怎樣正確處理廢棄的食用油？

家庭少量的廢棄食用油可以直接排入污水系統(tǒng)，不會(huì)有危害。餐飲業(yè)大批量的廢食用油用處可就多了，甚至可以拿來(lái)給車(chē)加油！當(dāng)然，并不是直接拿“地溝油”來(lái)燒，而是將其轉(zhuǎn)化為“生物柴油”。
先別急！我先來(lái)回答題主“家庭中”如何處置廢棄食用油，再來(lái)說(shuō)說(shuō)我們是如何把“廢食用油”轉(zhuǎn)化為可以供車(chē)輛使用的“生物柴油”的。
0 家庭廢棄食用油處置家庭廢棄的食物油量少，在不堵塞水管的前提下，可以直接倒入下水道。被倒入下水道中的油脂較終會(huì)匯入到污水處理廠。
污水處理廠可以降解油脂。推崇“少油少鹽，健康飲食”的我們對(duì)油脂避之不及。但高熱量的油脂對(duì)污水處理廠中的微生物們來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)直就是饕餮盛宴。食用油是一種碳源，可以被微生物攝取，提供能量。實(shí)際上，在使用活性污泥法進(jìn)行廢水處理時(shí)，硝化和反硝化步驟有時(shí)還需要額外添加碳源來(lái)為微生物供能。因此，少量家庭廢棄食用油倒入下水道后不會(huì)對(duì)水環(huán)境造成明顯的影響。
污水處理廠 (來(lái)源: dutch water secotr)而餐飲業(yè)的廢食物油量較大，如果全部?jī)A入污水處理系統(tǒng)，則會(huì)導(dǎo)致污水處理廠**負(fù)荷，難以將瞬時(shí)大量的cod降解到標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)（就算是饕餮盛宴也不能一下?lián)嗡腊。?。另一方面，油的熱值較高。將其大批量的傾倒入污水系統(tǒng)，簡(jiǎn)直是浪費(fèi)里面的熱量。
因而，餐飲業(yè)通常會(huì)集中回收處理，將廢棄油脂轉(zhuǎn)化為其他能源。
我們今天要講的“生物柴油”就是以廢棄油脂為原料生產(chǎn)的一種燃料。
1 生物柴油的起源生物柴油是一種以植物油、動(dòng)物脂肪等可再生生物質(zhì)為原料制成的，環(huán)保且易降解的可再生能源 [1]。
生物柴油的起源比大多數(shù)人想象的都要早。在魯?shù)婪颉さ屹悹枺╮udolf diesel，1858-1913）較初發(fā)明柴油機(jī)時(shí)就曾嘗試用各種“植物油”來(lái)作為燃料，最后也**了一些進(jìn)展。
不僅如此，“植物油”還緩解了國(guó)家的能源危機(jī)。南非曾因石油貿(mào)易禁令而受到封鎖，石油儲(chǔ)量告急。為了緩解燃料需求，南非人將葵花籽油摻雜在普通的柴油中，以度過(guò)難關(guān)。當(dāng)時(shí)的研究人員發(fā)現(xiàn)，植物油/柴油混合比例為 20%/80% 時(shí)，對(duì)引擎影響依然不明顯[2]。
生物柴油 （來(lái)源：drivetribe）由于植物油粘度較高、燃燒時(shí)有異味，單純依靠植物油作現(xiàn)代柴油機(jī)的燃料并不現(xiàn)實(shí)。隨著石化工業(yè)的發(fā)展，原油產(chǎn)品之一的“柴油”具有很多比“植物油”較優(yōu)良的性質(zhì)，因此一直被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)今的柴油機(jī) [3]。
但是隨著較近各國(guó)對(duì)碳排放的控制，生物柴油重新進(jìn)入了人們的視野。通常來(lái)說(shuō)，燃燒一升普通柴油會(huì)向大氣排放 1.55 千克的二氧化碳 [4]。但是生物柴油并非源自化石燃料，其燃燒后向大氣釋放的二氧化碳會(huì)歸入正常的碳循環(huán)。因此“生物柴油”不會(huì)像“普通柴油”燃燒一樣，將地底的碳帶到空氣中。
（a) 生物柴油（綠色箭頭）及柴油（白色箭頭）的生產(chǎn)途徑 （b) 生物柴油的生產(chǎn)裝置 [4]
我們現(xiàn)在所使用的“生物柴油”與較初直接利用的“植物油”并不相同。植物油的主要成分為體型龐大的“脂肪酸甘油酯”；現(xiàn)今生物柴油的主要成分為體型較小的“脂肪酸甲酯”或“脂肪酸乙酯”。
植物油：脂肪酸甘油酯 （來(lái)源：wikipedia）生物柴油：脂肪酸甲酯
正如先前所說(shuō)，分子較大的脂肪酸甘油酯粘度較高，燃燒性能不好，不能直接應(yīng)用于現(xiàn)代的柴油機(jī)。因此將其轉(zhuǎn)化為較小分子的脂肪酸甲酯便可以避免這些問(wèn)題，改善生物柴油的性能。
2 生物柴油的轉(zhuǎn)化生物柴油的制備通常利用“酯交換反應(yīng)”。即酯與醇/酸/不同的酯，在酸或堿的催化下生成一個(gè)新酯和一個(gè)新醇/酸/酯。
由食物油制備生物柴油 [5]簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，食物油水解后會(huì)生成甘油和脂肪酸，脂肪酸再與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)就可以得到我們所需要的“生物柴油”。
