废食用油再利用的基础研究.pdf
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1、废食用油再利用的基础研究注()废食用油物理处理后其粘度的变化特性王延耀1 李里特1 小岛孝之2(中国农业大学食品学院1,北京 100083)(佐贺大学农学部2,日本佐贺 840-852)摘 要 食用油是一种可以再生且可循环利用的能源。我国2000 年食用油的消费总量约为 1200 万 t,每年产生 250 万 t 废食用油 1。由于废食用油的不法排放造成了环境的污染与能源的浪费。本研究通过对废食用油进行静置(沉淀)、离心分离、过滤和超声波等物理处理试验,分析了其粘度的变化规律,为废食用油的再生利用提供了理论依据。关键词 食用油 废食用油 再生利用 物理处理 粘度0 前言温室效应、地球变暖是目前
2、对人类活动影响最大的环境问题。它和能源消费有着密不可分的关系,特别是伴随着化石能源的燃烧而产生的 CO2是地球温暖化问题产生的重要原因。我国是世界人口大国。人们生活环境的多样化,增加了大气中 CO2的浓度,加剧了温室效应。同时,人们在日常生活中排出的食品废弃物更加重了对环境的污染。特别是废食用油的不法排放,不但严重地污染了环境,而且还加重了污水处理厂的负荷,浪费了能源。据不完全统计,仅全国 100多个大中型中心城市餐饮业每年排放废食用油就接近200 万吨,造成了严重的环境污染及资源浪费 2。因此,如何对每天产生的废食用油进行再利用,已成为科技工作者的一个重要研究课题。废食用油是一种资源,它是利
3、用太阳能由植物生产的一种可以再生且可循环利用的能源;与化石燃料相比,它燃烧后不产生硫化物、CO2的排出量可减少10%30%3。因此,用废食用油来代替化石燃料,这将不但减轻废弃物对环境的污染,而且还将大大减少大气中CO2气体的浓度,这将对解决地球温暖化问题,保持人类的生存环境具有重要的现实意义。但是,由于废食用油是由多种脂肪酸组成的混合物,粘度较大。再利用时很难完全燃烧,而冒黑烟,注:中国留学基金委(CSC)资助收稿日期:2003-09-04王延耀:男,1957年出生,教授,食品科学与工程专业造成环境污染。要使废食用油完全燃烧就必须将其雾化成细小的微粒,所以,如何降低废食用油的粘度,就成为人们追
4、求的目标。本研究通过对废食用油进行简单的静置(沉淀)、离心分离、过滤和超声波等物理处理试验,探明废食用油粘度的变化规律,为废食用油的处理及再生利用提供理论依据。1 试验材料与试验方法1.1 试验材料本研究是在日本国佐贺大学农业设施工学实验室中进行的。所采用的试验材料是在 2001 年 10 月从日本国佐贺县佐贺市 Fast-food-chain 废油回收店一次购买 150L 的废食用油。经测定,试验材料的含水率为 0.37%、密度(比重量)在 25e 为 0.96g/cm3;所含杂质为面粉,其含量为 11%。将买回的150L 废食用油分别倒入 3 个装有滤网(孔径为 1mm)的密闭容器(容量5
5、0 L)中备用。每次取样时,先将废食用油搅拌均匀后,取出 500 mL 作为试验用油。1.2 试验装置物理处理试验装置如图 1 所示。它由静置、离心、过滤和超声波等 4 部分组成;静置试验部分(15)由油箱、静置管、闸阀及管路等组成;离心分离试验部分(6 8)由离心分离机(型号:SRX-201,日本TO-MY 株式会社生产)、闸阀及管路等组成;过滤试验部分(9 15)由油箱、油泵、陶瓷膜滤芯(孔径 60L m)、闸阀及管路等组成;2004 年 6月第19 卷第 3 期中国粮油学报Journal of the Chinese Cereals and Oils AssociationVol.19,
6、No.3Jun.2004图1 试验装置概图超声波试验部分(16 18)由超声波机(型号:PHENIX-400 日本 HITACHI 株式会社生产)、闸阀及管路等组成。1.3 测试装置本研究所用测试装置如图 2 所示。图2 粘度测试装置图1 粘度计,2 废食用油,3 记录仪,4 微机1.4 试验方法对废食用油进行物理处理试验的目的,就是要探明如何降低废食用油的粘度。为此,将供试废油在容器中搅拌均匀后,取出 500mL,在室温(26e)下,利用DV-粘度计测其粘度,作为处理前废油的初始粘度。物理处理试验分为单项试验和综合试验:单项试验包括静置试验、离心试验、过滤试验和超声波试验,每项试验后测其粘度
7、;综合试验为废食用油依次经静置、离心、过滤和超声波试验,尔后测其粘度。1.4.1 静置试验:参照图 1,关闭闸阀 3、4、5、6,将供试废食用油在容器中搅拌均匀后,取出 25L,倒入油箱1 中,打开闸阀 5,待废油流出时,关闭。静置 150h后,打开闸阀 5,废油流出,待 1min 后,接取 500mL,利用DV-粘度计测定其粘度随时间的变化曲线如图3 所示。1.4.2 离心试验:将供试废食用油在容器中搅拌均匀后,取出 1L,倒入离心分离管中,经过20min 的离心试验(离心机转子转速为 8000r/min)后,取 50%得上清液 500mL,待废食用油的温度为 26e 时,测定其粘度随时间的
8、变化曲线如图 4 所示。1.4.3 过滤试验:将供试废食用油在容器中搅拌均匀后,取出 20L,倒入油箱中,打开闸阀,接通油泵电源,废食用油经过陶瓷膜滤芯到达出口,待 5min 后接取 500mL,测定其粘度随时间的变化曲线如图 5 所示。1.4.4 超声波试验:将供试废食用油在容器中搅拌均匀后,取出 500mL 导入烧杯中,再放入超声波机水槽中,经过 30min 的频率为 400MHz的超声波试验后,当废食用油的温度为 26e 时,测定其粘度随时间的变化曲线如图 6所示。1.4.5 综合连续试验:关闭闸阀 3、4、5、6,将供试废食用油在容器中搅拌均匀后,取出 25L,倒入油箱 1中,打开闸阀
9、 5,待废油流出时,关闭。静置 150h 后,打开闸阀 5,废油流出,待 1min 后,关闭闸阀 5,打开闸阀6,经过静置150h 后的废食用油进入离心分离机中,经过 20min 的离心试验(离心机转子转速为 8000r/min)后,打开闸阀 8,废食用油进入中间油箱 10。打开闸阀 11、13、16,关闭闸阀 15,接通油泵 12 电源,废食用油便经过陶瓷膜滤芯 14(孔径 60L m)进行过滤,过滤后的废食用油,进入超声波机水槽 17 中,经过 30min 的频率为 400MHz 的超声波试验后,取出500mL,当废食用油的温度为 26e 时,测定其粘度随时间的变化曲线如图 7 所示。2
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