濕熱法對餐廚垃圾中油脂的去除及粗脂肪回收率測定*

張國華，黃江麗，黃　黃，王東升，丁建南（江西省科學(xué)院生物資源研究所，江西　南昌　330029）

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·檢測與評價(jià)·

濕熱法對餐廚垃圾中油脂的去除及粗脂肪回收率測定*

張國華，黃江麗，黃黃，王東升，丁建南
（江西省科學(xué)院生物資源研究所，江西南昌330029）

【摘要】探討了蒸煮、擠壓對餐廚垃圾中油脂的去除作用，以及利用油脂易溶于酯溶性溶劑原理對粗脂肪的回收率進(jìn)行了簡易測定。結(jié)果表明，試驗(yàn)取材的餐廚垃圾中油脂含量為8.23%，通過蒸煮、擠壓后餐廚垃圾中油脂含量為2.06%，粗脂肪的回收率達(dá)到74.97%。表明利用濕熱法處理餐廚垃圾有利于餐廚垃圾中油脂的分離與去除。

【關(guān)鍵詞】餐廚垃圾；濕熱法；油脂回收；回收率

餐廚垃圾是居民生活消費(fèi)及食品加工過程中形成的生活垃圾，居民區(qū)、餐飲行業(yè)、各種企事業(yè)單位的食堂是其集中排放的場所［1］。隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，全國城鄉(xiāng)餐廚垃圾的產(chǎn)生量逐年增長。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，2010年南昌市僅餐飲業(yè)餐廚垃圾產(chǎn)生量為300 t/d。餐廚垃圾的有效處理成為日益嚴(yán)峻的社會(huì)問題，如果處理不當(dāng)會(huì)帶來嚴(yán)重的社會(huì)和生態(tài)問題，同時(shí)造成資源的浪費(fèi)［2-3］。餐廚垃圾的高油脂、高鹽分對餐廚垃圾的處理過程存在不利影響，而且油脂具有很高的再生利用價(jià)值［4］。因此，筆者通過濕熱水解方法對餐廚垃圾進(jìn)行預(yù)處理，對餐廚垃圾中的油脂進(jìn)行了回收。并依據(jù)油脂易溶解于酯溶性有機(jī)溶劑原理，對餐廚垃圾中粗脂肪的回收率進(jìn)行了簡易測定。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

餐廚垃圾：收集于江西省科學(xué)院職工食堂。

1.2餐廚垃圾分類

將餐廚垃圾中的骨頭等分揀出，稱量、烘干、粉碎后備用；其中的紙巾、筷子、牙簽等雜物分揀出，稱量。

1.3餐廚垃圾性質(zhì)測定

分揀后的餐廚垃圾進(jìn)行含水率、總固體物質(zhì)含量（TS）、總揮發(fā)性物質(zhì)（VS）、灰分、含油率等參數(shù)的測定［5］。

1.4餐廚垃圾油脂回收［5-6］

取1 kg分揀后的餐廚垃圾于不銹鋼鍋中，加入自來水至沒過餐廚垃圾即可，加熱煮沸垃圾殘?jiān)?～10 min，不斷攪動(dòng)食物殘?jiān)苑乐故澄餁堅(jiān)冲仧?。將煮沸后的垃圾殘?jiān)脽徇^濾，濾網(wǎng)選用多層尼龍網(wǎng)或者多層紗布，通過手動(dòng)擠壓的方式使得垃圾殘?jiān)撍⒚撍蟮臍堅(jiān)祷氐藉佒?，加水再次煮?～10 min，趁熱過濾，擠壓脫水。合并2次濾液，將濾液倒入分液漏斗中，靜置，油水分層后收集上層的浮油層，下層水層可繼續(xù)用于餐廚垃圾的煮沸用水。經(jīng)2次煮沸脫水后的餐廚垃圾進(jìn)行破碎處理，以便作為餐廚垃圾資源化再利用試驗(yàn)研究的材料。

1.5回收油脂的分離純化

將收集的浮油加熱至液態(tài)狀，倒入離心管中，于1 000 r/min離心5 min。浮油中殘留的食物殘?jiān)樾汲练e于離心管底部，將離心管中的液體倒入分液漏斗，靜置，放棄下層的水層后將分液漏斗放置4℃條件下15 min，分別收集半固體狀和液狀油脂。

1.6油脂含量測定

準(zhǔn)確稱取餐廚垃圾2.0 g于100 mL具塞試管中，加入8 mL蒸餾水，混勻后加入10 mL濃鹽酸。將試管置于70～80℃水浴鍋中，每隔5～10 min搖動(dòng)1次試管，至試管中樣品完全消解［7］。取出試管加入10 mL 95%乙醇，混勻，冷卻后加入25 mL乙醚溶劑，塞好試管塞小心混勻2 min，小心打開試管塞放出氣體。用10 mL石油醚-乙醚等量混合液沖洗試管塞及試管口，靜置10～20 min，吸出上清液于已恒重的具塞錐形瓶中。再加入10 mL乙醚溶劑于試管內(nèi)，搖勻靜置后仍將上層清液吸出放入錐形瓶中。將錐形瓶打開瓶塞置于70～80℃水浴鍋中蒸干溶劑，后將錐形瓶置于95～105℃烘箱中干燥2 h，取出錐形瓶塞好瓶塞放入干燥器中，冷卻后稱量。計(jì)算油脂含量。

