地溝油含油量快速測定方法的探討與研究

李月中，韓 穎，張懷玉，董明珠，張 焦，徐光華

（江蘇維爾利環保科技股份有限公司，江蘇 常州 213125）

目前，地溝油在工業用油脂產品的生產中已有應用，如作為原料生產的生物柴油、肥皂洗滌劑等［1］。然而，不論是作為食品安全控制的一種手段，還是工業生成原料檢測與控制的方法，由于地溝油成分的復雜性，如何從源頭快速檢測地溝油成為急需解決的一大技術難題。根據地溝油的特征成分，檢測方法主要有水分含量測定法、酸價測定法、膽固醇含量測定法、近紅外光譜法［2］、電導率與極性物質測定法、重金屬含量測定法、微庫倫法［3］等。由于地溝油的收集點相對較分散，如何利用簡易的手段及設備快速測定其中的含油率就成為地溝油資源化再利用行業的一個瓶頸。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

所用原料為常州市武進區雪堰鎮某飯店產生的地溝油。

1.2 實驗儀器及裝置

主要包括攪拌器、全層取樣器、料理機、恒溫水浴鍋、離心機、蠕動泵、電磁爐、分樣篩、分析天平、抽油煙機等。

1.3 分析方法

分別采用離心法、加熱法、國標法對地溝油進行含油率測定。

離心法考證不同轉速下的含油率分析結果與國標法含油率分析結果進行對比，本實驗共采用11組數據；離心法與加熱法對含油率的分析結果與國標法含油率分析結果的對比共采用9組數據。

離心法具體操作為：將地溝油用混合器混合均勻并制成料漿，取一定量的地溝油混合樣分別裝入4支離心管中對樣品進行高速離心，離心后用蠕動泵抽取分層后的油，最后采用重量法對含油量進行稱量并計算，4支離心管的含油量加權平均的計算值即為當次分析數值。本實驗中離心轉速分別選取3 000、6 000 r/min。

加熱法具體操作為：將樣品放入不銹鋼器皿內，稱量后用電磁爐加熱，同時開啟油煙機，直至樣品停止沸騰時加熱終止，冷卻后稱量，再經分樣篩分選，對分選后的固體、液體分別稱量，該方法可一次測得含水率、含油率及含渣率3個指標。

國標法含油率［4-7］的測定方法是基于GB/T 260—1977石油產品水分測定法，將一定量的樣品稱量后置于蒸餾瓶中，高溫蒸餾，對接收瓶內的餾出液進行稱量，測出含水率。再將樣品用丙酮萃取過濾后在120℃條件下烘干30 min，測得雜質含量。樣品總量分別減去含水率、雜質含量后與總質量的質量比即為含油率。

2 結果與討論

2.1 離心法與國標法對比

分別用3 000、6 000 r/min的離心速度對毛油進行含油率的分析，離心時間為10 min。同時用國標法進行對比，本次對比共分析11組數據，其結果見圖1。

由圖1可知，采用穩健統計法對11組數據進行分析，離心速度為3 000 r/min時的含油率中位值為34.19%，極差為1.74%，平均值為34.21%；離心速度為6 000 r/min時的含油率中位值為34.62%，極差為2.08%，平均值為34.52%；采用國標法測定時，中位值為34.80%，極差為1.99%，平均值為34.64%。

通過中位值的分析發現，6 000 r/min離心法測定的中位值與國標法測的中位值差為0.18%，而3 000 r/min離心法測定的含油率中位值與國標法測定的含油率中位值差為0.61%，6 000 r/min的離心法測得含油率數值更接近國標法測定結果。

通過平均值的分析發現，6 000 r/min離心法測定的平均值與國標法測的平均值差為0.13%，而3 000 r/min離心法測定的含油率平均值與國標法測定的含油率平均值差為0.44%，同樣可得到當離心速度為6 000 r/min時，對地溝油的分析測試結果更接近國標法的結論。

由圖2可知，當離心速度為3 000 r/min時的地溝油測試結果與國標法對比時，其偏離值超過2%的有4個，平均偏差值為1.32%。當離心速度為6 000 r/min時的地溝油測試結果與國標法對比時，其偏離值均低于1%，平均偏差值為0.35%。

