廢食用油－生質材油 固體廢棄物分析 廚餘 - 堆肥 廢食用油－肥皂

廢食用油－肥皂

廚餘-堆肥

固體廢棄物分析

廢食用油－生質材油

老師：李 依 釗 老師 班級：四環三 A

組別：第 4 組

組長：陳樵諺 4970N064

組員：劉俊為 4970N002

陳佑為 4970N044

王彧宬 4970N021

廖偉志 4970N025

吳孟哲 4970N026

黃志豪 4970N001

肥皂－廢食用油

實驗原理：

皂化反應（Saponification）是鹼(通常為強鹼）催化下的酯被水解，而生 產出醇和羧酸鹽，尤指油脂的水解。僅限於油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合，得 到高級脂肪酸的鈉/鉀鹽和甘油的反應，反應式如下：

C¹⁷H³⁵COOH + NaOH C¹⁷H³⁵COONa + H²O 硬脂酸 氫氧化鈉 硬脂酸鈉鹽(鈉皂) 水 C¹⁷H³⁵COOH ＋ KOH C¹⁷H³⁵COOK ＋ H²O 硬脂酸 氫氧化鉀 硬脂酸鉀鹽(鉀皂) 水

器材：

1. 燒杯 2. 錐形瓶 3. 塑膠滴管 4. 秤藥勺 5. 秤紙 6. 量筒 7. 電子天秤 8. 濾網 9. NaOH 10. 二段水 11. 溫度計 12. 磁石

13. 加熱攪拌器

步驟 :

1. 先將回收的廢食用油用濾網過濾雜質。

2. 取 100ml 的二段水分別加入糖和鹽各一匙攪拌均勻。

3. 稱氫氧化鈉 45g 倒入水溶液裡，將氫氧化納完全混合至水溶液中。

4. 將 NaOH 水溶液倒入 270ml 濾好的廢食用油中。

5. 加入磁石並用攪拌器加熱 30 分鐘呈黏稠狀（看狀況）。

6. 倒入模型中，待一天冷卻後即為成品(如有浮油時需擦拭掉)。

結果 :

實驗討論 :

我們攪拌的時候可能是油的種類太多混再一起太雜了或者是炸過的東西不同，我 們加熱攪拌了很久還是沒有凝固，最後是變成稠稠的模樣而已，我們就把這稠稠 的東西給倒到模型裡面去了，看別組的有倒下去馬上就凝固的跟味增一樣變的超 級濃稠而我們的則比較稀，因為我們可能是沒有分解很完成所以才會那樣，不過 沒關西只是要放久一點。

廚餘-堆肥

實驗原理 :

家庭所產生的廚餘多半屬於植物類，所以只要把廚餘用土壤覆蓋在上面，就 會被廚餘裡的微生物分解，這樣所產生的土壤更富營養。在分解、發酵過程中，

水分、空氣與土壤所含的生物量會影響發酵的時間，所以適當的攪拌混合會減少 發酵的時間。

實驗儀器 :

1.塑膠桶 2.廚餘 3.紗網 4.膠帶 5.剪刀 6.鏟子 7.石頭

實驗步驟 :

步驟一：將一些平底的石頭放在桶子底部，再用紗網鋪蓋在上面。

步驟二：在紗網上面鋪蓋一層土壤，再加上一層收集來的廚餘。

步驟三：在廚餘上再鋪一層土壤，土壤上面再鋪一層廚餘，以此類推。

步驟四：最後一層要用土鋪到滿。

步驟五：再蓋上蓋子用膠帶密封好。

實驗結果 :

實驗討論 :

這個實驗要用到的廚餘非常之多，尤其是水分不能太多，我們在做這個實驗的困 難就是水分因為要把水分給排掉非常困難，雖然只是我們怕噁心所以比較難，但 整體來說還可以，主要是一層一層的來鋪設，很像在做醃製品一樣，所以很好完 成。

固體廢棄物分析

採樣分析：

當在處理某地區的廢棄物時，可先對此區的垃圾做分析，以便作為後續管 理、處理、處置之依據，需紀錄垃圾採樣地點、時間。

＊ 採樣地點：工程館 5 樓 社區垃圾

＊ 採樣時間：年代久遠…只記得 1 個禮拜

實驗流程：

採樣/粗破碎

秤重

廢棄物壓密

廢棄物-烘乾/分類

二次破碎／破碎機破碎

灰 分 發熱量

高溫灰化爐(800℃-3hr) 壓實→熱斷式熱量計(燃燒 30 分鐘)

紀錄/計算灰分 紀錄/計算發熱量

實驗一：四分法

實驗原理：

將收集回來的垃圾混合均勻，再分為四等分取其對角，重複此動作至垃圾 僅剩可放入 0.1 立方公尺為止，以確保收集回來的垃圾均勻的混合，也較具代表 性。

實驗器材：

1.剪刀 2.大鏟子 3.掃把 4.手套 5.帆布

實驗步驟：

步驟一：將取回的垃圾傾到於帆布上，去除原先廢棄物外頭的袋子

步驟二：將每樣垃圾分離開來，進行粗破碎(減一半)，再用鏟子混合均勻 步驟三：再分成四等分，取對角將

實驗結論:

