將地溝油變廢為寶

【案例之二】

●項(xiàng)目名稱：地溝油酶法合成生物柴油技術(shù)分析

●研究單位：北京化工大學(xué)

●課題負(fù)責(zé)人：譚天偉

項(xiàng)目背景

2007年，北京化工大學(xué)教授譚天偉受北京市自然科學(xué)基金的資助，開展了“酶法合成生物柴油”的項(xiàng)目研究。資助金額50萬元，項(xiàng)目周期3年。

此前，譚天偉課題組在“十五”攻關(guān)項(xiàng)目、“863”計劃的支持下，已開展過用脂肪酶做催化劑，對地溝油進(jìn)行綠色化學(xué)合成的項(xiàng)目研究。

“北京市自然科學(xué)基金從2007年開始資助我們進(jìn)行深入研究。”項(xiàng)目主要參與者、北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授秦培勇介紹，該項(xiàng)目的目的是在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高脂肪酶的活性，同時對反應(yīng)器設(shè)計進(jìn)行提升，對地溝油處理的綠色化學(xué)合成工藝進(jìn)行優(yōu)化。

據(jù)估算，目前北京每年餐飲用油在60萬噸左右，按廢油率15%計算，每年產(chǎn)生9萬噸地溝油，但有效收集量僅為6萬～7萬噸，還不包括油脂精煉廠產(chǎn)生的酸化油約為5000噸左右。這些油脂目前沒有得到很好的利用，除僅1萬噸廢油用于工業(yè)制皂外，絕大多數(shù)又被不法商人經(jīng)過過濾等處理后，重新回到街頭的小餐館，用于炸油條等，對食品安全造成威脅。

“而如果將北京每年產(chǎn)生的地溝油用于制備生物柴油，則每年可以生產(chǎn)生物柴油6萬噸。”秦培勇說，這不僅能夠解決目前的能源緊缺問題，還有利于環(huán)境首都的城市環(huán)境如汽車尾氣排放等問題，更重要的，是為地溝油的合理利用找到了一個突破口。

研究成果

在北京市自然科學(xué)基金的資助下，北京化工大學(xué)經(jīng)過多年選育，得到了適合脂肪酸酯的專一性的假絲酵母脂肪酶。經(jīng)過基因測序，發(fā)現(xiàn)該脂肪酶是一種新的脂肪酶，目前已在國際著名的基因庫中進(jìn)行了新酶的登記(ABG81956)。并成功將脂肪酶的基因序列在畢赤酵母中分泌重組表達(dá)，篩選出多拷貝高產(chǎn)菌株。獲得國家發(fā)明專利（專利號：ZL 200510112638.5），申請歐洲發(fā)明專利（EP06021211）。

社會效益

北京化工大學(xué)同上海綠銘科技環(huán)保公司合作，建立了年產(chǎn)1萬噸的酶法生物柴油生產(chǎn)裝置。該裝置以上海市城市地溝油為原料生產(chǎn)生物柴油，反應(yīng)工段采用固定床式酶反應(yīng)器，將膜狀固定化酶填充在內(nèi)，具有操作壓力小、固定化酶利用率高等優(yōu)點(diǎn)，對于地溝油等原料生產(chǎn)生物柴油反應(yīng)時間30小時，轉(zhuǎn)化率均可達(dá)到95%以上，最高轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到96%，經(jīng)精制后，生物柴油含量可達(dá)98%。

“我們生產(chǎn)的生物柴油產(chǎn)品用于柴油發(fā)動機(jī)燃燒試驗(yàn)，連續(xù)燃燒100小時后，發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，噴嘴無明顯積碳產(chǎn)生。還應(yīng)用于上海市出租車實(shí)驗(yàn)，歷時6個月連續(xù)運(yùn)行，最終得到了較高評價。”秦培勇介紹，上海世博會期間，利用地溝油生產(chǎn)的生物柴油，被作為生物質(zhì)柴油廣泛應(yīng)用于汽車燃油。

該工藝制造生物柴油的生產(chǎn)成本不高于化學(xué)法，且對環(huán)境友好。該技術(shù)不但對我國新型柴油能源開發(fā)有重要意義，而且對其他新能源的研究有積極影響。2008年，北京化工大學(xué)的脂肪酶技術(shù)“以脂肪酶為催化劑的化學(xué)品合成技術(shù)”獲得國家技術(shù)發(fā)明獎。