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，甚至可以拿來給車加油！當然，并不是直接拿“地溝油”來燒，而是將其轉化為“生物柴油”。
先別急！我先來回答題主“家庭中”如何處置廢棄食用油，再來說說我們是如何把“廢食用油”轉化為可以供車輛使用的“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”的我們對油脂避之不及。但高熱量的油脂對污水處理廠中的微生物們來說，簡直就是饕餮盛宴。食用油是一種碳源，可以被微生物攝取，提供能量。實際上，在使用活性污泥法進行廢水處理時，硝化和反硝化步驟有時還需要額外添加碳源來為微生物供能。因此，少量家庭廢棄食用油倒入下水道后不會對水環(huán)境造成明顯的影響。
污水處理廠 (來源: dutch water secotr)而餐飲業(yè)的廢食物油量較大，如果全部傾入污水處理系統(tǒng)，則會導致污水處理廠**負荷，難以將瞬時大量的cod降解到標準以內(nèi)（就算是饕餮盛宴也不能一下?lián)嗡腊。Ａ硪环矫妫偷臒嶂递^高。將其大批量的傾倒入污水系統(tǒng)，簡直是浪費里面的熱量。
因而，餐飲業(yè)通常會集中回收處理，將廢棄油脂轉化為其他能源。
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)明柴油機時就曾嘗試用各種“植物油”來作為燃料，最后也**了一些進展。
不僅如此，“植物油”還緩解了國家的能源危機。南非曾因石油貿(mào)易禁令而受到封鎖，石油儲量告急。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，以度過難關。當時的研究人員發(fā)現(xiàn)，植物油/柴油混合比例為 20%/80% 時，對引擎影響依然不明顯[2]。
生物柴油 （來源：drivetribe）由于植物油粘度較高、燃燒時有異味，單純依靠植物油作現(xiàn)代柴油機的燃料并不現(xiàn)實。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)，因此一直被廣泛應用于現(xiàn)今的柴油機 [3]。
但是隨著較近各國對碳排放的控制，生物柴油重新進入了人們的視野。通常來說，燃燒一升普通柴油會向大氣排放 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歸入正常的碳循環(huán)。因此“生物柴油”不會像“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 （來源：wikipedia）生物柴油：脂肪酸甲酯
正如先前所說，分子較大的脂肪酸甘油酯粘度較高，燃燒性能不好，不能直接應用于現(xiàn)代的柴油機。因此將其轉化為較小分子的脂肪酸甲酯便可以避免這些問題，改善生物柴油的性能。
2 生物柴油的轉化生物柴油的制備通常利用“酯交換反應”。即酯與醇/酸/不同的酯，在酸或堿的催化下生成一個新酯和一個新醇/酸/酯。
由食物油制備生物柴油 [5]簡單來說，食物油水解后會生成甘油和脂肪酸，脂肪酸再與甲醇發(fā)生酯化反應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 （來源：wikipedia）同時，生物柴油生產(chǎn)過程的副產(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)帶來不菲的利潤。
甘油制備丙二醇 [5]丙二醇對人體十分安全，幾乎無毒，并且具有很多其他優(yōu)良的性質(zhì)，可以廣泛應用于化妝品、藥品、防凍劑等領域。
在實際的工業(yè)生產(chǎn)中，可以利用如上的酯交換反應的原理，在下圖所示的裝置中進行反應。
生物柴油制備：酯交換反應器 [6]當我們加入乙醇、食用油、酸等原料后，在適當?shù)姆磻獥l件下反應。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出。
3 生物柴油的利弊近年來生物柴油受到各國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，為下一步的研究、改進做鋪墊。
（來源：網(wǎng)絡）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。生物柴油的閃點較高，不易爆炸，較加安全。生物柴油潤滑性能好，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 [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導致發(fā)動機故障。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，會降低燃燒效率。生物柴油在技術性上與普通柴油相差甚多，但實際應用上，通常將生物柴油與普通柴油按比例混合使用。混合后的柴油與純柴油的使用區(qū)別并不大，只有經(jīng)驗比較豐富的人才能辨別。
4 生物柴油的市場生物柴油在我國的生產(chǎn)已經(jīng)比較成熟。日前發(fā)生火災事故的“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)。
歐洲很多的家用車輛都使用柴油機，生物柴油的市場體量非常巨大。同時，歐盟也實施了很多強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”為標號。
不同種類的“生物柴油”（來源：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 國交通生物燃料消耗量（單位為ktoe，即千噸標準燃油）[7]上圖是歐盟 28 國生物燃料（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于 0.17 億噸標準燃油。
作為參考，我國 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，可以占到我國石油消耗量的近 2.5%。但由于新能源汽車的發(fā)展、傳統(tǒng)石油市場的競爭等因素，目前我國生物柴油的應用并不廣泛，僅個別地區(qū)試驗性地向柴油中添加“生物柴油”。
5 結語誰能想到——曾經(jīng)被黑心商販用來回收制作“地溝油”的廢棄油脂，竟能被再度燃燒利用。
我們不得不承認，利用廢棄油脂來生產(chǎn)生物柴油是“變廢為寶”的好方法。
在可預見的未來，生物柴油占化石能源的比例會逐漸增加。生物柴油同太陽能、風能等一樣，正在逐漸為節(jié)能減排作出貢獻，為人類較美好的未來提供不可或缺的力量。
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