生物柴油是由动植物油脂通过转酯化反应得到的产品,具有无毒、可生物降解和可再生性等优点,越来越受到人们的关注,已逐渐成为天然石化柴油的一种添加剂和替代品。从经济及环保性来看,用低品质地沟油为原料制备生物柴油具有广阔的发展前景。本研究采用酸碱两步催化法制备生物柴油,对两步催化法进行优化,提高转化率,缩短反应时间,提高原料使用率,降低浪费。通过正交试验确定了影响预酯化反应和转酯化反应的反应条件。在最优化反应条件下,利用HPLC-ELSD对所得生物柴油进行分析得出其中甲酯含量可以达到96%左右。为强化反应进程,将超声波技术应用到生物柴油制备过程中,分别研究了超声波乳化技术对于转酯化反应和预酯化反应的促进作用,并对超声波乳化条件下转酯化反应中的各个影响因素进行了研究,通过正交试验,得出影响转酯化的各因素影响强度排序为:催化剂用量〉超声功率〉醇油比;最优反应条件为:醇油比7:1,催化剂用量为1.0%(w/w),超声波功率为70W。在最优反应条件下,温度为40℃时,反应12分钟产品中甲酯的含量可以达到99.0%以上,大大提高了转化率。为进一步研究生物柴油的各种燃烧特性对其品质的影响及产品中甲酯含量与其理化性质的关系,本文还利用多元统计学方法按照生物柴油的性质对生物柴油进行聚类分析,并从13个燃烧特性中优化出了4个最具代表性的性能,以其为自变量,对产品中甲酯的含量进行估计,建立起线性模型,通过验证该模型对于产品中甲酯含量的预测误差范围在5%以内,可以用于产品甲酯含量的估计。