餐廚廢棄物的理化性質(zhì)分析

陳璐　冀少卿

（山西省輕工設(shè)計(jì)院，山西太原030000）

餐廚廢棄物的理化性質(zhì)分析

陳璐*冀少卿

（山西省輕工設(shè)計(jì)院，山西太原030000）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和人民生活水平的提高，餐飲和食品加工企業(yè)產(chǎn)生的廢棄物迅速增多，對(duì)環(huán)境的影響日趨嚴(yán)重，甚至有無良從業(yè)者將餐廚廢棄油脂提煉后回流到餐桌，這種油中含有大量的有毒致癌物質(zhì)，長期食用嚴(yán)重危害人體健康，以“地溝油”引起的食品安全問題日益突出。餐廚廢棄物是城市生活垃圾中最主要的一種，其產(chǎn)生的危害越來越嚴(yán)重，已成為城市環(huán)境污染的新污染源。食品安全問題日益突出，餐廚廢棄物的分析和處理成為亟待解決的問題。

本文以單位食堂的餐廚廢棄物為研究對(duì)象，將其分離為固體廢棄物、廢棄油脂和廢水，分別對(duì)固體廢棄物、廢棄油脂和廢水進(jìn)行理化性質(zhì)分析，為餐廚廢棄物的處理提供一定的參考依據(jù)。

1　餐廚廢棄物組成分析

1.1試驗(yàn)方法

收集單位食堂一個(gè)餐廳一頓午飯的所有餐廚廢棄物，稱重。將餐廚廢棄物分為固體部分和液體部分。固體部分反復(fù)水洗，瀝干，在烘箱中烘干后稱重，水相與之前的液體部分混合，靜置取上層油相，對(duì)油相離心分離，再進(jìn)行分液，取上層部分，干燥后稱重。

1.2餐廚廢棄物組成分析結(jié)果

餐廚廢棄物組成分析結(jié)果如表1所示，餐廚廢棄物中固體廢棄物約占18%，廢棄油脂約占3%，餐廚廢水約占79%。

表1　餐廚廢棄物組成分析結(jié)果

由于食品的多樣化和人們口味的不同，不同的飲食單位產(chǎn)生的餐廚廢棄物成分各不相同；同一飲食單位不同時(shí)間段產(chǎn)生的餐廚廢棄物成分變化也很大，本研究僅對(duì)從單位食堂的樣品進(jìn)行了成分分析。該結(jié)果不能全面的反應(yīng)不同地點(diǎn)、不同時(shí)間的餐廚廢棄物組成，可為餐廚廢棄物資源化回收利用提供一定的依據(jù)。

2　餐廚固體廢棄物理化指標(biāo)分析

2.1試驗(yàn)方法

將餐廚廢棄物分為固體部分和液體部分，對(duì)固體部分進(jìn)行多次水洗，瀝干后稱重；在60℃烘箱中烘干后稱重，用粉碎機(jī)將其粉碎成粉末狀，待分析測(cè)定。

2.2分析方法

餐廚固體廢棄物各營養(yǎng)物質(zhì)分析測(cè)定方法如表2所示。

表2　餐廚固體廢棄物各營養(yǎng)物質(zhì)分析測(cè)定方法

2.3餐廚固體廢棄物成分分析結(jié)果

對(duì)餐廚固體廢棄物中水分及營養(yǎng)成分含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表3、表4。

表3　餐廚固體廢棄物水分測(cè)定

表4　餐廚固體廢棄物各營養(yǎng)物質(zhì)含量

由表3、表4可知，餐廚固體廢棄物中水分約占80%，干物質(zhì)為20%，淀粉約占總質(zhì)量的32%，粗蛋白約占總質(zhì)量的20%，粗脂肪約占總質(zhì)量的29%。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，可以采用含芽孢桿菌、小單胞菌、葡萄球菌的混合菌對(duì)餐廚固體垃圾進(jìn)行好氧發(fā)酵，生產(chǎn)生物有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。

3　餐廚廢棄油脂理化指標(biāo)分析

3.1餐廚廢棄油脂分析方法

3.1.1餐廚廢棄油脂感官分析

色澤：采用比較測(cè)色儀（WSL-2A TINTOME-TER，上海索光光電技術(shù)有限公司）分析測(cè)定。

氣味：將試樣倒入150 mL燒杯中，置于水浴鍋中，待溫度升高到50℃時(shí)，用玻璃棒迅速攪拌并蘸取少量試樣，嗅其氣味。

透明度：將試樣倒入比色管中，在自然光下觀察，按透明、澄清、渾濁等詞匯描述。

3.1.2餐廚廢棄油脂水分含量的分析測(cè)定

精確稱取5.000 g試樣，置于提前干燥好的燒杯中，放入105℃的烘箱中，2 h后測(cè)其質(zhì)量，加熱前后的質(zhì)量差與加熱前質(zhì)量的百分比，即為水分含量。

