廢白土的回收與利用

一、摘要

        利用強而有力的混合溶劑來萃取和處理廢白土,萃油後的廢白土調整其水分含量至10%。此回收白土再以脫酸大豆油測試其漂白力,結果顯示比新鮮白土的漂白力少50%。而餵食雞隻的實驗結果顯示,廢白土中的油脂被雞隻消化利用的還不錯。

二、介紹

        通常和食用油脂有關的單元操作包括去膠、脫酸、吸附性漂白和除臭。吸附性漂白的功能是在於去除脫酸油中的有色物質、殘餘的少量肥皂和不純物質。

        廢白土是利用過濾的方式從油中分離出來,這白土是一種大量的固體廢棄物。從過濾器移出的廢白土中含有20~35%重量百分比的油,漂白土的成本及其所吸附的油佔總精製成本很重要的部份,過去廢白土的正常處理方式為丟棄到垃圾掩埋場。

        然而這種丟棄的方式並不是沒有問題和顧慮的,因為廢白土中含有不飽和油,將迅速氧化到自燃點而產生臭味的問題及著火的危險,基於上述的原因許多國家已不再允許將廢白土丟棄在掩埋場或公共的處理場。處理這種廢棄物的理想方式有下列兩種:

        1. 找尋一種可以回收廢白土的方法

        2. 將廢棄物中所含油脂應用在家禽飼料中

三、廢白土的回收

        首先探討漂白土在正常的漂白試驗之後,是否仍能維持他的漂白力,正常的漂白試驗條件如下:溫度90℃、壓力20kPa和接觸時間20分鐘,在這些條件之下,Tonsil LEF80的漂白土以油重的2%添加於已精製的大豆油中充分攪拌,經過濾後所得之濾餅迅速利用索氏(Soxhlet)裝置,以三氯乙烯與酒精2比1的溶液萃取14小時,直到留在套管中的溶液呈無色,這回收的白土在100℃下去除溶劑,然後於80℃調整其水分含量到10%。

        這回收白土的漂白力再以脫酸大豆油進行漂白試驗並和新鮮的漂白土做比較,漂白試驗的條件如下:漂白土用量0.5%、溫度90℃、壓力20kPa以及接觸時間20分鐘。實驗結果顯示回收白土的漂白力和新鮮白土的漂白力相同,如表1。如於這些有助益的結果,使得用於脫酸大豆油的漂白土仍可被繼續的回收利用。

表1. Tonsil LEF80漂白土處理已精製過的大豆油後所得回收白土之漂白試驗

  脫酸大豆油
加0.5%白土
  原油 新鮮的 回收的
Tonsil LEF80 Tonsil LEF80
實驗編號

酸價(mg KOH/g)

氧化價(meq/kg)

磷含量(mg/kg)

Lovibond顏色測定

紅色值

黃色值

1

0.1

3.2

1.4

 

7.5

65

2.1

0.1

1.2

0.1

 

4.1

50

2.2

0.1

1.2

0.1

 

3.6

45

3.1

0.1

0.8

0.1

 

3.6

45

3.2

0.1

1.0

0.1

 

3.4

50

        使用鹼液精製處理過的大豆油(脫酸大豆油)與0.5%Tonsil LEF80漂白土在90℃和20kPa之下漂白,經20分鐘的接觸時間,然後過濾和萃取使用過的濾土如同先前實驗的方法而得回收白土。使用0.5%新鮮漂白土、0.5%回收白土以及0.5%回收白土和0.25%新鮮漂白土的混合,分別對脫酸大豆油做漂白試驗,其結果如表2,結果顯示回收白土的漂白力少於最初新鮮漂白土的漂白力約50%;若使用混合溶劑,如苯和酒精體積比為2比1以及氯仿和甲醇體積比為2比1,分別做廢白土回收試驗,最後得到和上述相似的結果。

表2. 新鮮白土、回收白土及其混合白土之漂白試驗

  脫酸大豆油
  原油 加漂白土
0.5%新鮮的Tonsil LEF80 0.5%回收的Tonsil LEF80 0.5%回收的Tonsil LEF80+0.25%新鮮的Tonsil LEF80
實驗編號

