BMF生物燃料支撑能源和驱动汽车有什么用？可解决电和能源产生的废气！

导言

随着世界经济的不断蓬勃发展，环境污染和资源消耗日益增加。解决这些问题的关键之一是寻找可持续的经济模式，以生物质为基础的绿色化学已成为人们关注的焦点。本文将深入探讨与生物质能供应、生物质作为燃料、天然植物油和动物脂肪相关的主题，并带您了解这一新领域的发展和前景。

生物质能源供应

在追求可持续发展的过程中，生物质已成为人们关注的一种能源。各种形式的生物质，如芒草、露天草、黑麦草，甚至植物、收获残留物、有机副产品和废物都可以转化为热能和电能。这种转化过程涉及多种技术，包括燃烧、气化和硬热解，这些技术已广泛应用于不同规模和规模的燃烧装置。 然而，生物质作为能源供应的一个主要挑战是其相对较低的能量密度，至少比石油燃料低10倍。此外，生物质的储存、处理和运输也产生了额外的能源需求，主要是因为生物质在体积上占用了更多的空间。尽管如此，从1999年到2005年，可再生能源的一次供应增加了一倍多，但占一次能源供应总量的比例仍不超过4.6%，其中70%的可再生能源来自生物能源。

生物质作为燃料

生物质作为一种燃料并不新鲜。在1901年的巴黎世界贸易展上，鲁道夫·迪泽尔展示了一种使用花生油作为燃料的柴油发动机。福特T型车最初是为使用乙醇而设计的。 第二次世界大战期间的燃料短缺促使几个国家寻求替代燃料，其中一个极不寻常的解决方案是将车辆转换为使用木材，木炭或煤炭。这些修改包括燃气发生器，储气罐，化油器修改，和管道系统运输，过滤，仪表气体供应。 然而，巴西是第一个大规模采用生物燃料替代石油燃料的国家。面对20世纪70年代的石油危机，巴西政府采用国内甘蔗发酵生产乙醇，并将其混合到所有汽油中，成为国家的优先事项。此举不仅帮助巴西节省了近500亿美元的进口石油，而且还创造了大约100万个农村就业机会。

乙醇生产

乙醇作为一种生物燃料，可以由多种原料生产。根据所含碳水化合物的类型，这些原料可分为糖、淀粉或木质细胞壁材料。糖可以通过糖蜜、甜菜、甘蔗或谷物糖的发酵过程生产。这种工业生产过程已经建立，因为酵母细胞可以直接代谢糖，从而降低了生产成本。 然而，对于含有淀粉和木质细胞壁的生物质，需要预处理和糖化两个主要步骤来生产乙醇。预处理阶段是将木质纤维素原料转化为可发酵糖的最昂贵的加工步骤之一。在这个过程中，半纤维素被溶解，结晶度降低，基底的表面积和孔容量增加，从而影响生物质的结构。值得注意的是，热化学预处理方法似乎比生物方法更有前途，因为它可以转化木质纤维素生物质的木质素部分，而木质素部分对酶解过程有不利影响。 不仅如此，生物乙醇的生产涉及到一个连续的处理过程，在这个过程中，酵母细胞被允许循环，这大大提高了处理速度，降低了单个批次所需的加热和冷却成本。燃料乙醇通常经过蒸馏，使其含水量极低，可以与传统汽油混合，例如85%乙醇可变燃料汽车，这种汽车已经在巴西广泛使用，在美国也有一定程度的应用。

生物柴油的制备

与生物乙醇相比，制备生物柴油需要较少的发动机改造，事实上，几乎所有的现代柴油机都可以很容易地运行生物柴油。这使得生物柴油成为一种相对容易推广的替代能源。生物柴油的合成原理比较简单，研究和应用已有多年。 基本的制备过程包括催化植物油的酯交换反应，导致脂肪酸甲酯的形成。一般来说，催化剂使用强碱性物质，如氢氧化钠或氢氧化钾。酯链被切断后，生成的甘油分子成为反应的副产物之一。与生物乙醇类似，生物柴油可以使用多种原料制备，包括几乎任何植物油，包括回收油和废油脂。 然而，不同油原料的组成，特别是饱和脂肪酸的含量，对生物柴油的规格和性能有着决定性的影响。这尤其会影响粘度稳定性和蜡沉淀等性能。由于这些原因，生物柴油的研究和生产不断发展。

天然植物油和动物油脂

天然植物油和动物脂肪是人类和动物新陈代谢和营养不可缺少的组成部分。这些油含有多种对人体健康至关重要的化学物质。特别值得注意的是，如果使用温和的加工方法，特别是冷压方法，这些化合物将保留在油脂中。这就是为什么以冷榨橄榄油为基础的地中海饮食通常被认为是非常健康的。 此外，提取生育酚或甾醇等副产品并将其作为工业生产的膳食补充剂添加到食品中已成为现代营养保健或功能性食品制造的基础。这些副产品通常是从大豆油馏出物、糊化磷脂或生松香油中提取的。这些化合物的应用在工业和医疗领域有着广泛的应用。

油化学聚醇

油化多元醇是一类广泛使用的化合物，用于制造聚氨酯泡沫、聚氨酯粘合剂和各种涂料树脂，包括无溶剂重型多层涂料和高性能防腐涂料。这些化合物的制备来自脂肪酸的聚合，通常是通过将脂肪酸氢化形成脂肪醇，然后进行反应。 这些化学反应涉及短链和饱和脂肪酸二羧酸，如马来酸、富马酸、草酸、琥珀酸和己二酸。这些脂肪酸二羧酸是许多工业化学品的原料，它们被广泛应用于各种领域。与石化产品相比，天然油为这些化学品提供了更长的二酸链，这在某些应用中具有很大的价值。