒙古、宁夏、甘肃、河南等地 第68页黄连木黄连木（Pistacia chinensis）黄连木黄连木 漆树科漆树科 别名别名 烂心木烂心木 落叶性乔木落叶性乔木,高高15-25公尺。公尺。阳性树阳性树,生生长速度中等。原产我国长速度中等。原产我国,以河北、河南、山西、陕西等省最多。种以河北、河南、山西、陕西等省最多。种子富含油脂，含油率高达子富含油脂，含油率高达42.5，是一个木本油料树种。近年来随，是一个木本油料树种。近年来随着生物柴油技术发展，黄连木被喻为着生物柴油技术发展，黄连木被喻为“石油植物新秀石油植物新秀”，已引发人，已引发人们极大关注。们极大关注。第69页绿玉树（绿玉树（Euphorbia tirucalli）v别名：光棍树、光枝树科属：大戟科、大戟属别名：光棍树、光枝树科属：大戟科、大戟属原产原产非洲非洲。直立直立灌木灌木或小或小乔木乔木。枝肉质，圆柱状，绿色，簇生或散生。枝肉质，圆柱状，绿色，簇生或散生。叶缺乏或仅有数枚散生，线状，矩圆形。蒴果暗褐色，被毛。叶缺乏或仅有数枚散生，线状，矩圆形。蒴果暗褐色，被毛。在南方温暖地带能够露地栽培，在长江流域及其以北地域要在温室培养。在南方温暖地带能够露地栽培，在长江流域及其以北地域要在温室培养。普通是冬季在温室、夏季在露天培养。普通是冬季在温室、夏季在露天培养。第70页第71页动物油脂动物油脂v牛羊油牛羊油v猪油猪油v水产油脂水产油脂第72页废弃食用油脂废弃食用油脂我国每年产生废油我国每年产生废油400800万吨，包含万吨，包含:v煎炸食品后留下煎炸食品后留下煎炸废油煎炸废油；v从剩饭菜中经油水分离得到油脂（从剩饭菜中经油水分离得到油脂（潲、泔水油潲、泔水油）；）；v餐具洗涤过程中流入下水道中油品（餐具洗涤过程中流入下水道中油品（地沟油地沟油）；）；v油脂加工企业产生油脂加工企业产生酸油酸油以及造酒行业产生以及造酒行业产生酒糟油酒糟油等。等。第73页生物柴油原料选择生物柴油原料选择选择指标选择指标v含油率；含油率；v产量；产量；v采集、提取和加工难易程度；采集、提取和加工难易程度；v必须适合我国国情必须适合我国国情山地多，耕地少，山地多，耕地少，要充分利用发挥山地资源优势，大力地规模栽培木本油料要充分利用发挥山地资源优势，大力地规模栽培木本油料植物。植物。第74页）含油量；）产量；）适生区域；）繁殖难易）含油量；）产量；）适生区域；）繁殖难易）油成份。）油成份。第75页）经济成本；）经济成本；）生态功效；）生态功效；）社会功效）社会功效综合考虑原料经济成本、生态功效、及社会功效，得分前名是综合考虑原料经济成本、生态功效、及社会功效，得分前名是麻疯树、绿玉树、光皮树、油菜、大豆、山桐子、花生、黄连木。麻疯树、绿玉树、光皮树、油菜、大豆、山桐子、花生、黄连木。第76页生物柴油原料发展战略生物柴油原料发展战略v短期目标短期目标v主要利用一年生草本作物如油菜、大豆。它们种植一年即主要利用一年生草本作物如油菜、大豆。它们种植一年即可收获，其油性成份经榨取、提纯、改性后，再用于制取可收获，其油性成份经榨取、提纯、改性后，再用于制取生物柴油。生物柴油。v中长久目标中长久目标v对于大多数油料木本植物而言，生长坚固周期长，要采集对于大多数油料木本植物而言，生长坚固周期长，要采集其果实、种子或其它器官制取生物柴油，需要时间也较长。其果实、种子或其它器官制取生物柴油，需要时间也较长。v年可收获：麻疯树，续随子，桉树，沉水樟。