餐厨废弃油脂生产洗涤用品工艺研究

肖 云，陈其国

（武汉职业技术学院 生物工程学院，湖北 武汉 430074）

废弃食用油脂是餐厨废弃物的一种餐厨废弃物又称餐厨垃圾，包括餐饮单位、集体食堂、居民家庭等产生的厨余垃圾、剩菜剩饭（俗称泔水）、过期食品及废弃食用油脂等[1]。据统计，我国每年消耗油脂约2200万t，其中约330万t成为废弃油脂[2]。废弃食用油脂已成为一种环境污染物，并冲击食品安全。废弃食用油脂的危害主要表现在以下几个方面[3]：（1）污染水体与大气；（2）废弃食用油脂被加工成劣质食用油，进入食用油系统，冲击食品安全。

本研究以餐厨废弃食用油脂为原料，生产出洗涤用品（洗衣液、洗手液、厨卫清洗剂）的小样，并对生产工艺进行了研究。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

废弃食用油脂（武汉职业技术学院学生食堂）；无水乙醇、NaOH、HCl、Na2CO3、十二烷基磺酸钠、偏硅酸钠、Na2SO4、柠檬酸钠、柠檬酸、4A沸石、KOH、尿素均为分析纯；直链烷基苯磺酸钠（LAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）、十二烷基二甲基甜菜碱（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、防腐剂。

PL403电子分析天平（上海梅特勒有限公司）；D-5M低速离心机（湖南湘仪有限公司）；PHS-25型精密数显pH计（上海梅特勒有限公司）；HHS-11-2型双孔水浴锅（常州国华有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

废弃信用油脂→过滤除杂→皂化→调配→调节pH值→加色素→加香精→检测→灌装

1.2.2 废弃食用油脂的纯化 在常温下，将废弃食用油脂到入置有4层纱布的布氏漏斗中，真空抽滤，杂质留在布氏漏斗中，纯化后的食用油脂进入抽滤瓶中。

1.2.3 液体皂基的制备

（1）皂化反应 将装有200mL纯化后废弃食用油脂的1000mL烧杯放入水浴锅中，在转速为300r·min-1条件下反应，反应条件（水量为300mL）见表1，研究皂化反应最佳工艺条件。

表1 皂化反应影响因素表Tab.1 Factor level table of saponification reaction

（2）液体皂基的制备 在皂化反应结束后，按序号分别加入无水乙醇，1#190mL、2#200mL、3#210mL观察液体澄清度，确定工艺中无水乙醇的用量。

1.2.4 洗衣液的工艺优化 按表2所示配方设计洗衣液，香精0.1%，色素0.1%，余量为水，pH值为9.0～10.0。在80-85℃下搅拌均匀。

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

1.2.5 洗手液的工艺优化 按表3所示配方设计洗手液，香精0.1%，色素0.1%，余量为水，pH值8.0～10.0。在80～85℃下搅拌均匀。

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

1.2.6 洗洁精的工艺优化 按表4所示配方设计洗洁精，香精0.1%，色素0.1%，余量为水，pH值8.0～10.0。在80～85℃下搅拌均匀。

表4 洗洁精配方Tab.4 The formulations of detergent

1.2.7 测定方法 皂化率的测定采用贾睿[4]的酸碱滴定法进行。

洗衣液按GB/T 1224-2007《衣料用液体洗涤剂》标准[5]执行。

洗手液按GB 2654-2004《洗手液》标准[6]执行。

洗洁精按GB 9985-2000《手洗餐具用洗涤剂》标准[7]执行。

2 结果与讨论

2.1 皂化反应

采用酸碱滴定法对表1所示的各种组合进行皂化率的测定，测定结果见表5。

表5 皂化率测定表Tab.5 The resultof saponification rate

在所确定水平范围内，各因素对皂化率影响程度，即各因素主次关系分别为：NaOH用量>反应温度>反应时间。综合极差分析和方差分析结果，最后确定皂化反应适宜条件为：NaOH用量为90g，反应温度为80℃，反应时间为30min，纯水200mL。

2.2 液体皂基的工艺

在适宜皂化反应条件下生成的皂基加入不同量的无水乙醇后，其结果见表6。

表6 无水乙醇用量对澄清度的影响Tab.6 The affection of anhydrous ethanol to clarity

从表6可以看出，当无水乙醇达到200mL时，液体成透明状态，静止后不分层，达到了液体透明皂基的要求。综合上述结果，可以得出液体皂基的生产工艺为：在 80℃、转速为 300r·min-1、反应时间为30min、装液置为1000mL的情况下，餐厨废弃油脂生产液体皂基的配比为：废弃油脂30.0%，碱12.5%，无水乙醇15.0%，余量为水。以此工艺条件基础，在装液置为30000mL的情况下，进行了工艺验证，达到了预期效果。

2.3 洗衣液配方

洗衣液配方Ⅱ：液体皂基90.0%，十二烷基磺酸钠2.0%，椰子油脂肪酸二乙醇胺1.0%，香精0.1%，色素0.1%，余量为水，pH值9.0～10.0。在此条件下可制备澄清、稳定性好、洗涤效果较好的洗衣液，故选择洗衣液配方Ⅱ作为洗衣液生产配方。

2.4 洗手液配方

洗手液配方Ⅰ：液体皂基10.0%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠8.0%，十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）3.0%，椰子油脂肪酸二乙醇胺3.0%,香精0.1%，色素0.1%，余量为水，pH值8.0～10.0。在此条件下可制备澄清、黏度适中、稳定性好、洗涤效果较好的洗手液，故选择洗手液配方Ⅰ作为洗手液生产配方。

2.5 洗洁精配方

洗洁精配方Ⅰ：液体皂基15.0%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠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%，余量为水，pH值8.0～10.0。在此条件下可制备出澄清、黏度适中、稳定性好、洗涤效果较佳的洗洁精。故选择洗洁精配方Ⅰ作为生产洗洁精的配方。

3 结论

以餐厨废弃食用油脂为原料生产洗涤用品，皂化反应适宜条件为：NaOH用量为90g，反应温度为80℃，反应时间为30min，纯水200mL。液体皂基的配比为：废弃油脂30.0%，碱12.5%，无水乙醇15.0%，余量为水。在此基础上进行洗衣液、洗手液、洗洁精配方的工艺优化，得到生产合格洗涤用品的配方。该研究为餐厨垃圾资源化利用提供了理论和实践基础，为餐厨废弃油脂的综合利用开辟了一条途径。

[1] 冀星,李淑梅,李丽，等.废弃油脂收集利用体系中存在的问题与治理对策[J].中国资源综合利用,2005,12（3）:108-110.

[2] 刘冰冰,陆瑶.国内外废弃食用油应用研究进展[J].中外健康文摘,2010,4（28）:56-58.

[3] 尚艳娥.我国与发达国家废弃食用油脂监管模式比较[J].北京工商大学学报（自然科学版）,2011,29（6）:78-80.

[4] 贾睿,朱建华,刘红研.大豆油皂化反应动力学研究[J].粮食与油脂,2007,6（9）:123-125.

[5] GB/T 1224-2007《衣料用液体洗涤剂》标准[S].

[6] GB 2654-2004《洗手液》标准[S].

[7] GB 9985-2000《手洗餐具用洗涤剂》标准[S].