家庭餐厨废油脂回收制肥皂研究

2020-07-27潘宁宁李美婷佟佳兴

辽宁科技学院学报 2020年3期

景欢，潘宁宁，李美婷，岳倩，杨雪，佟佳兴

(辽宁科技学院生物医药与化学工程学院，辽宁本溪 117004)

日常生活中，家庭厨房中经常会产生各种废油，如：煎炸食品产生的废油脂，烟机排放的废油脂等。随意扔掉，不仅对水环境产生污染，同时有些废油会经过简单加工处理后，再次出现，危害人们的健康〔1-2〕。

近年来，国内报道了多起不法分子将废油脂混入食用油中进行非法销售事件，引起了媒体和社会的广泛关注。那么，如何对废油脂进行有效的综合利用，避免这些危害性非常大的废油脂再次流入食用油市场而危害人体健康，已成为当前亟待解决的问题〔3〕。但目前有关废油脂的综合利用〔4-5〕研究报道还比较少。

本研究以家庭厨房废油脂为原料，经脱水、过滤、脱色、皂化、盐析、水洗及干燥定型制得肥皂。同时探讨了以双氧水和活性白土作为混合脱色剂对废油脂脱色的最佳条件。对肥皂进行了相关理化指标和去污力检测，符合行业标准，去污效果与市售品牌肥皂大致相同。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

真空泵、集热式磁力搅拌器、751-GW分光光度计、WSB-2数显白度计、活性白土(H2Al2(SiO3)4·nH2O)、30%双氧水、氢氧化钠等。

实验中所用的废油脂主要来自于不同家庭半年内收集的厨房油炸食品废油脂、烟机收集残油脂等。废油脂外观为深或浅黄至褐色黏稠液体。

1.2 实验步骤

1.2.1 脱水及过滤

在通风橱中将废油脂加热到105℃，直到没有气泡产生为止，以除去其中的水分。趁热过滤，除去其中悬浮的固体杂质。

1.2.2 脱色

本实验在常压下脱色。取上步得到的废油脂加热，先加入3%(按油脂总量计)的30%双氧水，搅拌，继续加入5%的活性白土，并不断提高脱色温度，对废油脂进行脱色。同时测定废油脂的脱色率，确定最佳脱色温度及最佳脱色时间。

采用分光光度法测定废油脂的脱色率。经过测定，废油脂的最大吸收波长是471 nm。以蒸馏水作为参比，用1 cm比色皿在471nm (废油脂的最大吸收波长)处测定吸光度〔6〕。

脱色率(%)= [A0- A1)/ A0]× 100%

其中，A0为废油脂脱色前的吸光度；A1为废油脂脱色后的吸光度。

1.2.3 皂化及成品制作

取一定量脱色后的废油脂加入恒温搅拌反应器中，水浴加热至100℃，再缓慢加入30%氢氧化钠溶液，边加入边缓慢搅拌，分三次加入。皂化反应开始时加入1/4的氢氧化钠溶液，搅拌约30～40min，至油脂呈乳化状态分散在碱液中，再加入1/2的氢氧化钠溶液，继续搅拌反应约1h，加入剩余氢氧化钠溶液。测其pH值在8～9间，说明已皂化完全。

对皂化后的混合物进行过滤，留上层物质，再经盐析，并用热水洗掉粗皂基中的杂质得到最终的皂胶。将水洗过的皂胶放在准备好的器皿中进行定型，放入通风处，自然干燥得到肥皂。

1.2.4 对制得的肥皂进行洗涤去污力检测

准备形状大小完全相同的洁净白布条，将白布条浸渍相同污渍，待用。称取实验所得四组肥皂和市售四种肥皂各0.5g，溶于50mL水中，将带有污渍白布条放入不同肥皂的溶液中，做好标记，浸泡10个小时后，取出白布条。对清洗前后的白布条分别进行白度检测，记录实验数据。

2 结果与讨论

2.1 脱色温度及脱色时间的确定

实验发现单独采用双氧水作为脱色剂脱色效果不理想，单独采用活性白土作为脱色剂脱色温度较高〔6〕。而采用双氧水和活性白土作为混合脱色剂既可有效降低脱色温度，还可达到较高的脱色率。

本实验采用双氧水和活性白土作为废油脂的脱色剂，先加入双氧水，搅拌10min后，再加入活性白土，逐渐提高脱色温度，温度对脱色率的影响见图1。从图1可知，脱色率开始时随着温度的升高而增大。当温度达到80℃时脱色率达最大值。此后，随着温度继续升高，双氧水分解会加剧，脱色率也有所下降。因此最佳的脱色温度：75℃-85℃。

脱色时间对脱色率的影响见图2。本操作从活性白土加入之后开始计时，从图2可知，在先期，由于双氧水的作用起到了一定的脱色效果，随着活性白土的加入，脱色率继续随时间的延长而提高。在20min时脱色率达最大值，此时吸附剂的吸附脱色达到平衡。当脱色时间超过20min后，脱色率便开始下降。此后，再延长脱色时间，由于废油脂的氧化导致色素增加，脱色率下降。由此，脱色时间控制在20min以内。