第2卷　第5期环境工程学报V o l .2,N o .52008年5月C h i n e s e J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n gM a y 2008废食用油活性炭脱色工艺的研究张　军　岑新光　解　强＊　王艳艳　李兰亭(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083)摘　要　脱色处理是提高废食用油油品质量、利用其生产生物柴油的关键环节之一。

研究餐饮废食用油活性炭吸附脱色工艺,考察典型木质活性炭和煤基活性炭对脱色效果的影响,并将活性炭结构、性能指标与其脱色能力进行关联。

结果表明,以弱粘性煤和褐煤为原料制备的活性炭对废食用油脱色效果较好;活性炭的总孔容积、总比表面积、微孔比表面积、微孔容积、碘值和亚甲基蓝值等性能指标与脱色效果关联度不大,而活性炭的孔径和中孔容积是决定活性炭脱色效果的主要指标。

优化后废食用油活性炭脱色工艺的主要参数是:活性炭用量7%,炭粒度100～300目,脱色温度90～120℃,吸附时间为30m i n ,搅拌速度为10r /m i n ,废食用油的脱色率在50%～65%。

关键词　废食用油　脱色　活性炭中图分类号　O 647.31+4 文献标识码　A 文章编号　1673-9108(2008)05-0716-05D e c o l o r a t i o no f w a s t e v e g e t a b l e o i l b y a c t i v a t e dc a r b o na d s o r p t i o nZ h a n g J u n C e n X i n g u a n g X i e Q i a n g W a n g Y a n y a n L i L a n t i n g(S c h o o l o f C h e m i c a l a n dE n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n g ,C h i n a U n i v e r s i t y o f M i n i n g ＆T e c h n o l o g y ,B e i j i n g 100083)A b s t r a c t D e c o l o r a t i o n o f w a s t e v e g e t a b l e o i l p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n t h e i m p r o v e m e n t o f o i l q u a l i t y a n d t h e p r o c e s s o f p r e p a r a t i o n o f b i o l o g i c d i e s e l f r o mr e c y c l e do i l .T h e e f f e c t s o f o r i g i n f r o mr e p r e s e n t a t i v e l i g n e o u s a n d c o a l y a c t i v a t e d c a r b o n s ,s t r u c t u r e ,c a p a b i l i t y o f a c t i v a t e d c a r b o n s a n d p r o c e s s p a r a m e t e r s o n t h e d e c o l o r a t i o n e f f i c i e n c y w e r e e x p e r i m e n t a l l y i n v e s t i g a t e d .T h e r e s u l t s s h o wt h a t a c t i v a t e dc a r b o n b a s e do nl i g n i t e a n dw e a k l y c a k i n g c o a l i s b e t t e r f o r d e c o l o r a t i o n .T h e s p e c i f i c a t i o n s o f a c t i v a t e d c a r b o n s u c h a s t o t a l p o r e v o l u m e ,s p e c i f i c s u r f a c e a r e a ,m i c r o -p o r e s p e c i f i c s u r f a c e a r e a ,m i c r o -p o r e v o l u m e ,i o d i n e n u m b e r v a l u e ,m e t h y l e n e b l u e n u m b e r o f a c t i v a t e d c a r b o n a r e n o t o b v i o u s l y r e l e v a n t t o i t s d e c o l o r a t i o n c a p a c i t y .M e a n w h i l e ,m e s o -p o r e v o l u m e a n d a v -e r a g e p o r e d i a m e t e r o f a c t i v a t e d c a r b o n a r ep r o p e r i n d i c e s .T h e w e a k l y c a k i n g c o a l -b a s e da c t i v a t e dc a r b o ni s c h o s e n a s d e c o l o r a n t a n d t h e o p t i m i z e d p a r a m e t e r s f o r d e c o l o r a t i o n p r o c e s s i s e s t a b l i s h e d a s f o l l o w i n g s :a c t i v a t e d c a r b o n c o n c e n t r a t i o n i s 7%;s i z e s o f a c t i v a t e d c a r b o n i s 100～300m e s h ;i n i t i a l d e c o l o r a t i o n t e m p e r a t u r e i s 90～120℃;a d s o r p t i o n t i m e i s 30m i n a n d a g i t a t i n g r a t e i s 10r /m i n ,a n d a s a r e s u l t t h e d e c o l o r a t i o n r a t e c a n r e a c h 50%～65%.K e y w o r d s w a s t e v e g e t a b l e o i l ;d e c o l o r a t i o n ;a c t i v a t e d c a r b o n 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20060290006)收稿日期:2008-01-02;修订日期:2008-01-29作者简介:张军(1976～),女,博士研究生,讲师,主要从事炭材料制备与应用研究工作。

