[发明专利]一种利用餐厨垃圾生产生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及餐厨垃圾的资源化利用方法，具体涉及到一种利用餐厨垃圾生产生物柴 油的方法。

背景技术

随着城市现代化建设的迅猛发展和人民生活水平的提高，我国餐饮业正以每年10％ 以上的速度递增，随之而来的是日益增长的餐厨垃圾排放。餐饮行业固体废弃物以富含 有机物的餐厨垃圾为主，突出表现为含水率高，油脂、盐分含量高，易腐烂、发酵、发 臭等特点。据统计，全国350万家宾馆、酒楼每天产生的餐厨垃圾多达6万吨。由于绝 大多数城市没有出台集中处理餐厨垃圾的措施，城市泔水垃圾回收仍处于无序状态中。 餐厨垃圾将在相当长的一段时间内成为中国最严重的公害之一，因此，科学合理、经济 有效地处理餐厨垃圾已成为现代环境保护工作中一个刻不容缓的问题。

生物柴油是一种清洁的可再生能源，也称之为“再生燃油”或“生物质燃料”，是优质 的石油柴油代用品，通常所指的生物柴油是以大豆、油菜籽、棉籽等油料作物，油棕、 黄连木等油料林木果实以及动物油脂、废餐饮油等为原料，在催化剂(碱或酸)的作用 下与甲醇进行脂交换反应生成的脂肪酸甲酯。

随着环境保护和石化资源枯竭问题的日益突出，生物柴油已经成为新能源研制和开 发的热点，引起了世界各国政府的高度重视。世界各国纷纷根据本国国情选择合适的油 脂原料生产生物柴油。欧洲和北美地区耕地资源丰富，农业高度发达。因此欧洲各国， 都采用菜籽油生产生物柴油，美国主要是利用高产转基因大豆油为原料。东南亚国家适 于种植油棕，棕榈油成为当地发展生物柴油的重要原料。世界可再生能源大国巴西，主 要利用蓖麻籽油进行生产生物柴油。

最近两年我国生物柴油的产能快速扩张，许多企业盲目上马生物柴油项目，并且不 断扩大生产规模，已经开始出现严重后果。主要表现在：大型生物柴油企业无法保证原 料供应，开工率严重不足；在国际市场原油价格高位回落，生物柴油生产原料价格上涨， 尤其是食用植物油价格大幅上涨以后，使用食用植物油生产生物柴油的企业普遍亏损。 因此，依托农业油脂为原料生产生物柴油并不现实。

随着工业生物技术的发展，微生物油脂发酵技术取得较大进展，美国国家可再生能 源实验室(NREL)将微生物油脂发酵列入生物柴油产业和生物经济的重要研究方向。 利用微生物的代谢作用将非粮生物质或者有机废弃物转化为微生物油脂已经成为制备 生物柴油深具应用前景的方向。

目前，关于利用废弃动植物油制备生物柴油的方法时有报道。专利“一种利用废弃 动植物油脂偶联生产低凝点生物柴油的方法”(CN10115786)，将酸值为6～192mgKOH/g 废弃动植物油加入到反应器中，在0.1MPa下加热汽化使其完成裂解反应，将得到的烷 烃和脂肪酸冷凝后，在酸性条件下甲酯化得到生物柴油。专利“植物油皂脚制备生物柴 油的工艺方法”(CN1931961)，将植物油皂脚以浓度为50％的硫酸溶液进行酸化，再经 甲酯化反应、转酯化反应和蒸馏得到含量为95％的脂肪酸甲酯，即生物柴油。专利“利 用动植物废油生产生物柴油的工艺”(CN1865400)，发明以酸化油和城市废油为原料， 在反应釜内通过催化剂常温常压下4～8小时完成酯化反应，适用于以植物油或植物油 炼制过程中产生的皂脚、油脚、以及城市餐饮业排出的地沟油为原料生产生物柴油。

专利“餐厨垃圾的生物综合处理方法”(CN10107380)，利用餐厨垃圾为原料，采用 蒸汽加热除油消毒、微生物固-液发酵等综合处理的工艺技术，将垃圾中固态成分经有 益微生物多菌种固体发酵转化成生物活性蛋白饲料，液体成分经二次发酵工艺转化成液 体生物菌肥。专利“一种餐饮垃圾资源化利用方法”(CN10105809)，餐厨垃圾固液分离 后，液相经过油水分离提取废油脂制备生物柴油，固相经调配后用于乙醇发酵的培养基 或用以发酵生产菌肥。

总之，目前餐厨垃圾在生物柴油制备方面的应用，专利报道多直接采用地沟油，或 通过固液分离的方法收集餐厨垃圾液相中的油脂成分，进而在碱或酸的作用下与甲醇进 行脂交换反应得到脂肪酸甲酯。现有技术存在如下问题，一是受原料地沟油来源的限制， 许多大型生物柴油企业的开工严重不足，陷于亏损的地步；二是餐厨垃圾中大量的有机 质没有得到充分的利用。因此，通过油脂富集菌的发酵将餐厨垃圾转化为大量的微生物 油脂是制备生物柴油一种新的方向。

发明内容