在這邊不用剪太小塊大約長寬都 10 公分就好，垃圾混合時要混合均勻，這樣在 四分的時候才會分的好，物種才會平均。

實驗二：單位容積重

實驗原理：

單位容積重是用來表示垃圾壓密的一種方式，比較固定容積下，垃圾的重 量，即可瞭解垃圾之壓密程度，而單位容積重的定義可以每單位容積的物質重量 如 ton/m³或 kg/m³來表示。

實驗器材：

1.大鏟子 2.鐵箱 3.掃把 4.手套

實驗步驟：

步驟一：測量採樣箱的重量。

步驟二：將採集之廢棄物裝入內容積為 0.1m³，將垃圾填入採樣箱到八分滿後，

提離地 30cm 自由落下積實。

步驟三：再填滿廢棄物後，提離地 30cm 自由落下，重複三次，最後填滿採樣箱 稱重，即可得知廢棄物之單位容積密度。

步驟四：將裝好後的垃圾秤重。

實驗結果 :

廢棄物重：8 - 6 ＝ 2 kg

實驗結論 :

這個實驗的過程中把垃圾箱拿起來在放下這聲音非常之大，而且要連續 3 次，最後一次要把垃圾給放滿不然在摔的時候會降下去這樣就不會滿了這點要非 常注意，且不能擠壓。

實驗三：物理組成分析

實驗原理：

瞭解廢棄物之物理組成特性及可燃分不可燃分之比例，並推算垃圾中可資 源回收之項目與比例。並且分成濕基物理組成以及乾基物理組成。

實驗器材：

1.剪刀 2.大鏟子 3.掃把 4.手套 5.帆布 6.秤子

7. 垃圾袋 8.循環送風式烘箱 實驗步驟：

步驟一：測完單位容積重，將其中一組廢棄物樣品取至烘乾，另外一組廢棄物樣 品分類並個別秤其重量。

步驟二：將未烘乾之廢棄物樣品平舖於塑膠布上，依據紙類、木竹稻草類、廚餘 類、塑膠類、橡膠皮革類、及其他類等 11 類加以分類後稱重，各組成 重量所佔廢棄物乾重之百分率即為物理組成。

步驟三：將烘乾後之廢棄物樣品平舖於帆布上，依據紙類、木竹稻草類、廚餘類、

塑膠類、橡膠皮革類、及其他類等 11 類加以分類後稱重，各組成重量 所佔廢棄物乾重之百分率即為物理組成。

實驗四：水分、灰分

實驗原理:

水分：將分類完的廢棄物採樣完畢並一一稱重後再放置於循環送風式烘箱中，並 以 105℃烘乾至 72hr 後取出再次稱重，所失去的重量佔廢棄物重量的百 分率即為廢棄物之含水率。

灰分：把稱重完的樣品放置到坩堝中(大約八分滿)，並在高溫灰化爐中呆 3 小時 (條件：溫度已達到 800℃為準)，剩下的灰燼重量佔原樣品的重量百分率 即為原樣品的乾基灰分。

可燃分：(樣品總重量) － (水分 + 乾基灰分) 的重量可燃分。

實驗器材:

1. 坩堝 x6 個 2. 上皿天平 3. 勺子 x1 4. 高溫灰化爐 5. 循環送風式烘箱

實驗步驟:

水分

步驟一：把鐵箱中的垃圾裝成一包。

步驟二：再來放置在烘箱中以 105℃烘乾至 72hr。

步驟三：烘乾完後稱重一次。

步驟四：再來將垃圾分類完後還要一一各稱重並記錄。

灰分

步驟一：將坩鍋及坩鍋蓋洗乾淨後放入烘箱烘乾(一 小時)。

步驟二：然後記錄坩鍋上的編號並一一稱重。

(以便知道分類的種類放在哪一個裡頭) 步驟三：將破碎的不同種類的垃圾放置在坩鍋裡(約八分滿)。

步驟四：裝好之後再各別稱重一次並記錄。

步驟五：蓋上坩鍋蓋放入到高溫灰化爐中讓它灰化

(條件:溫度至 800℃並恆溫 3 小時) 步驟六：最後等其冷卻再來稱量

(約接近 100 度時就可量測，以免空氣中水氣再跑進去)。

實驗結果:

水分

( 烘乾前垃圾重 - 烘乾後垃圾重 ) /烘乾前垃圾重 = ( 2 - 1.9 ) / 2 x 100% = 5%

灰分

塑膠 橡膠 木材 紙類 坩鍋重 g 75.17 43.87 40.38 72.17 坩鍋+樣品 87.1 44.51 41.86 76.70 扣坩鍋重 g

(燃燒前) 11.93 0.64 1.48 4.53 坩鍋+樣口

(燃燒後)g 75.56 44.04 40.43 72.53 灰分 g 0.39 0.17 0.05 0.36 灰分(%) 3.27 26.56 3.38 7.95