E -m a i l :j o b w y @s o h u .c o m＊通讯联系人,E -m a i l :d r -x i e q @163.c o m 废食用油是指饭店、家庭及食物加工点煎炸食物后的剩油或从抽、排油烟机中回收的废油。

这类油脂颜色深、粘度大、酸值、过氧化值升高,酸腐败程度加深,而且含有多种致癌物质。

若将废食用油土法炼制后再重新使用,会严重危害人民群众的健康和生命。

若将废食用油直接排入水体,由于脂肪酸含量较高,不仅会阻塞、腐蚀管道,还会造成水体大面积的富营养化。

因此回收综合利用废食用油,是从根本上解决废食用油回流入食用油市场和污染环境的最佳方法[1]。

废食用油的综合利用主要有以下几种方法[1～3]:(1)废食用油中的脂肪酸含量较高,可用于皂化反应制备洗涤剂等日化产品;(2)将废食用油作为溶剂溶解塑料制造涂料;(3)用于制备饲料用油;(4)废食用油中的脂肪酸甲酯可与甲醇反应制备生物柴油。

前面3种方法对废食用油需求量较少,技术不成熟,应用不够广泛,而利用废食用油生产生物柴油,不仅能实现废食用油的资源化利用,也第5期张　军等:废食用油活性炭脱色工艺的研究能部分缓解生物柴油油料短缺的状况,成为近年来研究热点之一。

美国、英国、澳大利亚和日本等一些发达国家竞相发展利用废食用油制造生物柴油技术[4～8]。

废食用油成分复杂,杂质的含量大,有浓烈的特殊臭味,特别是含有数量和种类不同的色素,影响了生物柴油的色泽和品质,因此废食用油脱色成为利用其生产生物柴油的必要工艺环节。

废食用油脱色主要是指脱除高温下油脂氧化或受到脂质氧化酶作用生成的氧化产物、色素体、多环芳烃、磷脂与糖脂等有色物质,同时还可以除去微量金属、皂粒、胶质、残留农药和其他杂质。

活性白土吸附脱色法是油脂加工行业中常用的脱色方法[9～12],与活性白土相比,活性炭作为一种优良的吸附剂,在液相中不仅能够除去色素及其前驱物质、调整香味、脱臭、除去胶体、除去妨碍结晶的物质及提高产品的稳定性能,而且还能够再生使用,在制糖工业、酿酒、食油精炼等食品加工行业应用广泛[13,14]。

但是活性炭种类繁多,吸附性能差异很大,目前国内外关于活性炭对废食用油的脱色研究较少。

本实验选取了具有代表性的5种不同原料的活性炭,分别考察了它们对废食用油脱色效果的影响,并将活性炭结构、性能指标与其脱色能力进行关联,从中筛选出脱色效果最佳的活性炭,并研究了其粒径、吸附时间、活性炭的添加量、脱色温度和搅拌频率对脱色效果的影响,确定了最优的脱色工艺条件。

1　实　验1.1　实验样品本实验选用的废食用油主要来自于具有代表性的餐饮废油,其性能指标为:密度0.95g/c m3,水分及挥发分0.28%,色度(446n m吸光值)0.810,酸价4.08m g K O H/g油,过氧化值14.2m e q/k g。