餐廚廢棄油脂生產(chǎn)洗滌用品工藝研究

肖 云，陳其國

（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生物工程學(xué)院，湖北 武漢 430074）

廢棄食用油脂是餐廚廢棄物的一種餐廚廢棄物又稱餐廚垃圾，包括餐飲單位、集體食堂、居民家庭等產(chǎn)生的廚余垃圾、剩菜剩飯（俗稱泔水）、過期食品及廢棄食用油脂等[1]。據(jù)統(tǒng)計，我國每年消耗油脂約2200萬t，其中約330萬t成為廢棄油脂[2]。廢棄食用油脂已成為一種環(huán)境污染物，并沖擊食品安全。廢棄食用油脂的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面[3]：（1）污染水體與大氣；（2）廢棄食用油脂被加工成劣質(zhì)食用油，進入食用油系統(tǒng)，沖擊食品安全。

本研究以餐廚廢棄食用油脂為原料，生產(chǎn)出洗滌用品（洗衣液、洗手液、廚衛(wèi)清洗劑）的小樣，并對生產(chǎn)工藝進行了研究。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

廢棄食用油脂（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生食堂）；無水乙醇、NaOH、HCl、Na2CO3、十二烷基磺酸鈉、偏硅酸鈉、Na2SO4、檸檬酸鈉、檸檬酸、4A沸石、KOH、尿素均為分析純；直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）、十二烷基二甲基甜菜堿（BS-12）、脂肪醇聚氧乙烯（9）醚（AEO-9）、壬基酚聚氧乙烯（10）醚（TX-10、OP-10）、椰子油脂肪酸二乙醇胺（1∶2）（6501）、香精、色素、防腐劑。

PL403電子分析天平（上海梅特勒有限公司）；D-5M低速離心機（湖南湘儀有限公司）；PHS-25型精密數(shù)顯pH計（上海梅特勒有限公司）；HHS-11-2型雙孔水浴鍋（常州國華有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

廢棄信用油脂→過濾除雜→皂化→調(diào)配→調(diào)節(jié)pH值→加色素→加香精→檢測→灌裝

1.2.2 廢棄食用油脂的純化 在常溫下，將廢棄食用油脂到入置有4層紗布的布氏漏斗中，真空抽濾，雜質(zhì)留在布氏漏斗中，純化后的食用油脂進入抽濾瓶中。

1.2.3 液體皂基的制備

（1）皂化反應(yīng) 將裝有200mL純化后廢棄食用油脂的1000mL燒杯放入水浴鍋中，在轉(zhuǎn)速為300r·min-1條件下反應(yīng)，反應(yīng)條件（水量為300mL）見表1，研究皂化反應(yīng)最佳工藝條件。

表1 皂化反應(yīng)影響因素表Tab.1 Factor level table of saponification reaction

（2）液體皂基的制備 在皂化反應(yīng)結(jié)束后，按序號分別加入無水乙醇，1#190mL、2#200mL、3#210mL觀察液體澄清度，確定工藝中無水乙醇的用量。

1.2.4 洗衣液的工藝優(yōu)化 按表2所示配方設(shè)計洗衣液，香精0.1%，色素0.1%，余量為水，pH值為9.0～10.0。在80-85℃下攪拌均勻。

表2 洗衣液配方Tab.2 The formulations of liquid detergent

1.2.5 洗手液的工藝優(yōu)化 按表3所示配方設(shè)計洗手液，香精0.1%，色素0.1%，余量為水，pH值8.0～10.0。在80～85℃下攪拌均勻。

表3 洗手液配方Tab.3 The formulations of hand sanitizer

1.2.6 洗潔精的工藝優(yōu)化 按表4所示配方設(shè)計洗潔精，香精0.1%，色素0.1%，余量為水，pH值8.0～10.0。在80～85℃下攪拌均勻。

表4 洗潔精配方Tab.4 The formulations of detergent

1.2.7 測定方法 皂化率的測定采用賈睿[4]的酸堿滴定法進行。

洗衣液按GB/T 1224-2007《衣料用液體洗滌劑》標準[5]執(zhí)行。

洗手液按GB 2654-2004《洗手液》標準[6]執(zhí)行。

洗潔精按GB 9985-2000《手洗餐具用洗滌劑》標準[7]執(zhí)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 皂化反應(yīng)