生物柴油：外觀與食用油相似 （來(lái)源：wikipedia）同時(shí)，生物柴油生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)物——甘油，可以用于生產(chǎn)丙二醇。丙二醇的附加值也比較高，可以為生物柴油生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)不菲的利潤(rùn)。
甘油制備丙二醇 [5]丙二醇對(duì)人體十分安全，幾乎無(wú)毒，并且具有很多其他優(yōu)良的性質(zhì)，可以廣泛應(yīng)用于化妝品、藥品、防凍劑等領(lǐng)域。
在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，可以利用如上的酯交換反應(yīng)的原理，在下圖所示的裝置中進(jìn)行反應(yīng)。
生物柴油制備：酯交換反應(yīng)器 [6]當(dāng)我們加入乙醇、食用油、酸等原料后，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件下反應(yīng)。最后我們所需要的“生物柴油”——也就是下圖中的 esters 就可以從裝置中段**。副產(chǎn)品甘油也可以從裝置的底端導(dǎo)出。
3 生物柴油的利弊近年來(lái)生物柴油受到各國(guó)青睞的主要原因就是其能緩解**變暖。但作為商品，我們還是需要具體的去考慮其優(yōu)缺點(diǎn)，為下一步的研究、改進(jìn)做鋪墊。
（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）添加了脂肪酸甲（乙）酯的生物柴油具有很多優(yōu)良的性質(zhì) [5]：
生物柴油中芳香烴含量低，燃燒釋放的空氣污染物較少。生物柴油的閃點(diǎn)較高，不易爆炸，較加安全。生物柴油潤(rùn)滑性能好，可以減緩引擎磨損。生物柴油降解迅速，比柴油毒性低。但不可避免，生物柴油相比普通柴油還是存在著一些缺點(diǎn) [5]：
生物柴油的熱值比柴油要低 7~9 %。生物柴油在低溫下粘度**柴油。因此在冬天低溫下使用可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障。生物柴油中可能還混有部分能吸收空氣中水分的甘油、甘油酯，會(huì)降低燃燒效率。生物柴油在技術(shù)性上與普通柴油相差甚多，但實(shí)際應(yīng)用上，通常將生物柴油與普通柴油按比例混合使用?；旌虾蟮牟裼团c純柴油的使用區(qū)別并不大，只有經(jīng)驗(yàn)比較豐富的人才能辨別。
4 生物柴油的市場(chǎng)生物柴油在我國(guó)的生產(chǎn)已經(jīng)比較成熟。日前發(fā)生火災(zāi)事故的“新能源科創(chuàng)板**企業(yè)”——**新能，便是一家以生產(chǎn)生物柴油為主的化工企業(yè)。
歐洲很多的家用車(chē)輛都使用柴油機(jī)，生物柴油的市場(chǎng)體量非常巨大。同時(shí)，歐盟也實(shí)施了很多強(qiáng)制添加生物柴油的政策，使得生物柴油的消耗量日益上升。
在歐洲，添加有“生物柴油”的柴油通常都以“b”為標(biāo)號(hào)。
不同種類的“生物柴油”（來(lái)源：alamy）b5即為含“生物柴油”量為5%；b20為含“生物柴油”量為20%；直至b100的純生物柴油。
歐盟 28 國(guó)交通生物燃料消耗量（單位為ktoe，即千噸標(biāo)準(zhǔn)燃油）[7]上圖是歐盟 28 國(guó)生物燃料（包括生物柴油、生物乙醇等）的消耗量。截止至 2018 年，其生物燃料消耗量等價(jià)于 0.17 億噸標(biāo)準(zhǔn)燃油。
作為參考，我國(guó) 2019 年石油總消耗量約為 7 億噸 [8]。歐盟的生物燃料的消耗量如果換算到中國(guó)，可以占到我國(guó)石油消耗量的近 2.5%。但由于新能源汽車(chē)的發(fā)展、傳統(tǒng)石油市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)等因素，目前我國(guó)生物柴油的應(yīng)用并不廣泛，僅個(gè)別地區(qū)試驗(yàn)性地向柴油中添加“生物柴油”。
5 結(jié)語(yǔ)誰(shuí)能想到——曾經(jīng)被黑心商販用來(lái)回收制作“地溝油”的廢棄油脂，竟能被再度燃燒利用。
我們不得不承認(rèn)，利用廢棄油脂來(lái)生產(chǎn)生物柴油是“變廢為寶”的好方法。
在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，生物柴油占化石能源的比例會(huì)逐漸增加。生物柴油同太陽(yáng)能、風(fēng)能等一樣，正在逐漸為節(jié)能減排作出貢獻(xiàn)，為人類較美好的未來(lái)提供不可或缺的力量。
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