3.1.3餐廚廢棄油脂酸價(jià)的分析測(cè)定

酸價(jià)是評(píng)判油脂的一個(gè)重要指標(biāo)，酸價(jià)越高，游離脂肪酸的量越大，油脂品質(zhì)就越差。

精確稱取2份2.000 g～5.000 g試樣，放置于錐形瓶中，各加入50 mL體積比2∶1的中性乙醚-乙醇溶液，加入2滴酚酞指示劑，用KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.05 mol/L）滴定至溶液呈淡紅色，30 s不褪色為終點(diǎn)。

式中：X——試樣的酸價(jià)（KOH計(jì)），mg/g；

V——試樣消耗KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL；

C——KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

W——試樣質(zhì)量，g。

3.1.4餐廚廢棄油脂脂肪酸組成的分析測(cè)定

試樣甲酯化：由于試樣酸價(jià)較高，直接進(jìn)行酯交換反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生皂化反應(yīng)而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗，所以要先進(jìn)行預(yù)甲酯化反應(yīng)，減少油樣中的脂肪酸含量再進(jìn)行甲酯化反應(yīng)。

將試樣廢棄油脂與甲醇按照摩爾比1∶6的比例放入500 mL錐形瓶中，加入濃硫酸（油樣質(zhì)量的1%），在60℃溫度下回流反應(yīng)1 h。反應(yīng)結(jié)束后，直接加入甲醇鈉（油樣質(zhì)量的1.2%），在相同溫度下回流反應(yīng)20 min，不需要脫去反應(yīng)中產(chǎn)生的水分，因?yàn)槲⒘克謱?duì)酯交換反應(yīng)沒有影響。

色譜條件：采用Agilent 7890A氣相色譜儀分析，氫火焰離子化檢測(cè)器（FID），氣相色譜柱采用HP-INNOWAX毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 mm× 0.25 μm），載氣為高純氮?dú)?，流速?0 mL/min，采用分流進(jìn)樣，分流比30∶1，氫氣流速40 mL/min，空氣流速400 mL/min，進(jìn)樣量1 μL，柱箱溫度210℃，檢測(cè)器溫度300℃。

3.2結(jié)果分析

3.2.1理化指標(biāo)

餐廚廢棄油脂的各項(xiàng)理化指標(biāo)見表5，餐廚廢棄油脂偏棕黃色。餐廚廢棄油脂氣味刺鼻，整體酸敗嚴(yán)重。餐廚廢棄油脂中水分含量相對(duì)較低。

表5　餐廚廢棄油脂理化指標(biāo)

3.2.2脂肪酸組成

利用氣相色譜測(cè)定餐廚廢棄油脂中各種甲酯的種類和相對(duì)含量，油樣的氣相色譜見圖1。

圖1　油樣的氣相色譜圖

由圖1可知，油樣脂肪酸組成：肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、亞油酸、油酸和亞麻酸；其中含量最多是棕櫚酸、亞油酸和油酸，占整個(gè)餐廚廢棄油脂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為22.4%、38.9%和29.9%，而肉豆蔻酸、棕櫚油酸、硬脂酸和亞麻酸之和才約為油樣總質(zhì)量的8.8%。

有研究顯示，由植物油轉(zhuǎn)化生成的生物柴油，其主要成分為：棕櫚酸甲酯、亞油酸甲酯、油酸甲酯和硬脂酸甲酯。因此，餐廚廢棄油脂可作為原料，通過酯交換反應(yīng)轉(zhuǎn)化成為脂肪酸甲酯，生產(chǎn)生物柴油。餐廚廢棄油脂的酸價(jià)整體較高，有研究表明酸對(duì)生物柴油的轉(zhuǎn)化有促進(jìn)作用。

4　餐廚廢水指標(biāo)分析

4.1水樣分析方法

4.1.1油的測(cè)定

將采集到的水樣轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，加入約為水樣量8%（m/V）左右的氯化鈉，用正已烷多次洗滌采樣瓶并移至分液漏斗中，充分振搖，靜置分層后，將水層倒入原采樣瓶內(nèi)，正已烷層移至100 mL錐形瓶中。再用正已烷重復(fù)萃取水樣2次，合并3次萃取液并倒入錐形瓶中。向萃取液中加入一定量的無水硫酸鈉（加入至不結(jié)塊為止），放置1 h脫水。用定性濾紙過濾，收集濾液倒入100 mL已烘干的燒杯中。將燒杯置于70℃水浴中，蒸出正已烷，再置于70℃恒溫箱內(nèi)烘干約1 h，然后放入干燥器冷卻30 min，稱量。

