油脂废弃物的处理研究进展

单琪 唐润东 陈思明 陈桧铃 王丽爽 肖志刚

摘要：随着经济水平的不断提高，中国食用油脂及动物肉制品消费量逐年增长，随之油脂废弃物也越来越多，并造成了严重的环境污染。近年来，关于油脂废弃物的处理技术方面的研究越来越多，并取得了丰厚的研究成果。文章综述了国内外油脂废弃物主要处理技术的研究现状，并展望了未來相关技术的发展方向。

关键词：油脂废弃物;废物处理;废物利用;资源循环利用

中图分类号：TU993.3文献标识码：ADOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210625

当前我国对油脂废弃物的收集和处理基本处于无序状态，这些油脂废弃物对食品安全、生态环境等造成了很大的负面影响。为了能够有效实现资源的循环再利用，可以通过对废弃的油脂进行提炼后，再回流到市场。但如废弃的油脂仅通过简单的提炼后就投入市场，部分油脂可能因提炼不纯而含有有害物质成分，甚至包括一些致癌物质，将对消费者的身体健康带来危害。我国作为人口庞大的国家之一，如果能够合理地开发和利用废弃油脂资源，不仅能够有效地实现资源的再循环利用，同时也可以降低我国能源资源的过度消耗，有助于推动我国绿色环境建设，同时也是实现我国产业绿色经济环保和可持续发展的重要发展途径。

1油脂废弃物概述

油脂废弃物是指食品加工业和餐饮业等行业中所形成的不能够再使用的动植物油脂[1]。近些年，生活水平不断的提升，对食用油的用量及质量等方面也提出了更高的要求。但是我国人口基数庞大，且大多数人缺乏节省意识，导致我国每年产生的废油脂居高不下，给废弃油脂回收再利用带来了挑战[2-3]。据统计，全世界每年产生约3 000万t油脂废弃物[4];我国餐饮行业每年产生400 ～ 800万t废弃油脂，屠宰行业每年产生屠宰废弃物超过60万t，其中含有大量废弃动物脂肪[5]。

废弃油脂中油脂皂脚占比最大，在有关技术还未应用和推广之前，废弃油脂皂脚仅作为酸化油、低级皂用等处理，甚至是直接废弃，从而导致大量的资源浪费[6]。近年来，我国提炼技术不断提升，在实现资源循环利用等方面发挥了巨大的作用[7]。例如以废弃油脂皂脚为原料制备生物柴油，实现了变废为宝，这是废弃油脂处理技术的巨大突破。该技术在我国废物利用和处理方面实现了更大范围的应用。此外，油脂废弃物已在制备动物饲料、混凝土制品，以及化工原料等多个领域实现了广泛的应用，为我国资源循环利用方面建立了良好的发展基础网。

2国内研究现状

2.1皂化处理

地沟油主要的成分为三脂肪酸甘油酯。地沟油经皂化技术处理后可产生洗涤用的表面活性剂以及甘油，可用于制作日常生活中所需要的肥皂和洗衣粉，是不可多得的价廉且优质的原料[9-12]。邓琪等[13]根据皂化机理对餐饮业的废油脂进行了深入的研究，通过有关实验制定出一套最优的皂化工艺：皂化时间4 h，皂化温度100 ℃，NaOH与废油脂质量比1：2，碱液浓度30%。赵玲等[14]以餐饮业废油脂为原料，得出废油脂脱色和皂化生产油脂的最佳工艺条件。高红等[15]通过实验确定了反应效果的影响因素，建立了最佳的反应条件，即皂化温度设定为100 ℃，皂化时间设定为4 h，脱色时间设定为25 min，并添加5%的活性白土，30%的碱液。上述研究，为我国餐饮业废油脂的皂化方法提供了有力的依据。

2.2酯交换法

目前，能源战略问题直接影响到国家的经济发展和走向[16]。通过资源循环利可以实现高质量的能源管理，确保我国能源战略的实施。我国四川、福建等省地相继建立了生物柴油试验工厂，实现了年产值1 000万t的规模[17]。目前我国主要以地沟油与甲醛为底物的工艺方法来进行提炼和制备生物柴油，而生物柴油的制备方法需根据催化剂的使用情况进行工艺调整，提高生物柴油的产率[18-20]。戴璐璐[20）对地沟油的前期预处理和酸催化工艺进行了研究，并以所得的低酸酯油为研究对象，以期望通过废弃动物油脂、碱催化酯交换反应提取一种符合工业化生产需要的生产生物柴油。方建华等[21]通过制备的SO₄^2-/TiO₂-ZrO₂固体酸催化剂，催化动植物油的混合油脂与甲醇发生酯交换反应制备生物柴油。王萌等[22]研究表明，在搅拌罐式反应器中固定化脂肪酶用量为0.4%，含水量为10%，转速设定为300 rad/min，其脂肪酸甲酯产率可以达到90% 以上。通过预处理的反应液与0 #柴油直接混合用，其持续燃烧的时间高达100 h，并且还没有明显的积碳情况产生。

