生物柴油作为新能源的一种,以其环境友好性、原料可再生性等优良性能受到广泛关注。它一般是由动植物油脂、餐饮废油等与醇（甲醇或乙醇）经酯交换反应制得的脂肪酸单烷基酯。本文在综合文献的基础上采用水解-酯化工艺制备生物柴油并对强化其反应过程的水力空化技术进行了研究。对于水解反应,本文通过考察不同催化剂及用量、乳化剂用量、反应温度、搅拌速度、原料油含酸量等因素的影响,得到了最佳反应条件。在此基础上进行水力空化强化水解与宏观动力学模型的建立与求解,并对水解-酯化工艺制备的生物柴油与酯化-酯交换工艺的进行了比较。结果表明,实验条件下水力空化强化效果没有机械搅拌好,水力空化作用下水解反应的诱导期时间变长,整体反应速率也比机械搅拌来得慢。实验条件下的快速反应区的酸催化水解反应是二级反应,其表观水解反应活化能E_α=143.49KJ/mol ,指前因子为A=5.01×10¹⁹（g/（mmol·min））;同时通过理论计算表明反应主要受外扩散影响。水解-酯化工艺比酯化-酯交换工艺可以更为有效的降低生物柴油中磷的含量,同时水解-酯化工艺制备的生物柴油的饱和脂肪酸甲酯含量有所上升。对于酯化反应,本文以高酸值棕榈油和麻疯果油为原料,初步研究了不同酸值原料油在不同甲醇用量条件下的H₂SO₄酸催化酯化情况及醇酸比对酯化反应的影响,并对高酸值原料油用水力空化强化酯化反应时的操作过程进行了比较。结果表明整个酯化反应受传质扩散影响明显,酸催化酯化过程中甲醇的最佳用量取决于原料油酸值的大小,其与酸值大小的关系为y=3.488x0.174 （y为甲醇与游离脂肪酸的摩尔比,x为原料油酸值）。水力空化多级循环操作比单级循环操作效果更好,多级循环操作时可以分段分离水,以提高酯化率,使游离脂肪酸反应更完全。最后本文利用水力空化技术进行液液非均相微观混合来考察其在强化制备生物柴油过程中对传质的影响,实验研究了温度、流量、空化元件入口压力、空化器的结构、不同两相体系对混合液液滴粒径的影响,并与传统的机械搅拌进行了比较。结果表明,水力空化混合大豆油、甲醇、油酸体系,通过改变操作参数可制得液滴粒径在150-400nm的混合液,显著小于用传统机械搅拌得到的液滴粒径。数据显示,由于水力空化增大了反应体系的相接触面积,增强了传质,进而强化了传质控制的反应过程。