在地溝油含油率分析中，6 000 r/min的離心法測試結果更接近國標法。

2.2 離心法與國標法偏離值對比

將前11組數據中3 000、6 000 r/min離心法測出的地溝油含油率數值分別與國標法測得含油率數值進行偏離分析，其結果見圖2。

2.3 離心法、加熱法與國標法對比

本次對比實驗過程中離心法的轉速設定為6 000 r/min，在此條件下對地溝油含油率的分析結果與加熱法、國標法進行對比，結果見圖3。

由圖3可知，離心法測定地溝油的含油率中位值為39.65%，極差為2.55%，平均值為39.39%；采用加熱法時中位值為39.79%，極差為3.36%，平均值為39.57%；采用國標法時中位值為39.82%，極差為3.6%，平均值為39.66%；

通過中位值的分析發現，離心法測定的中位值與國標法測的中位值差為0.17%，而加熱法測定的含油率中位值與國標法測定的含油率中位值差為0.03%，加熱法測得含油率數值更接近國標法測定結果。

通過平均值的分析發現，離心法測定的平均值與國標法測的平均值差為0.27%，而加熱法測定的含油率平均值與國標法測定的含油率平均值差為0.07%，同樣可得到加熱法對地溝油的分析測試結果更接近國標法的結論。

2.4 離心法、加熱法與國標法偏離值對比

將前9組數據中離心法、加熱法測出的地溝油含油率數值分別與國標法測得含油率數值進行偏離分析，其結果見圖4。

由圖4可知，離心法對地溝油測試結果與國標法對比時，其偏離值超過2%的有1個，平均偏差值為0.67%。加熱法對地溝油測試結果與國標法對比時，其偏離值均低于0.5%，平均偏差值為0.23%。

在地溝油含油率分析中，加熱法的測試結果更接近國標法。

2.5 離心法、加熱法與國標法分析時間對比

使用離心法時，樣品機械攪拌耗時約5 min，樣品高速離心耗時12 min，離心后靜置8 min，精密蠕動泵抽取下層油脂耗時約2 min，計量、稱量及其余實驗步驟耗時約3 min，整個實驗過程耗時約30 min。

使用加熱法時，樣品加熱耗時約15min，樣品冷卻耗時約8 min，樣品經不銹鋼篩網分篩處理耗時約2 min，計量、稱量及其余實驗步驟耗時約3 min，整個實驗過程耗時約28 min。

使用國標法時，蒸餾耗時約60 min，當地溝油含其他雜質量較高時，耗時在60 min以上，雜質萃取、加熱及冷卻耗時約50 min，計量、稱量及其余實驗步驟耗時約3 min，整個實驗過程耗時約113 min。

2.6 加熱法分析數據穩健性分析

對加熱法的分析數據進行穩健性分析，采用國際通用的Z比分數法。該統計方法使用中位數估計樣本總體均值、標準化四分位距（IQR，Interquartile range），以及Z比分數的大小進行總體評價。

經計算，該組數據的中位數為39.79%，低四分位數與高四分位數差值為-0.93。標準化四分位間距NIQR按照以下公式計算：

得出NIQR為-0.689，標準四分位間距除以中位值得出其穩健變異系數為-0.017 3，根據穩健Z比分數公式計算：

得出本次的9組數據中的Z值分布如下所示：

|Z|≤1的有6個，1≤|Z|≤2的有2個，|Z|≥3的有1個。

由上述分析得出采用加熱法分析地溝油含油率時，實驗結果僅1個離群值，實驗數據穩健可靠。

3 結論

1） 在對飯店產生的地溝油的快速分析方法中，就與國標法的比較結果而言，離心轉速6 000 r/min優于3 000 r/min，加熱法優于6 000 r/min離心法。

2）在對飯店產生的地溝油的分析方法中，同樣的樣品量，就測試時間而言，離心法比國標法快，加熱法比離心法快。

3）就分析數據穩健可靠性而言，加熱法分析結果可靠程度較高。

4）就分析條件而言，國標法需要整套蒸餾裝置、萃取裝置，同時還需用到危險化學品丙酮。離心法需要用到高精度高轉速離心機，同時需要用精密蠕動泵。加熱法僅需電磁爐、不銹鋼器皿、不銹鋼篩子。三者均需要使用天平。

5）冬季寒冷天氣，國標法、離心法均需用水浴鍋先對樣品進行加熱，而加熱法則不需要。

6）當現場無實驗條件或實驗條件簡陋時，即便是在冬季地溝油易凝固時間段，采用加熱法可短時間內分析出其含油量，且精確度基本等同于國標法。

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