式中：m0為錐形瓶質(zhì)量；m1為錐形瓶和脂肪質(zhì)量；m2為樣品質(zhì)量。

2　結(jié)果與分析

2.1餐廚垃圾的性質(zhì)

采集自江西省科學(xué)院職工食堂的餐廚垃圾經(jīng)分揀計(jì)量后，各組分的占比見表1。

表1　餐廚垃圾分類　/%

骨頭類經(jīng)干燥粉碎滅菌后可以作為動(dòng)物飼料的添加劑。分揀后的食物殘?jiān)?jīng)過去油脫鹽破碎等預(yù)處理后，可作為餐廚垃圾資源化再利用試驗(yàn)研究的材料。

分揀后的餐廚垃圾與經(jīng)過去油脫鹽破碎等預(yù)處理的餐廚垃圾含水率、TS、VS、灰分等參數(shù)測定結(jié)果見表2。

表2　餐廚垃圾參數(shù)測定結(jié)果　%

2.2餐廚垃圾油脂含量的測定

依據(jù)1.5中油脂含量的測定方法，測定分揀后的餐廚垃圾與經(jīng)過去油脫鹽破碎等預(yù)處理的餐廚垃圾中油脂的含量，其粗脂肪含量分別為8.23%和2.06%，脂肪脫除率為74.97%。

3　討論

1） 垃圾的不合理處置會(huì)產(chǎn)生一系列的影響，如污染環(huán)境、傳播疾病、危害健康等。衛(wèi)生填埋、熱解、焚燒、堆肥處理等方法處理垃圾都存在著一些弊端，如處理水平低，二次污染，特別是資源化程度低［8］。

2） 餐廚垃圾中含有高油脂、高鹽分等易造成酸化腐敗，油脂的存在對餐廚垃圾處理過程造成不利影響，從餐廚垃圾中將油脂分離是餐廚垃圾資源化利用的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。筆者采用濕熱法進(jìn)行餐廚垃圾中油脂的回收，取得了較高的回收率，但是，表2中預(yù)處理后的餐廚垃圾含水率高達(dá)83.51%，比處理前的餐廚垃圾含水率75.15%還要高，說明餐廚垃圾經(jīng)煮沸后手動(dòng)擠壓脫水率不高，進(jìn)而會(huì)影響預(yù)處理后餐廚垃圾中的油脂含量。如果采用機(jī)械擠壓脫水或者重力離心脫水方法，脫水效率更高，預(yù)處理后的餐廚垃圾含水率將會(huì)大大降低，預(yù)處理后的餐廚垃圾中含油率也將進(jìn)一步降低，通過濕熱水解方法回收餐廚垃圾中油脂的回收率將進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 寧娜，任連海，王攀，等.濕熱—離心法分離餐廚廢油脂［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2011，24（12）:1430-1434.

［2］ 李北，徐永安，楊巍.餐廚廢棄油脂回收利用及運(yùn)行模式探討［J］.中國油脂，2013，38（3）:58-60.

［3］ 何晟.淺析餐廚垃圾利用處置不當(dāng)產(chǎn)生的危害［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2010，18（4）:13-15.

［4］ 任連海，金宜英，劉建國，等.餐廚垃圾固相油脂液化及分離回收的影響因素［J］.清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，49（3）:386-389.

［5］ 任連海，聶永豐，劉建國，等.餐廚垃圾濕熱處理對其脫出液的影響［J］.中國給水排水，2006，22（3）：73-76.

［6］ 任連海，聶永豐.餐廚廢油高效分離回收工藝研究［J］.城市管理技術(shù)，2009（4）:52-55.

［7］ 姚慶軍，何俊寶，劉可勤.生活垃圾全磷測定消解過程中酸用量的選擇［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2012，20（2）：15-16.

［8］ 符瞰，任小玉，符芳?xì)g.沿海旅游城市餐廚垃圾特征及處理方法分析［J］.中國沼氣，2013，31（2）：11-14.

中圖分類號(hào)：X705

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1005-8206（2016）02-0034-02

作者簡介：張國華（1983—），碩士，助理研究員，主要從事應(yīng)用微生物及廢棄資源再利用研究。

*基金項(xiàng)目：江西省科技計(jì)劃項(xiàng)目（20111BBG70012-1）

收稿日期：2015-07-27

Removal of Oil from Restaurant Garbage and Its Recovery Rate of Crude Fat by Hydrothermal

Zhang Guohua，Huang Jiangli，Huang Huang，Wang Dongsheng，Ding Jiannan
（Institute of Biological Resources，Jiangxi Academy of Science，NanchangJiangxi330029）

【Abstract】Thispaper explored the effectsof removing waste oil from restaurant garbage by cooking and squeezing，and used the principle of fat soluble ester solvent to determinate the recovery rate of crude fat.The results showed that，the oil content of the test restaurant garbage was 8.23%，the oil content was 2.06%in the food waste after cooking and squeezing，and the recovery rate of crude fat reached 74.97%.It suggested that it is conducive to the separation and removal of oil from restaurant garbage by hydrothermal process.

【Key words】restaurant garbage；hydrothermal；oil recovery；recovery rates