一种用于生产餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油的脱色工艺

技术领域

本发明属于餐厨废弃油脂处理领域，涉及一种餐厨废弃油脂脱色工艺，尤其涉及一种用于生产餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油的脱色工艺。

背景技术

天然酯绝缘油以天然油料为原料，主要成分是脂肪酸甘油三脂，结构式如下：

与传统矿物绝缘油相比，天然酯绝缘油具有安全性高、环境友好、经口无毒、可再生及碳排放低等优势，因此得到了人们越来越多的关注并已在西方主流国家得到了大范围的应用。国外开展天然酯绝缘油的研究较早，已形成相关技术、标准体系，并成功应用于220kV及以上高电压等级的电力变压器上，在配电变压器领域的应用更为广泛。目前，国外产出的天然酯绝缘油在变压器中的全球应用总量达120万台以上。近十年来，国内各大高校、研究院与企业相继开展了天然酯绝缘油的相关研究工作并制定了天然酯绝缘油行业标准。天然酯绝缘油也已广泛应用于10kV、35kV配电变压器并运行良好。

餐厨废弃油脂是指在生活中存在的各类劣质油，如回收的食用油、反复使用的煎炸油等，其最大来源为城市大型饭店下水道的隔油池。餐厨废弃油脂是动物油及植物油经过高温等条件得到的，所以其主要成分亦是脂肪酸甘油三酯。目前，国内外对餐厨废弃油脂的资源化利用主要是用作生产生物柴油、肥皂、航空燃料及油漆等工业品的原料，但这些产品存在利润低企业难以为继或成本过高产业化前景堪忧等弊端，致使大部分餐厨废弃油脂去向不明，存在极大的食品安全风险。因此，将餐厨废弃油脂用作生产天然酯绝缘油的原料可使餐厨废弃油脂变废为宝，正确引导餐厨废弃油脂的资源化利用，保障人民的食品安全。

脱色方法分为物理方法和化学方法。物理方法主要包括吸附、萃取及离子交换等，化学方法主要包括氧化、还原及氢化等。目前，吸附脱色法在天然酯绝缘油制备工艺上应用最为广泛。虽然餐厨废弃油脂和植物油的主要成分均是脂肪酸甘油三酯，但是餐厨废弃油脂中的主要色素为辣椒红色素和辣椒玉红素等，而植物油中的色素主要是叶绿素及类胡萝卜素等，两者在结构上存在很大差异。并且餐厨废弃油脂来源广，其本身反复经过高温烹饪致使其中色素更难去除。因此，植物油生产天然酯绝缘油的吸附脱色工艺很难使餐厨废弃油脂达到天然酯绝缘油用油颜色标准。

CN 103571621 A公开了一种利用餐厨废弃油脂制备生物柴油脱色的方法，它包含有：1、生物柴油是以餐厨废弃油脂进行酯交换制得。2、脱色：取100g 生物柴油置于250mL烧杯中，加入质量分数为油重5-25％的双氧水，加热温度为70-90℃，并搅拌，反应18-25min，然后离心取上相。3、脱色率计算：将上述所得油脂分别加入1.0cm的比色皿中，在465nm进行吸收光谱扫描。脱色率定义为生物柴油脱色前后吸光度之差与脱色前吸光度的比值。该方法仅使用了双氧水进行脱色，且是在使用餐厨废弃油脂制备成生物柴油后才对生物柴油进行脱色，脱色效果一般，且对生物柴油的品质提高较低。

CN 106520381 A公开了一种餐厨废弃油脂脂肪酸脱色脱臭的方法。本发明工艺为：(1)将已通过除杂脱水获得的精炼餐厨废弃油脂在70～80℃下加热熔化； (2)将熔化的餐厨废弃油脂依次加入过量清水、适量水解助剂和浓硫酸在90～170℃下进行水解反应，静置后排出下层液，上层液体即为餐厨废弃油脂脂肪酸；(3)将获得的餐厨废弃油脂脂肪酸在40～80℃下添加适量强氧化剂，开启负压抽风装置，压力控制在0.04～0.07MPa，反应时间为15～30分钟；(4)添加适量的吸附剂，将温度控制在90～110℃，开启负压抽风装置，压力控制在 0.04～0.07MPa，反应时间为15～30分钟；(5)将餐厨废弃油脂脂肪酸与吸附剂混合物料进行负压过滤，即可获得无异味、淡黄色至白色的固体脂肪酸。该方法需经水解、氧化脱色以及吸附剂脱色，且氧化脱色工序位于吸附剂脱色之前，脱色效果较差。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本申请提供一种用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺，所述工艺不仅可初步除去餐厨废弃油脂中常见色素，还可以除掉其中的胶质、微量金属以及某些臭味物质，还可彻底除掉餐厨废弃油脂中的顽固色素，使餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油达到标准要求色号。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)将所述餐厨废弃油脂加热后加入脱色剂，脱色后趁热固液分离得到初步处理的餐厨废弃油脂；

