背景：

    石油柴油目前是運(yùn)輸和物流業(yè)的主要燃料形式,，盡管其使用會(huì)消耗有限的原油資源，并損害人類健康和環(huán)境,。而生物柴油作為一種可再生的,、可生物降解的、的生物燃料,，是一種很有吸引力的環(huán)保替代燃料,，可用于現(xiàn)有的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，提供與石油柴油相同的動(dòng)力和扭矩,，同時(shí)具有*的潤(rùn)滑性,。

    不幸的是，由于其制造過程的低效率,，生物柴油的成本仍然很高,，阻礙了其廣泛使用實(shí)施。生物柴油的生產(chǎn)是通過一個(gè)相對(duì)緩慢和耗能的化學(xué)過程,，即甘油三酸酯交換-植物油或動(dòng)物脂肪,，這個(gè)過程通常在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行。

傳統(tǒng)方法：

1. 低反應(yīng)速率,。

    酯交換反應(yīng)是一種限制傳質(zhì)的反應(yīng),，它發(fā)生在原料油和醇的界面上，它們只是部分混相。機(jī)械攪拌在一定程度上有助于改善試劑之間的接觸,，但反應(yīng)仍然非常緩慢,，因?yàn)閿嚢璨荒艹浞?strong style="box-sizing:border-box;">乳化兩種液體(使其形成穩(wěn)定的膠體混合物)，以增加它們之間的界面表面積,。

2. 長(zhǎng)時(shí)間的分離,。

    通常使用過量的酒精和催化劑來(lái)驅(qū)動(dòng)平衡，合成生物柴油的酯交換反應(yīng),。然而,，在接下來(lái)的步驟中，過量的酒精傾向于溶解生物柴油中的甘油,，這減慢了它們的分離,。

3.后期處理并發(fā)癥。

    生物柴油必須用水清洗,，以去除任何殘留的催化劑和副產(chǎn)品,。剩下的酒精需要凈化和回收。因此,，使用過量的酒精和催化劑會(huì)使后處理過程復(fù)雜化,。

超聲波技術(shù):

1.高反應(yīng)速率

    高強(qiáng)度的超聲波會(huì)產(chǎn)生聲空化，產(chǎn)生強(qiáng)烈的和不對(duì)稱內(nèi)爆的真空氣泡,，引起激波,、微射流、強(qiáng)剪切力以及及端的局部溫度和壓力,。這導(dǎo)致非常有效的混合,，導(dǎo)致超細(xì)，動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的乳狀液(納米乳狀液)的不混溶或部分混溶液體,。因此,，液體之間的界面面積增加了數(shù)量級(jí)，這大大促進(jìn)了限制傳質(zhì)的反應(yīng),，如酯交換,。研究表明，反應(yīng)時(shí)間可以從數(shù)小時(shí)減少到數(shù)分鐘,。

2.分離時(shí)間短

    由于超聲波暴露使原料油和酒精之間有更好的接觸,，因此需要的酒精過量量要低得多。這就減少了反應(yīng)后剩余的酒精量,。乙醇介導(dǎo)的甘油在生物柴油中的溶解度降低,，分離時(shí)間從5 ~ 10h降低到30min左右。

3.簡(jiǎn)化了后處理

         使用較低的過量酒精可以減少后續(xù)回收所需要的努力,。此外,，由于混合效率更高,，催化劑的用量也可以顯著減少(50 - 60%)，簡(jiǎn)化了生物柴油的洗滌步驟,。

4.額外的好處

   （1）暴露在高強(qiáng)度超聲波下可提供反應(yīng)所需的活化能,。因此，加熱反應(yīng)混合物變得不那么重要,，這樣可以節(jié)省能源和精力,。

   （2）工藝由批量轉(zhuǎn)為連續(xù)，大大提高了生產(chǎn)規(guī)模,。 

   （3）生物柴油產(chǎn)量可提高到95 - 99%左右,。