今天為大家介紹的是廢食用油活性炭脫色工藝研究
廢食用油是指飯店、家庭及食物加工點煎炸食物后的剩油或從抽、排油煙機中回收的廢油。這類油脂顏色深、粘度大、酸值、過氧化值升高,酸腐敗程度加深,而且含有多種致癌物質。若將廢食用油土法煉制后再重新使用,會嚴重危害人民群眾的健康和生命。若將廢食用油直接排入水體,由于脂肪酸含量較高,不僅會阻塞、腐蝕管道,還會造成水體大面積的富營養化。因此回收綜合利用廢食用油,是從根本上解決廢食用油回流入食用油市場和污染環境的比較佳方法。廢食用油的綜合利用主要有以下幾種方法:(1)廢食用油中的脂肪酸含量較高,可用于皂化反應制備洗滌劑等日化產品;(2)將廢食用油作為溶劑溶解塑料制造涂料;(3)用于制備飼料用油;(4)廢食用油中的脂肪酸甲酯可與甲醇反應制備生物柴油。前面3種方法對廢食用油需求量較少,技術不成熟,應用不夠廣泛,而利用廢食用油生產生物柴油,不僅能實現廢食用油的資源化利用,也能部分緩解生物柴油油料短缺的狀況,成為近年來研究熱點之一。美國、英國、澳大利亞和日本等一些發達國家競相發展利用廢食用油制造生物柴油技術。廢食用油成分復雜,雜質的含量大,有濃烈的特殊臭味,特別是含有數量和種類不同的色素,影響了生物柴油的色澤和品質,因此廢食用油脫色成為利用其生產生物柴油的必要工藝環節。廢食用油脫色主要是指脫除高溫下油脂氧化或受到脂質氧化酶作用生成的氧化產物、色素體、多環芳烴、磷脂與糖脂等有色物質,同時還可以除去微量金屬、皂粒、膠質、殘留農藥和其他雜質。活性白土吸附脫色法是油脂加工行業中常用的脫色方法,與活性白土相比,活性炭作為一種優良的吸附劑,在液相中不僅能夠除去色素及其前驅物質、調整香味、脫臭、除去膠體、除去妨礙結晶的物質及提高產品的穩定性能,而且還能夠再生使用,在制糖工業、釀酒、食油精煉等食品加工行業應用廣泛。但是活性炭種類繁多,吸附性能差異很大,目前國內外關于活性炭對廢食用油的脫色研究較少。
本實驗選取了具有代表性的5種不同原料的活性炭,分別考察了它們對廢食用油脫色效果的影響,并將活性炭結構、性能指標與其脫色能力進行關聯,從中篩選出脫色效果比較佳的活性炭,并研究了其粒徑、吸附時間、活性炭的添加量、脫色溫度和攪拌頻率對脫色效果的影響,確定了比較優的脫色工藝條件。
實驗方法
將4個燒杯中分別加入100g廢食用油樣品,按樣品質量的0%、4%、7%和10%添加活性炭,選擇不同種類的活性炭進行脫色實驗,研究活性炭的吸附性能、粒徑、吸附時間、脫色溫度和攪拌頻率對廢食用油脫色效果的影響。
活性炭的分析方法
按GB7702.71997測定碘吸附值;按GB7702.61997測定亞甲基藍吸附值。采用Autosorb1MP型氣體吸附儀(美國Quantachrom公司)測定活性炭在液氮溫度下對氮氣的等溫吸附線,經解析計算得到活性炭的孔徑分布、比孔容積及比表面積。
脫色率的測定
評定油脂色澤和脫色工藝效果的標準有適用于淺色毛油、脫酸油的羅維朋比色法和適用于深色油脂的分光光度法。廢食用油外觀呈黃褐色,屬于深色油品,故采用深色油脂的分光光度法,通過測得在固定波長下的透光率測定脫色效果。不同油品的固定波長不一樣,一般在300~600nm之間。將廢食用油加入1cm的比色皿中,用分光光度計測定從300~600nm的吸光值,測試結果表明,廢食用油在446nm處有比較大吸收峰,故以446nm光譜吸收計算脫色率。
活性炭作為一種優良的吸附劑,對廢食用油的脫色具有一定的效果,以原料為低變質程度的褐煤和弱粘煤制備的活性炭脫色效果比較好。活性炭的脫色能力與總孔容積、總比表面積、微孔容積、微孔比表面積、碘值和亞甲藍值的關系不大,主要由活性炭的平均孔徑和中孔容積決定,平均孔徑和中孔容積分別為264nm和0307mL/g時,脫色效果比較佳。弱粘性煤原料活性炭廢食用油脫色的比較佳工藝條件是:活性炭用量7%,炭粒度100~300目,脫色溫度90~120,吸附時間為30min,攪拌速度為10r/min,脫色率為50%~60%。
研究結果表明,廢食用油經過脫色后基本能消除了令人不愉快的氣味,但色澤與生產生物柴油的色澤還有一定的差距,可考慮將活性炭與適量的活性白土混合進行脫色,發揮這兩類吸附劑互補作用,活性白土對油中的葉綠素、磷脂去除率高而不能吸附重質多環芳烴,而活性炭能牢固地吸附此類芳烴,這樣能夠大大提高廢食用油的脫色率,是今后對廢食用油脫色制備生物柴油新的研究方向。
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