采用酸堿滴定法對表1所示的各種組合進行皂化率的測定，測定結(jié)果見表5。

表5 皂化率測定表Tab.5 The resultof saponification rate

在所確定水平范圍內(nèi)，各因素對皂化率影響程度，即各因素主次關(guān)系分別為：NaOH用量>反應(yīng)溫度>反應(yīng)時間。綜合極差分析和方差分析結(jié)果，最后確定皂化反應(yīng)適宜條件為：NaOH用量為90g，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時間為30min，純水200mL。

2.2 液體皂基的工藝

在適宜皂化反應(yīng)條件下生成的皂基加入不同量的無水乙醇后，其結(jié)果見表6。

表6 無水乙醇用量對澄清度的影響Tab.6 The affection of anhydrous ethanol to clarity

從表6可以看出，當(dāng)無水乙醇達到200mL時，液體成透明狀態(tài)，靜止后不分層，達到了液體透明皂基的要求。綜合上述結(jié)果，可以得出液體皂基的生產(chǎn)工藝為：在 80℃、轉(zhuǎn)速為 300r·min-1、反應(yīng)時間為30min、裝液置為1000mL的情況下，餐廚廢棄油脂生產(chǎn)液體皂基的配比為：廢棄油脂30.0%，堿12.5%，無水乙醇15.0%，余量為水。以此工藝條件基礎(chǔ)，在裝液置為30000mL的情況下，進行了工藝驗證，達到了預(yù)期效果。

2.3 洗衣液配方

洗衣液配方Ⅱ：液體皂基90.0%，十二烷基磺酸鈉2.0%，椰子油脂肪酸二乙醇胺1.0%，香精0.1%，色素0.1%，余量為水，pH值9.0～10.0。在此條件下可制備澄清、穩(wěn)定性好、洗滌效果較好的洗衣液，故選擇洗衣液配方Ⅱ作為洗衣液生產(chǎn)配方。

2.4 洗手液配方

洗手液配方Ⅰ：液體皂基10.0%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉8.0%，十二烷基二甲基甜菜堿（BS-12）3.0%，椰子油脂肪酸二乙醇胺3.0%,香精0.1%，色素0.1%，余量為水，pH值8.0～10.0。在此條件下可制備澄清、黏度適中、穩(wěn)定性好、洗滌效果較好的洗手液，故選擇洗手液配方Ⅰ作為洗手液生產(chǎn)配方。

2.5 洗潔精配方

洗潔精配方Ⅰ：液體皂基15.0%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉8.0%，椰子油脂肪酸二乙醇胺2.0%,脂肪醇聚氧乙烯（9）醚（AEO-9）8.0%,香精 0.1%，色素0.1%，余量為水，pH值8.0～10.0。在此條件下可制備出澄清、黏度適中、穩(wěn)定性好、洗滌效果較佳的洗潔精。故選擇洗潔精配方Ⅰ作為生產(chǎn)洗潔精的配方。

3 結(jié)論

以餐廚廢棄食用油脂為原料生產(chǎn)洗滌用品，皂化反應(yīng)適宜條件為：NaOH用量為90g，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時間為30min，純水200mL。液體皂基的配比為：廢棄油脂30.0%，堿12.5%，無水乙醇15.0%，余量為水。在此基礎(chǔ)上進行洗衣液、洗手液、洗潔精配方的工藝優(yōu)化，得到生產(chǎn)合格洗滌用品的配方。該研究為餐廚垃圾資源化利用提供了理論和實踐基礎(chǔ)，為餐廚廢棄油脂的綜合利用開辟了一條途徑。

[1] 冀星,李淑梅,李麗，等.廢棄油脂收集利用體系中存在的問題與治理對策[J].中國資源綜合利用,2005,12（3）:108-110.

[2] 劉冰冰,陸瑤.國內(nèi)外廢棄食用油應(yīng)用研究進展[J].中外健康文摘,2010,4（28）:56-58.

[3] 尚艷娥.我國與發(fā)達國家廢棄食用油脂監(jiān)管模式比較[J].北京工商大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2011,29（6）:78-80.

[4] 賈睿,朱建華,劉紅研.大豆油皂化反應(yīng)動力學(xué)研究[J].糧食與油脂,2007,6（9）:123-125.

[5] GB/T 1224-2007《衣料用液體洗滌劑》標準[S].

[6] GB 2654-2004《洗手液》標準[S].

[7] GB 9985-2000《手洗餐具用洗滌劑》標準[S].