年可收获：麻疯树，续随子，桉树，沉水樟。v年可收获：光皮树，黄连木等。年可收获：光皮树，黄连木等。第77页小小 结结v能源植物类型能源植物类型v生物柴油原料类型生物柴油原料类型v生物柴油原料选择标准生物柴油原料选择标准v符合我国国情发展战略符合我国国情发展战略第78页思索题思索题v我国生物柴油原料选择地域性差异，以及我国生物柴油原料选择地域性差异，以及我国为何适宜发展以木本能源植物为主生我国为何适宜发展以木本能源植物为主生物柴油原料模式。物柴油原料模式。第79页生物柴油原料油加工生物柴油原料油加工油料储存与预处理油料储存与预处理/原料植物油制取原料植物油制取/油脂精炼油脂精炼第80页油料储存方法油料储存方法干燥储备干燥储备 油料发烧霉变油料发烧霉变主因是水分主因是水分，将油料水分降低到，将油料水分降低到临界水分临界水分后，种子处于休眠状态，呼吸作用微弱，微生物及其它害后，种子处于休眠状态，呼吸作用微弱，微生物及其它害虫活动受到限制，油料储备稳定性大大提升。虫活动受到限制，油料储备稳定性大大提升。通风储备通风储备当外界空气温度和湿度适宜时，当外界空气温度和湿度适宜时，有效通风有效通风能够降低储备能够降低储备油料水分和温度，降低虫害和霉菌造成损失。油料水分和温度，降低虫害和霉菌造成损失。低温储备低温储备影响储料害虫繁殖主因是温度，多数害虫影响储料害虫繁殖主因是温度，多数害虫在在15以下以下即即停顿发育繁殖，普通微生物停顿发育繁殖，普通微生物在在10以下以下发育变慢或完全被发育变慢或完全被抑制。抑制。第81页v密闭储备密闭储备密闭贮藏油料必须干燥、低温、无虫、无霉，仓库要密密闭贮藏油料必须干燥、低温、无虫、无霉，仓库要密闭、隔热和防潮。其原理：（）隔绝或降低大气温度、闭、隔热和防潮。其原理：（）隔绝或降低大气温度、湿度对储料影响；（）种子生理活动使料堆内氧气消耗、湿度对储料影响；（）种子生理活动使料堆内氧气消耗、二氧化碳聚集，抑制了油料种子、害虫和微生物生命活动。二氧化碳聚集，抑制了油料种子、害虫和微生物生命活动。v化学储备化学储备在油籽中加入某种能钝化酶、杀死害虫化学药品，以到在油籽中加入某种能钝化酶、杀死害虫化学药品，以到达安全储备目标。如在油菜籽中加入磷化氢或丙酸、食盐、达安全储备目标。如在油菜籽中加入磷化氢或丙酸、食盐、明矾等，拌和后再密闭储备。明矾等，拌和后再密闭储备。第82页安全水分含量安全水分含量v安全水分含量：在某温度条件下，油籽能保持安安全水分含量：在某温度条件下，油籽能保持安全储备水分含量。全储备水分含量。v贮存油籽，在低温下安全水分含量允许高一些。贮存油籽，在低温下安全水分含量允许高一些。含油率高油籽生命过程呼吸更强烈，安全水分含含油率高油籽生命过程呼吸更强烈，安全水分含量较低。量较低。v贮存油料安全水分计算公式：贮存油料安全水分计算公式：安全水分安全水分=（100含油量）含油量）14。第83页常见油料安全与临界水分含量常见油料安全与临界水分含量第84页油料前处理油料前处理v油料清理油料清理目标是去除杂质、分清优劣、提升品质、增加得率、安目标是去除杂质、分清优劣、提升品质、增加得率、安全生产。杂质清理可供选择主要方法有筛选、风选、磁选、全生产。杂质清理可供选择主要方法有筛选、风选、磁选、与水选等四种。与水选等四种。v油料脱绒、剥壳与脱皮油料脱绒、剥壳与脱皮凡油籽都含皮、壳。不过通常只把含壳率高于凡油籽都含皮、壳。