水樣中油含量計(jì)算公式如下：

式中：C——所測(cè)得水樣中油的含量，mg/L；

W1——燒杯重量，g；

W2——燒杯加油總重量，g；

V——水樣的體積，mL。

4.1.2pH值的測(cè)定

pH值的測(cè)定采用GB/T 6920—1986。

4.1.3懸浮物的測(cè)定

懸浮物的測(cè)定采用重量法：GB/T 11901—1989。

4.2結(jié)果分析

對(duì)水樣分析結(jié)果見表6，結(jié)果表明，含油量為1 283 mg/L，SS（懸浮物）為738 mg/L，水樣呈弱酸性，pH值6.25。該廢水不能直接排入城市下水管網(wǎng)，否則會(huì)造成水體營養(yǎng)化，破壞生態(tài)平衡。廢水中主要污染物是油和懸浮物，油可以通過進(jìn)行生物分解，分解后的物質(zhì)和懸浮物可以采用活性炭等劑吸附清除。

表6　水樣分析結(jié)果

5　結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，餐廚廢棄物中固體廢棄物約占18%，廢棄油脂約占3%，餐廚廢水約占79%；餐廚固體廢棄物主要含有淀粉、粗蛋白和粗脂肪，分別占總質(zhì)量的32%、20%和29%，可通過添加符合國家規(guī)定的微生物菌劑發(fā)酵轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥；餐廚廢棄油脂酸價(jià)較高，平均為100 mg/g，其脂肪酸組成為：肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、亞油酸、油酸和亞麻酸，其中含量最多是棕櫚酸、亞油酸和油酸，占整個(gè)餐廚廢棄油脂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為21.8%、36.7%和31.7%，可通過甲酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生物柴油；餐廚廢水中含油量為1283 mg/L，SS（懸浮物）為738 mg/L，水樣呈弱酸性，pH值6.25，需要進(jìn)行生化處理才能達(dá)標(biāo)排放。

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Study on physicaland chem icalproperties ofeat hutch waste

CHEN Lu*JI Shaoqing
（Shanxi province light industry design institute，Shanxi Taiyuan 030000，China）

通過對(duì)餐廚廢棄物的理化性質(zhì)進(jìn)行分析，為餐廚廢棄物的處理提供一定的參考依據(jù)。研究結(jié)果表明，餐廚廢棄物中固體廢棄物約占18%，廢棄油脂約占3%，餐廚廢水約占79%；餐廚固體廢棄物主要含有淀粉、粗蛋白和粗脂肪，分別占總質(zhì)量的32%、20%和29%，可通過添加符合國家規(guī)定的微生物菌劑發(fā)酵轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥；餐廚廢棄油脂酸價(jià)較高，平均為100 mg/g，其脂肪酸組成為：肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、亞油酸、油酸和亞麻酸，其中含量最多是棕櫚酸、亞油酸和油酸，占整個(gè)餐廚廢棄油脂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為21.8%、36.7%和31.7%，可通過甲酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生物柴油；餐廚廢水中含油量為1 283 mg/L，SS（懸浮物）為738 mg/L，水樣呈弱酸性，pH值6.25，需要進(jìn)行生化處理才能達(dá)標(biāo)排放。

餐廚廢棄物；餐廚廢棄油脂；理化性質(zhì)

The current food safety issues have become increasingly prominent，the study is toafford some

for food waste treatment by annalyzing its physicochemical properties.The content of solid，oil and water of food waste were 18%，3%and 79%，respectively.Eat hutch solid waste mainly contain starch，crude protein and crude fat，respectively，32%，20%and 29%of total quality.The acid value of food waste oil was relative high.The average of its value was 100 mg/gand the compositions of fatty acid were myristic acid，palmitic acid，palmitoleic acid，stearic fatty acid，linoleic acid，oleic acid and linolenic acid.Among these matters，the composition of palmitic acid，linoleic acid and oleic acid were largest which were 21.8%，36.7%and 31.7%，respectively.The oil content of the waste water was 1 283 mg/L and the SS content was 738 mg/L after waste water treatment.The waste water of food waste，which pH value is 6.25，need to be treated before discharging.

food waste；food waste oil；physicochemical properties

TS201.3

A

1673-6044（2016）03-0019-04

10.3969/j.issn.1673-6044.2016.03.006

*陳璐，女，1988年出生，2010年畢業(yè)于武漢工程大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)，碩士，助理工程師。

2016-06-06