2.3其他处理

虽然我国科研人员发现地沟油的利用方法，但是我国生物柴油的研究相对于国外发达国家而言依然较为落后[23]。为了能够实现油脂废弃物的资源循环利用达到最好的效果，南京工业大学与江苏永林油脂化工有限公司合作研发了反应分离耦合炼制技术、炼制过程强化技术，以及基于二聚酸的油脂基集成技术[24]。通过水解、酯化、酯交换、氢化等反应与精馏、多级分子蒸馏、膜滤、包结、冷冻等分离技术的耦合，以废弃动植物油脂为原料炼制油酸、亚油酸、甘油、二聚酸、异硬脂酸、植物甾醇和生物柴油，废弃动植物油脂中组分利用率达到95% 以上，实现了废弃动植物油脂资源高效利用。

3国外研究现状

3.1脂肪酶水解

欧洲自20世纪90年代开始大量进行生物柴油等方面的研究，为了能够保障生物柴油的资源循环再利用，减少资源浪费。欧洲各国政府实施了企业生产销售流通税收，不断加强政策监管，并在生物柴油的技术研发等方面给予了大力的支持。Du等[25]采用脂肪酶催化剂交换反应生产生物柴油，产率高达92%，其工艺条件为酶用量65%，醇油比4：1，反应温度40 ～ 50 ℃。Kamini等3分离并纯化了一种来源于隐球菌的脂肪酶。Tuter等[27]针对酶促合成生物柴油的转化率和酶使用寿命开展了研究。

3.2转化成鼠李糖脂

Shimada等[28]将废油转化为鼠李糖脂，并对不同种类树脂的反应活性以及树脂的再生方式等方面进行了研究。研究结果显示，低的交联密度能够形成更高的活性，适宜的反应条件为反应时间4 h，油醇摩尔比1：10，反应温度50 ℃;在提炼过程中，采用三步法能够增加再生树脂利用次数，且树脂活性在经过多次重复使用后仍然未发生任何变化。

3.3制备生物柴油

目前市场上废油脂日益增多，促使越来越多的国家竞相发展生物柴油工业，以期通过技术的改革实现高质量的废油脂制取生物柴油的循环再利用。Sharma等[29]以菜籽油为原料采用超临界甲醇法合成生物柴油，研究结果表明，当醇油摩尔比大于5.57：1时，酯化反应不完全，且甘油难于分离。Kuribayashi等[30]探讨了离子交换树脂合成生物柴油的反应机理，结果显示，碱性离子交换树脂比酸性离子交换树脂具有更高的活性，而且低交联密度的具有更高的活性。

4结束语

国内外学者对废弃油脂处理技术的研究进行了不断探索，取得了比较丰硕的成果，并且也很注重废弃油脂的回收利用技术的研究，然而这些处理技术大多数只停留在实验阶段，投入到生产实践中还需要进一步研究。

废油脂的回收利用，不仅能够实现能源资源的高效利用，还对地区环境保护具有重要的作用。因此，相对于我国作为能源高度需求的国家而言，更应该注重资源的循环利用，才能够全面保障民生的健康发展和社会的长期稳定。

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Research Progress on the Treatment of Waste in Oleochemicals

Shan Qi，Tang Rundong，Chen Siming，Chen Guiling，Wang Lishuang，Xiao Zhigang

（Shenyang Normal University College of Grain Science and Technology，Shenyang，Liaoning 110034）

Abstract：With the constant improvement of the economic level，edible oils and animal meat consumption increased year by year in our country，the waste oil is also more and more，increasingly serious pollution to the environment，bring to people's life a series of influence，also caused the wide attention of scholars both at home and abroad，in recent years，the study of waste oil processing technology，more and more，This paper summarizes the treatment technology of oil waste at home and abroad，and puts forward the prospect of its future development. Key words：grease waste，waste treatment，waste utilization，resource recycling