不过通常只把含壳率高于20%称为称为带壳油籽，如棉籽、葵花籽、油菜籽、等；含壳率低于带壳油籽，如棉籽、葵花籽、油菜籽、等；含壳率低于20%，如大豆、芝麻等，除要求提取食用蛋白以外，普通，如大豆、芝麻等，除要求提取食用蛋白以外，普通制油工艺中均不考虑脱皮工序。有些油料，如从轧花厂来制油工艺中均不考虑脱皮工序。有些油料，如从轧花厂来毛棉籽，壳上还有毛棉籽，壳上还有6%12%棉绒，必须脱除回收，以免棉绒，必须脱除回收，以免影响出油率。影响出油率。第85页v油料生坯挤压膨化油料生坯挤压膨化利用挤压膨化设备将生坯制成膨化状颗粒物料利用挤压膨化设备将生坯制成膨化状颗粒物料过程。生胚经挤压膨化后可直接进行浸出取油。过程。生胚经挤压膨化后可直接进行浸出取油。油料生胚膨化浸出是一个先进油脂制取工艺，其油料生胚膨化浸出是一个先进油脂制取工艺，其中大豆生坯膨化浸出工艺在国外已得到广泛应用。中大豆生坯膨化浸出工艺在国外已得到广泛应用。意义：油料生胚经挤压膨化后，其容重增大，意义：油料生胚经挤压膨化后，其容重增大，多孔性增加，油料细胞被彻底破坏，酶类被钝化。多孔性增加，油料细胞被彻底破坏，酶类被钝化。第86页原料植物油制取原料植物油制取v压榨法压榨法压榨法制取油脂含有悠久历史，榨油机种类可分为土榨、压榨法制取油脂含有悠久历史，榨油机种类可分为土榨、水压机、螺旋榨油机三种类型。螺旋榨油机优点是处理量水压机、螺旋榨油机三种类型。螺旋榨油机优点是处理量大、生产连续、劳动强度小，出油率高。大、生产连续、劳动强度小，出油率高。v浸出法浸出法浸出法制油，在我国已被普遍采取，其含有广泛适用性，浸出法制油，在我国已被普遍采取，其含有广泛适用性，出油率高、粕质量好、加工成本低、生产条件良好等。出油率高、粕质量好、加工成本低、生产条件良好等。第87页浸出法原理及优缺点浸出法原理及优缺点v原理原理是应用萃取原理，选取某种能够溶解油脂有机溶剂，经是应用萃取原理，选取某种能够溶解油脂有机溶剂，经对油料接触浸泡或喷淋，使油料中油脂被萃取出来一对油料接触浸泡或喷淋，使油料中油脂被萃取出来一个制油方法。个制油方法。v优缺点优缺点浸出法是一个较压榨法更为先进方法，浸出法制油也存浸出法是一个较压榨法更为先进方法，浸出法制油也存在一定缺点，如毛油质量差、采取溶剂易燃易爆，并含有在一定缺点，如毛油质量差、采取溶剂易燃易爆，并含有一定毒性。一定毒性。第88页油脂浸出基本工艺油脂浸出基本工艺第89页浸出法基本流程浸出法基本流程把油料胚或预榨饼浸于选定溶剂中，使油脂溶把油料胚或预榨饼浸于选定溶剂中，使油脂溶解在溶剂内（组成混合油），然后将混合油与固解在溶剂内（组成混合油），然后将混合油与固体残渣（湿粕）分离，混合油再按不一样沸点进体残渣（湿粕）分离，混合油再按不一样沸点进行蒸发、汽提，使溶剂气化变成蒸气与油分离，行蒸发、汽提，使溶剂气化变成蒸气与油分离，从而制得油脂（浸出毛油）。溶剂蒸气则经过冷从而制得油脂（浸出毛油）。溶剂蒸气则经过冷凝、冷却回收后继续循环使用。凝、冷却回收后继续循环使用。湿粕中亦含有一定数量溶剂，经脱溶烘干处理湿粕中亦含有一定数量溶剂，经脱溶烘干处理后即得成品粕，脱溶烘干过程中挥发溶剂蒸气冷后即得成品粕，脱溶烘干过程中挥发溶剂蒸气冷凝、冷却回收。凝、冷却回收。第90页浸出剂选择浸出剂选择v价格低；价格低；v溶解油脂，对油料中非油脂物质不溶解或溶解能力小；溶解油脂，对油料中非油脂物质不溶解或溶解能力小；v挥发性好