酸價(mg KOH/g)

氧化價(meq/kg)

Lovibond顏色測定

紅色值

黃色值

1

0.1

3.2

 

7.5

65

2.1

0.1

1.2

 

4.1

50

4

0.1

2.7

 

5.0

50

5

0.1

1.8

 

4.3

40

        結論:想要在漂白過程中達到和新鮮白土相同的漂白力,則需添加更多的混合白土,這混合白土是回收白土和新鮮白土所組成,由於必須使用額外的混合白土用量,因而造成更多油的損失,如此平衡了因使用便宜的回收白土所節省下來的費用,這使得廢白土的回收利用沒有經濟利益。

四、兩種廢白土餵食雞隻的可代謝能量

        如前面所說廢白土中含有20~35%的油,如果這些油能被用在家禽飼料中作為能量的來源,將會是很理想的應用。兩種廢白土經由餵食雞隻的試驗來測定其可代謝能量,而可代謝能量定義為:被動物消耗的飼料熱量減去排泄的糞便、尿和氣體產物的熱量,因氣體產物的熱量很小,通常將其忽略。

        大豆油廢白土和棕櫚油廢白土分別含有27.9%和24.2%石油醚-乙醚可萃取油,所使用的三種飼料配方如下:

        1. 標準飼料

        2.20%大豆油廢白土和80%標準飼料

        3.20%棕櫚油廢白土和80%標準飼料

        標準飼料的成份列於表3,每一配方餵食10隻15天大的雞,雞隻的重量分別在餵食的第一天和第二十天稱重,從第三天開始記錄攝食飼料的量以及糞便加尿液的量,測定的結果列於表4。

        結果顯示餵食棕櫚油廢白土的雞隻生長情形和餵食標準飼料的雞隻相同,但是餵食大豆油廢白土的雞隻其獲重情形則稍差。應該注意的是餵食大豆油廢白土的雞隻消耗更多的飼料及產生較多的糞便。

        存在於廢白土中的油,其平均可代謝能量經由飼料的消耗及排泄的熱量計算而得,如表5,結果顯示大豆油的能量稍微低於棕櫚油,最可能的原因是存在於大豆油中的聚合物無法被動物所消化,如表6。在荷蘭大豆油廢白土中高含量的聚合物受到高度關切,其飼料脂肪中聚合物最大充許量為3%。

        結論:每公斤食用油平均可代謝能量為3萬7千7百焦耳,而廢白土中的棕櫚油和大豆油的能量分別為3萬4千3百和3萬1千2百焦耳,仍是很好的能量來源。大豆油廢白土中高含量的聚合物,可能會阻礙工業界將其應用在動物飼料中。

表3. 標準飼料的成份

  百分比   百分比
玉米蛋白

小麥

大豆粉

魚粉

肉和骨頭碎片

草粉

31.5

12

25

10

5

5

乳清粉

發酵酵母

維生素B

維生素A,D,E,K

礦物質

大豆油

2

3

0.2

0.3

3

3

表4. 飼料中不同比例的白土對雞隻生長的影響

飼料 平均重量(g/隻) 平均獲重(g/隻) 平均飼料消費(g/隻/天) 乾的糞和尿(g/隻/天)
第1天 第20天
1. 標準飼料

2. 80%標準飼料+20%大豆油廢白土

3. 80%標準飼料+20%棕櫚油廢白土

372

358

351

1228

1145

1229

856

787

878

87

95

96

28

37

37

表5. 存在於廢白土中的大豆油和棕櫚油其平均可代謝能量

廢白土中可被石油醚萃取的油 平均可代謝能量(仟焦耳/公斤油)
大豆油廢白土

棕櫚油廢白土

31.2

34.3

表6. 利用石油醚(40~60℃)分別萃取大豆油和棕櫚油

廢白土所得油之碘價和聚合物含量

  從大豆油廢白土萃取的油 從棕櫚油廢白土萃取的油
碘價(Wijs)

聚合物含量(%)

108.2

17.3

52.1

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飼料營養雜誌(p.28∼32)─美國黃豆協會.江文德譯、九七年二期