加拿大滑铁卢大学的研究人员于2010年2月21日宣布，他们验证了一种一步法固体酸催化过程，该过程对于从高游离脂肪酸（FFA）含量的原料工业化规模生产生物柴油具有潜力。该成果已发表在美国化学学会期刊《能源与燃料》上。

使用废弃油脂作为原料生产生物柴油的成本低于精制植物油，但废弃油脂中高游离脂肪酸含量会带来负面影响。植物油和脂肪大多为甘油三酸酯，而游离脂肪酸是甘油分子中分离出来的脂肪酸，通常在多次循环使用后成为油脂分解的产物。高游离脂肪酸给生产生物柴油的常规酯交换过程带来许多问题：

1. 需要更多的催化剂，导致生产成本提高；

2. 生成皂（脂肪酸盐），使洗涤成品困难且增加成本；

3. 生成水，水会阻碍主反应；

4. 高游离脂肪酸不能转化为燃料，降低产率。

废弃油脂中的高游离脂肪酸含量通常在3%至40%之间。然而，当原料中游离脂肪酸含量超过0.5%时，不推荐采用传统的均相碱催化酯交换过程。均相碱催化酯交换过程使用NaOH作为催化剂，但由于催化剂和原料会被游离脂肪酸与碱之间的皂化反应消耗，皂化反应还会导致乳化，引起下游加工问题。此外，还需要复杂的中和、分离和洗涤步骤，使生物柴油提纯困难。

对于加工游离脂肪酸含量大于1%的植物油，使用对游离脂肪酸不敏感的酸催化剂优于碱催化剂，尽管反应速率较慢。酸和碱催化剂在高游离脂肪酸原料酯交换时各有优缺点。因此，在从废弃油脂合成生物柴油的二步法工艺中，酸和碱催化剂均被采用。然而，二步法工艺（或类似的多步法工艺）也面临在两个步骤中催化剂脱除的问题。

Aijaz Baig和Flora Ng等人开发了单一步骤固体酸催化过程，应用于从高游离脂肪酸含量的原料生产生物柴油。这种基于负载的杂多酸催化剂（PSA）的固体酸催化剂被评价用于从含有高达25 wt%棕榈酸（PA）的大豆油（SBO）生产生物柴油。这种固体酸催化剂同时催化酯化反应（在酸催化剂存在下脂肪酸与甲醇反应生成生物柴油）和酯交换反应（在催化剂存在下甘油三酸酯与甲醇反应生成生物柴油）。

采用杂多酸（PSA）的固体酸催化剂，棕榈酸转化为生物柴油的转化率为95%，同时，大豆油也成功被酯交换，化学相关甘油（CBG）转化率为99%。这种固体酸催化剂用于使含10% PA的大豆油同时进行酯化和酯交换，达到棕榈酸转化率大于95%，大豆油转化率99%。基于ASTM D 974、ASTM D 6584和EN 14103标准进行的分析，证实可从高游离脂肪酸原料生产高纯度生物柴油。

无需任何后处理的最终产品为化学相关甘油、游离甘油、总甘油，各自酸值为0.616 mass%、0.767 mass%、1.383 mass%，同时有1.505 mg KOH/g。通过水洗，这些数值可进一步减小。

这种单一步骤固体酸催化过程对于从高游离脂肪酸原料生产高纯度生物柴油具有潜力。