65、废弃咖啡粉油与加氢处理植物油作柴油替代燃料的可行性研究

废弃咖啡粉油与加氢处理植物油作柴油替代燃料的可行性研究

1. 研究背景

在全球范围内，石油基产品是主要的能源消耗形式，但印度约 70 - 80%的石油基燃料依赖从海湾国家进口，而这些地区常受政治不稳定因素影响。因此，能源安全和环境保护成为各国寻求可持续清洁能源的主要目标。生物燃料作为有前景的替代能源，受到了广泛关注。

生物柴油由可持续资源制成，是不饱和脂肪酸的基本烷基酯。此前虽对种子油（如苦木、麻风树、水黄皮等）进行了大量研究，它们能提高效率并减少排放，但因季节性供应、地理限制、政府政策以及成本高等因素，未能广泛应用。使用低成本、无商业价值的废料作为原料，如废弃植物油、废弃咖啡粉油和乳渣等，可使生物柴油在经济上更具竞争力。

近年来，咖啡产量和消费量大幅增加，废弃咖啡粉产生量也随之增多。废弃咖啡粉目前多作为固体废弃物处理或用作肥料，但因其含有咖啡因、单宁和多酚等物质，会对环境造成影响并释放温室气体。实验表明，废弃咖啡粉含约 18%的油，可通过酯交换法转化为生物柴油。

2. 废弃咖啡粉油生物柴油的制备

2.1 油的提取

从附近餐厅收集废弃咖啡粉，在阳光下晾晒 2 天以去除水分。采用溶剂萃取法，以己烷为溶剂从干燥的咖啡粉中提取油。结果显示，咖啡粉的含油量约为 16 - 18%，游离脂肪酸（FFA）含量为 7.67%。

2.2 生物柴油的制备

油由甘油三酯和游离不饱和脂肪组成，FFA 含量超过 1%会降低生物柴油的产量。通过滴定法测定原油的 FFA 含量，然后采用酯化反应降低 FFA 含量。具体操作如下：
1. 对于 1 升基础油，按 1:6 的摩尔比加入甲醇，并加入