餐饮废油的回收利用研究20181023

关于餐饮废油的资源化利用研究天津瀛润环保科技有限公司摘要：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；肥皂；酶催化一、餐饮废油的简介1、餐饮废油的概念餐饮废油是不可食用的动植物废油脂，包括地沟油及多次煎炸食物后的废油。其中地沟油是指从宾馆、酒楼的地沟隔油池中捞取油腻漂浮物或直接将剩饭、剩菜(通称泔水)收集后经过简单的加热、分层、脱水、去渣、中和、沉淀等工艺提取的油脂。地沟油又称泔水油或潲水油，它的形成和精炼过程复杂，含有多种有毒有害成分。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。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。2、餐饮废油对环境的危害性餐饮废油如被不法分子收集、加工处理掺伪后,非法流回餐饮业，将严重危害消费者的人身健康；如直接用于养猪业，会导致泔水猪问题，易引起间接人畜感染；如直接将其排入下水道，不仅造成资源的浪费,而且严重污染环境。3、餐饮废油的回收利用价值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，已在制备生物柴油、化工原料、饲料及混凝土制品脱模剂等领域取得了显著的成果，展示出了良好的应用前景。二、餐饮废油的资源化利用1、制备生物柴油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。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。制备生物柴油是餐饮废油回收利用研究最多的一个领域，目前已有大量的研究报道，其主要制备方法有化学法、超临界法、微乳化法等。1.1化学法化学法是目前制备生物柴油的主要方法,它是将废油脂与低碳醇在酸碱催化剂或生物酶催化剂作用下进行转酯化反应,经洗涤干燥即得生物柴油。常用的酸催化剂有浓硫酸、磺酸、盐酸、磷酸、硼酸等；常用的碱催化剂有金属醇盐、KOH、NaOH、KCN、K2CO3等。酸催化对原料要求不高，但反应时间长，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，设备成本相对较低，但对原料酸值有要求，酸值过高会产生皂化现象。对于高酸值的餐饮废油，往往采用一步酸催化法或者先酸后碱的两步催化法。由于一步酸催化法反应时间长，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，以及浓硫酸催化容易产生副反应，对产品质量造成影响等缺点。采用两步法催化高酸值餐饮废油制备生物柴油的新工艺。第一步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，第二步再用催化废油中的甘油三酯和甲醇进行酯交换。结果表明，对酯化反应具有很强的催化活性，而且可以回收利用。此两步法制备生物柴油工艺简单，设备投入低，不产生废水，环境污染小，具有良好的环保特性而且产品纯度高，工业化前景良好。生物酶催化催化近年来也有较多的研究报道，该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。1.2超临界法废油在超强酸、超强固体碱和金属氧化物等催化或无催化剂下，与超临界状态的甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇和正己醇等反应可制成生物柴油，超临界法制备生物柴油因具有环境友好、反应分离同时进行、时间短和转化率高等特点成为近年来研究的热点。但高温高压生产条件对设备要求相当苛刻，目前尚未实现产业化。2、制备化工原料2.1制备表面活性剂中间体在反应温度为100～105℃，反应时间为1.5～2.0h，催化剂用量1.5％的条件下，采用泔水油与丙二胺直接反应一步合成表面活性剂中间体--脂肪酰胺丙基·二甲基胺。该方法简便，泔水油中脂肪酸几乎完全转化。2.2制备肥皂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100℃,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%。应用种方法的优点是：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。3、制备混凝土制品脱模剂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，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、高分子吸水树脂型矿物脱模剂成膜后，耐水性较差，脱模效果受到影响。因此研制环保高效混凝土制品脱模剂是建材行业待解决的问题。除上述以外餐饮废油水中还含有米、面粉类食品残余以及蔬菜、动植物油、肉骨、鱼刺等，蛋白质的含量比一般能量饲料高，经过适当的处理可以转化为畜禽饲料。而且餐饮废油还可用于制备油酸、硬脂酸、甘油油酸、硬脂酸、甘油，这些是应用十分广泛的化工原料。目前国内已有“利用餐饮泔水油及废动植物油为原料生产油酸、甘油、硬脂酸”的新工艺专利技术。该技术采用高温高压水解、脂肪酸直接加氢、高空连续多塔精馏、泔水油旋转薄膜蒸发等系列高新技术设备，使得投资大幅度下降，生产过程运转费用低，生产运转可靠，产品质量稳定，具有显著的经济、社会和环境效益。三、结语我国的餐饮废油资源丰富，应用这几种方法有效的。有效地合理的应用了这些已废弃的资源，减少了对环境的危害、让废弃的资源得到了再次的利用和充分的体现了对资源的循环利用。但是也存在着许多的不足，例如对这些方法难以大规模的进行生产、生产的成本比较高和经验不足。在将来随着人们的环保意识不断加强，政府扶持力度的加大，政策法规的不断完善，对餐饮废油的回收利用研究的进一步深入，我相信餐饮废油将会被合理有效地进行回收再利用，对于改善生态环境、缓解能源危机、促进经济可持续发展等方面将起到推动作用，变废为宝。