多种餐饮废油的再次利用

多种餐饮废油的再次利用研究进展

摘要：综述了餐饮废油在制备生物柴油、无磷洗衣粉、肥皂、混凝土制品脱模剂等领域中的应用及研究进展，并对其发展前景进行了展望。

关键词：餐饮废油；生物柴油；无磷洗衣粉；酶催化

餐饮废油是从餐饮业的地沟隔油池中捞取，经过简单的加热、脱水、去渣、沉淀等工艺提取的油脂，俗称地沟油又称潲水油，其是不可食用的动植物废油。一些不法商贩为了牟取暴利，利用这些废油来搀兑地沟油的食用油严重的危害人的健康。当人食用搀兑地沟油的食用油时，最初会出现头晕、恶心、呕吐、腹泻等中毒症状。如长期食用，轻者会使人体营养缺乏，重者内脏严重受损甚至致癌[1]。

在许多油炸食品过后，剩余的油成了煎炸废油。煎炸废油长时间反复多次高温加热，不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸等营养成分被破坏殆尽，但酚类、酮类和其它有害物质却大大增加，其中多环芳烃等致癌物质也开始形成。瑞士科学家发现，炸土豆条中含有较高的致癌物质——聚丙烯酰胺。动物实验结果表明，废油可缩短果蝇30％以上的寿命，增加果蝇的不育率口。

有业内人士透露，技术难题、缺乏有效监管、巨额利润、地沟油精加工产品的出路不畅等因素，导致当前地沟油回流餐桌风险加大。地沟油的职业回收者，只需一把铲子、几个破旧铁桶、一把手电筒，外加一辆电动车就可以满载而归。那些暗淡浑浊、略呈红色的膏状物，经过一夜的过滤、加热、沉淀、分离，变身为清亮的“食用油”，低价出售。因此，经济有效地对餐饮废油进行回收再利用是非常要必要的。

餐饮废油含大量有机物，具有污染和回收利用双重性。在全球面临能源危机及环境污染日益严重的情况下，对餐饮废油进行合理回收利用，实现变废为宝，已被人们认识。目前，人们把这些废油用于制备生物柴油、无磷洗衣粉、餐饮废油脂肪酸直接氢化生产硬脂酸的工艺及混凝土制品脱模剂等领域取得了显著的效果。

一、制备生物柴油

生物柴油是利用植物油、动物脂肪及废弃油脂等可再生资源制备一种绿色能源。因其在环境安全及能源安全方面的作用，而备受世人瞩目。生物柴油闪点高，贮运比较安全；生物柴油有较好的润滑性能，可以单独使用，也可以与石化柴油任意比例混用。

生物柴油是以非食用油、食用油、动物油脂以及废食用油（废餐饮油）为原料制成的液体燃料，是一种集可再生、清洁和安全三大优势为一体的能源。生物柴油是指以动植物油或其水解的脂肪酸为原料，与一元醇通过醇解或酯化生产的脂肪酸一元酯。它具有可再生、绿色环保、可替代现有石化柴油等特点，目前已成为最受欢迎的石化柴油替代品[2]。但是以动植物油脂为原料制造生物柴油的成本偏高．而将餐饮废油回收制造生物柴油则是一个很好的方案[3]。制备生物柴油是餐饮废油回收利用研究最多的一个领域，有着大量的研究。就目前而言主要有：催化高酸值餐饮废油（WCO）制备生物柴油、化学催化、酶催化法等方法。

1、催化高酸值餐饮废油（WCO）制备生物柴油

首先是先用单质碘催化废油中游离脂肪酸和甲醇酯化生成脂肪酸甲酯(生物柴油)，然后再用KOH催化废油中的甘油三酯和甲醇进行酯交换。最终结果表明，碘对酯化反应具有很强的催化活性，而且可以回收利用。通过正交试验得到最佳酯化反应参数：碘用量1．3％(w／w，WCO)，反应温度80℃，醇油质量比1．75：1，反应时间3h，在该反应条件下酸值由120．86 (KOH)／(mg／g)降为1．89(KOH)／(mg／g)；酯交换条件为：KOH用量l％，反应温度85℃，反应时间0．5h，醇油质量rEO_3：l，经过两步催化，生物柴油的总得率为95．1％[4]。