(2)向步骤(1)所述初步处理的餐厨废弃油脂中加入氧化剂，反应后静置分层，去除下层溶液得到脱色餐厨废弃油脂。

本发明中，先使用脱色剂吸附脱除餐厨废弃油脂中的常见色素，同时还可以除去餐厨废弃油脂中胶质、微量金属以及臭味物质，再使用氧化剂进行氧化脱色去除顽固色素，两种脱色方式协同作用，起到了优异的脱色效果。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述加热的温度为95～100℃，如 95.5℃、96℃、96.5℃、97℃、97.5℃、98℃、98.5℃、99℃或99.5℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述脱色剂为活性炭和活性白土。

优选地，所述活性炭的加入量为所述餐厨废弃油脂质量的1.0～1.5％，如1.1％、1.2％、1.3％或1.4％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述活性白土的加入量为所述餐厨废弃油脂质量的3.5～5.0％，如3.6％、3.8％、4.0％、4.2％、4.5％或4.8％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，脱色剂采用活性炭以及活性白土联用，且严格控制两种脱色剂的添加量和添加比例，二者协同作用提高了脱色剂在餐厨废弃油脂中的整体脱色能力。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述脱色在搅拌下进行。

优选地，步骤(1)所述脱色的真空度为20～50mmHg，如25mmHg、30mmHg、 35mmHg、40mmHg或45mmHg等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述脱色的时间2～3h，如2h、2.2h、2.5h、2.8h、2.9 h、3h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述固液分离的方法为过滤。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述的氧化剂包括过氧化氢。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述氧化剂的质量分数为9～10％，如9.1％、9.2％、9.3％、9.4％、9.5％、9.6％、9.7％、9.8％或9.9％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，加入量为所述初步处理的餐厨废弃油脂的质量的20％。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述反应的温度为60～80℃，如62℃、 65℃、68℃、70℃、72℃、75℃或78℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)所述反应的时间不低于30～60min，如30min、35min、 40min、45min、50min、55min或60min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(2)先将所述初步处理的餐厨废弃油脂加热至反应温度，再加入所述氧化剂，所述氧化剂的温度与所述反应温度相同。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)后进行步骤(3)对所述脱色的餐厨废弃油脂进行精炼，得到餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油。

作为本发明优选的技术方案，上述用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺包括以下步骤：

(1)将所述餐厨废弃油脂加热至95～100℃后加入所述餐厨废弃油脂质量 1.0～1.5％的活性炭以及3.5～5.0％的活性白土，在真空度20～50mmHg下脱色不低于2h后趁热过滤得到初步处理的餐厨废弃油脂；

(2)将步骤(1)所述初步处理的餐厨废弃油脂加热至60～80℃，并向其中加入过氧化氢，所述过氧化氢的质量分数为9～10％，加入量为所述初步处理的餐厨废弃油脂质量的20％，反应不低于30min后静置分层，去除下层溶液得到脱色餐厨废弃油脂；

(3)对所述脱色的餐厨废弃油脂进行精炼，得到餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供一种用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺，所述工艺不仅可初步除去餐厨废弃油脂中常见色素，还可以除掉其中的胶质、微量金属以及某些臭味物质，还可彻底除掉餐厨废弃油脂中的顽固色素，使餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油达到标准要求色号；

(2)本发明提供一种用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺，所述工艺使成分复杂的餐厨废弃油脂的颜色符合天然酯绝缘油的标准要求。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供一种用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)将所述餐厨废弃油脂加热至95℃后加入所述餐厨废弃油脂质量1.0％的活性炭以及3.5％的活性白土，在真空度20～50mmHg下脱色3h后趁热过滤得到初步处理的餐厨废弃油脂；

