添加酸以降低原料油中的酸度：酸催化酯化反应的违反直觉的过程
生物柴油生产商遇到的最常见的化学障碍可能是原料（植物油或动物油，包括但不限于用过的食用油）中存在游离脂肪酸（FFA）。在最常见的形式中，生物柴油的生产利用碱性催化剂，如氢氧化钠、KOH或甲醇钠来催化酯交换反应。这些催化剂与游离脂肪酸快速反应形成肥皂。这不仅会在催化剂有机会催化酯交换作用之前消耗掉催化剂，而且还会形成大量几乎无法去除的肥皂。中和后，原料中每 1% 的 FFA 会产生大约 1.11% 的肥皂。视产品纯化方法而定，在酯交换反应过程中每形成 1% 的肥皂，最终产物产量就会降低至少 2%。考虑到黄色润滑脂的FFA含量可高达15％，因此在开始酯交换反应之前必须降低该浓度。
对相对较低浓度的 FFA 进行此操作的最常见方法是通过一种称为酸催化酯化反应的过程。在此过程中，将酒精（通常是甲醇）与酸性催化剂（最常见的硫酸）一起添加到原料中。由此产生的酯化反应生成甲酯（生物柴油）和水，反应如下。
请注意，虽然在反应的产物方面，两种物种都相对中性，但在反应物方面，我们有一个酸性物质（FFA）。因此，反应进展得越远，整体混合物的酸性就会越小。但可以看出，这是一种可逆的反应。这意味着，随着产物（生物柴油和水）浓度的增加和反应物（FFA和甲醇）数量的减少，反应将找到和平衡，停止向前推进产物。*
考虑到这些因素，很明显，在开始反应时使原料尽可能干燥是非常重要的，这样才能尽可能地向前发展，并尽可能减少原料中的FFA含量（见FFA与水的关系图）。如果原料起初含水量很高，则反应根本无法向前发展，甚至可能产生增加原料酸度的净效果。在原料中含水量低至 0.5% 的情况下，通常可以看到这种影响。
同样显而易见的是，在成本允许的范围内，为了尽可能地推动产物的反应平衡，增加大量过量的甲醇是值得的。
最后，即使原料一开始非常干燥，并且甲醇过量，在消耗所有氟化氢之前，反应也将始终达到平衡。原料的起始 FFA 含量越高，酯化后剩余的 FFA 就越多。此外，该反应中产生的水也在一定程度上干扰了随后的酯交换反应。因此，在生物柴油行业中，以这种方式预处理的FFA的起始水平很少超过10％。
随函附上与30％甲醇混合的原料样品的酸度图表（体积/体积）。由于用作催化剂的硫酸的酸度，我们看到，在最初的30分钟内，混合物的平均总酸值（以mgKOH/g液体为单位）略有增加。但是，在反应开始后的4小时内，混合物的总酸度仅为原料原始酸度的1/7左右。剩余的大部分酸度是由残留的硫酸催化剂造成的。这种硫酸被迅速中和形成钠2所以4 （又名盐）在碱催化反应开始时。这种盐很容易从燃料中去除，不会显著影响最终产品产量。
*在这种特殊的反应中，阻碍前进的几乎完全是水。生物柴油的浓度似乎影响不大。这是由于它们在甲醇和 H 中的溶解度不同2所以4。
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