2、化学催化

化学催化法主要是通过酸(浓硫酸、磺酸、盐酸、磷酸、硼酸等)碱(金属醇盐、KOH、NaOH、KCN、K2CO 等)催化。酸催化反应时间长，温度高，对反应设备也有特殊要求；碱催化工艺转化速度快，效率高．但对原料酸值有要求，酸值过高会产生皂化现象。对于高酸值原料．往往采用一步酸催化或者先酸后碱的两步催化法，一步酸法反应时间长，效率不高，目前工业上多采用后者。但先酸后碱的工艺也存在以下缺点：设备必须耐强酸；反应后产生大量废水，催化剂不能重复利用：以浓硫酸催化容易产生副反应，对产品质量造成影响。因此，研究环保、高效的催化剂成为以高酸值原料制备生物柴油工艺中迫切需要解决的问题。

3、酶催化法

利用餐饮废油为原料, 以固定化脂肪酶为催化剂, 通过醇解酯交换反应制备生物柴油, 是一种典型的废物资源转化方法。利用生物酶的催化餐饮废油不仅大大的提高了资源的应用，在一定的条件下节省了资源保护了环境。这种方法具有反应条件温和、醇用量小、无污染物排放等优点。但酶价格昂贵、催化活性稳定性差、反应时间长，目前难以实现产业化[5]。所以在这类方法还需要进一步的改进，进一步的研究来克服一些不利的条件。通过安永磊、唐唯森、高松的实验对反应温度、酶用量、醇油比、乙醇水含量、醇投加方式等条件的研究,得出酶催化法制取生物柴油的最佳反应条件是: 温度47℃, 酶投加量013g, 醇油比3∶1, 分5 次投加无水乙醇, 正己烷作溶剂, pH 为7, 反应时间32 h。在上述最佳反应条件下, 生物柴油产率为81[6]。

二、制备无磷洗衣粉

餐饮废油的前身是天然油脂，其主要成分是三甘油酯。通过脱色、脱臭等处理后可以用来直接皂化生产肥皂和洗衣粉。梁芳慧，尹平河，赵玲，王耀以餐饮废油脂为原料，探讨了废油脂脱色和皂化生产油脂皂基的最佳工艺路线和参数．为废油脂的综合利用提供了一条新途径。他们以地沟油脱色后的皂化产物为原料，研制出了适用于宾馆、饭店洗涤棉织物为主的重垢型无磷洗衣粉。该产品的性能和市售洗衣粉的性能相当，主要技术指标符合国家标准，并且较化学合成洗衣粉更具环境相容性和易生物降解性。以地沟油脱色后的皂化产物为主要原料，既可降低洗衣粉的生产成本，又可缓解地沟油对环境保护带来的压力。将脱色后地沟油皂化后的产物，直接作为生产洗衣粉的原料。研究结果表明，脱色后地沟油制取的皂料与LAS、AEO一9、TX—l0具有良好的复配性，加人各种助剂后配成的洗衣粉，具有去污性能较高、粉质柔软、泡沫小、易漂洗等优点，而且主要技术指标符合国家标准[7]。

三、制备肥皂

邓琪、尹平河、赵玲等以餐饮业废油脂为主要原料，通过研究废油脂的皂化方法和皂化机理。应用红外光谱分析废油脂皂化样品,对皂化度的影响因素进行了讨论。摸索出最佳皂化工艺条件:皂化时间4h ,皂化温度10 0℃,碱液用量(NaOH与废油脂的质量比)

1∶2 ,皂化用NaOH碱液浓度为30 %[8]。应用种方法的有点是：节约资源，把对环境和人有严重危害的以餐饮业废油脂变为一种有用的资源。其缺点是：技术要求较高，成本大，不宜大规模的生产。

四、制备混凝土制品脱模剂

王益民以餐饮业废油脂为主要原料，通过乳化剂作用。掺水制成可自行乳化的乳化油。试验表明，乳化剂用量为6％，稀释倍数为8倍，防锈蚀剂的添加量3％时[9]，制得的乳化油脱模剂稳定性及脱模性能最好，对钢模无锈蚀危害，产品用于混凝土工程效果良好。同时使脱模剂成本大大降低，具有良好的市场应用前景。在以往国内主要采用机油、废机油、乳化矿物油以及皂液、皂化动植物油下脚料等作为混凝土制品脱模剂，近来也开发了高分子吸水树脂型脱模剂。矿物油类脱模剂的使用造成矿物油散失于环境。造成污染，皂类、高分子吸