(2)将步骤(1)所述初步处理的餐厨废弃油脂加热至60℃，并向其中加入过氧化氢，所述过氧化氢的质量分数为9％，加入量为所述初步处理的餐厨废弃油脂质量的20％，反应45min后静置分层，去除下层溶液得到脱色餐厨废弃油脂；

(3)对所述脱色的餐厨废弃油脂进行精炼，得到餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油。

实施例2

本实施例提供一种用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)将所述餐厨废弃油脂加热至100℃后加入所述餐厨废弃油脂质量1.5％的活性炭以及5.0％的活性白土，在真空度20～50mmHg下脱色2h后趁热过滤得到初步处理的餐厨废弃油脂；

(2)将步骤(1)所述初步处理的餐厨废弃油脂加热至80℃，并向其中加入过氧化氢，所述过氧化氢的质量分数为10％，加入量为所述初步处理的餐厨废弃油脂质量的20％，反应30min后静置分层，去除下层溶液得到脱色餐厨废弃油脂；

(3)对所述脱色的餐厨废弃油脂进行精炼，得到餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油。

实施例3

本实施例提供一种用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)将所述餐厨废弃油脂加热至96℃后加入所述餐厨废弃油脂质量1.1％的活性炭以及4.0％的活性白土，在真空度20～50mmHg下脱色2.5h后趁热过滤得到初步处理的餐厨废弃油脂；

(2)将步骤(1)所述初步处理的餐厨废弃油脂加热至65℃，并向其中加入过氧化氢，所述过氧化氢的质量分数为9.2％，加入量为所述初步处理的餐厨废弃油脂质量的20％，反应60min后静置分层，去除下层溶液得到脱色餐厨废弃油脂；

(3)对所述脱色的餐厨废弃油脂进行精炼，得到餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油。

实施例4

本实施例提供一种用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)将所述餐厨废弃油脂加热至98℃后加入所述餐厨废弃油脂质量1.4％的活性炭以及4.5％的活性白土，在真空度20～50mmHg下脱色3h后趁热过滤得到初步处理的餐厨废弃油脂；

(2)将步骤(1)所述初步处理的餐厨废弃油脂加热至75℃，并向其中加入过氧化氢，所述过氧化氢的质量分数为9.8％，加入量为所述初步处理的餐厨废弃油脂质量的20％，反应30min后静置分层，去除下层溶液得到脱色餐厨废弃油脂；

(3)对所述脱色的餐厨废弃油脂进行精炼，得到餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油。

实施例5

本实施例提供一种用于生产天然酯绝缘油的餐厨废弃油脂脱色工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)将所述餐厨废弃油脂加热至97℃后加入所述餐厨废弃油脂质量1.2％的活性炭以及3.5％的活性白土，在真空度20～50mmHg下脱色2h后趁热过滤得到初步处理的餐厨废弃油脂；

(2)将步骤(1)所述初步处理的餐厨废弃油脂加热至70℃，并向其中加入过氧化氢，所述过氧化氢的加入量为所述初步处理的餐厨废弃油脂质量的 9.5％，反应30min后静置分层，去除下层溶液得到脱色餐厨废弃油脂；

(3)对所述脱色的餐厨废弃油脂进行精炼，得到餐厨废弃油脂基天然酯绝缘油。

对比例1

本对比例除了先进行步骤(2)中的氧化脱色，再进行步骤(1)中的脱色剂吸附脱色外，其他条件均与实施例5相同。

对比例2

本对比例除了步骤(1)中仅添加所述餐厨废弃油脂质量4.7％的活性炭，不添加活性白土外，其余条件均与实施例5相同。

对比例3

本对比例除了步骤(1)中仅添加所述餐厨废弃油脂质量4.7％的活性白土，不添加活性炭外，其余条件均与实施例5相同。

对比例4

本对比例除了步骤(2)中的过氧化氢替换为等质量的活性氧化铝外，其余条件均与实施例5相同。

对实施例1-5以及对比例1-4制备得到的餐厨废弃油脂基天然绝缘油进行色度测定，其结果如表1所示。

色度测试的方法为标准SH/T 0168-1992规定的方法，按照ASTM D6871对天然酯绝缘油色度的要求，该测试方法对应结果应≤7号。

表1

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。