實驗討論：

高溫灰化爐的時候把門關起來且人不要在裡面，因為不知道裡面是什麼成分 所以在燃燒同時也不知道會產生什麼氣體，盡量在外面通風處以免吸到毒氣，加 溫至 800℃後恆溫三小時，因為是夏天所以等快 10 小時…冷卻完畢約 100~199 度附近再來測定，還有在做絞碎的時候不要一次放太多要不然很容易卡住，要注 意的地方是一定要戴口罩否則粉末會被吸進肺裡面就像粉筆灰一樣所以一調要 戴好口罩。

廢食用油－生質材油

實驗原理：

轉酯化反應法（醇化），利用醇類(甲醇、乙醇)與廢棄油中的三酸甘油酯產 生化學反應，而生成脂肪酸甲基酯或脂肪酸乙基酯和甘油(glycerol)。

其反應是為：

CH²OCOR’’’ CH²O R’’’COOR

CH²OCOR’’ + 3ROH 催化(NaOH) CH²O + R’’COOR

CH²OCOR’ CH²O R’COOR

器材：

1. 燒杯５００ｍｌ 2. 錐形瓶５００ｍｌ 3. 塑膠滴管

4. 秤藥勺 5. 量筒 6. 秤紙 7. 濾網 8. 溫度計 9. 醋酸 10. NaOH 11. 電子天秤 12. 加熱攪拌器 13. 二段水 14. 磁石

步驟：

1. 150ml 甲醇+3g Na OH 混合備用。

2. 將廢棄食用油過濾 400ml 備用。

3. 取步驟一的甲醇溶液 80ml 與步驟二中的廢棄油加入 500ml 的堆型瓶中 4. 將步驟三中的混合液，以磁石熱攪拌至 60℃(不可超過此溫度)持續 30 分鐘

之後靜置一個小時，等待上下層分明。

5. 取出上層分離出來的油(黃色清澈)至錐型瓶中，繼續加熱至 60℃(不可超過 此溫度)後，再加入取步驟一的甲醇溶液 20ml 攪拌 30 分後，靜置一個小時 等上下層分離後，取出上層清澈的油。

6. 配置濃度 0.1%的醋酸備用。

7. 量測取出的上層液為多少毫升後，以油１，醋酸水４的比例相互混合後，加 熱攪拌 10 分鐘靜置 30 分鐘。

8. 待分層後取出上層液，並以二段水進行水洗(步驟等同酸洗過程)，水洗 2~3 次後，上層的油為乾淨的生質材油。

實驗結果：

實驗討論 ：

這生質材油真是花了我不少的心力，一開始前面的配置都還說滿順利的，用 醋酸水洗的時候發現原本乾淨的水都變得白白的感覺有很多雜質，最後還有二段 水洗了４次還５次的樣子，但在最後才發現我們等的時間不夠材油都還沒有完全 的油水分離我們就把他給倒了出來，最後是拿了分液漏斗慢慢的等才把材油給完 整的分離出來。

心得

四環三 A 4970N064 陳樵諺 這一段時間下來，我們做了肥皂、生質材油、廚餘堆肥跟廢棄物分析，一開 始的廢棄物分析再分類的時候真是有夠誇張，可能是第一次用吧感覺很特別，而 且也吸引真多目光且味道也超重的，分類完之後再進行粗破碎就是剪成大塊大塊 的，烘乾之後再細破碎剪成很小塊然後再用破碎機來磨成粉狀，然後各種分類的 都取一部分放進焚化機現在燒成灰分，然後再稱重量算出可燃跟不可燃。

肥皂方面很有趣，就把過濾過的油跟氫氧化鈉還加了點糖跟鹽混在一起後加 熱，不過我們這種的肥皂加熱都超過３０分鐘了還是不會變成黏稠狀還只是有點 稠稠的而已看別組都是一下子就變成跟味增似的，最後還是直接倒進模型裡面 了，不過最後有變成肥皂。

生質材油這個我覺得滿簡單只是要花很久的時間來去洗，一開始加熱完等了 一個小時就發現燒杯的底部沉澱的很多黑黑的雜質，把上面的油給倒了出來再用 醋酸洗之後再用水洗了好幾次才變成了很乾淨的油。

堆肥這個也滿好玩的，因為大家都怕去碰到所以現在哀嚎聲四起，一開始先 在桶子底部挖個洞不過事前已經有挖好的了，撿了些石頭放進去鋪上樹葉再加上 濾網然後把廚餘去掉水分再來就是想辦法給弄到桶子裡面去了，先是一層然後在 鋪上一層土一值重複，最後最上面那一層在鋪上大量的土就完成了。

四環三 A 4970N002 劉俊為 這次實驗一共做了 4 總實驗，有生質柴油、堆肥、肥皂、固體廢棄物分析，

生質柴油我們用的油是混和多天的學餐混和油，在做的時候由於油太雜太黑老師 說有可能會失敗但幸好到最後有提煉出來，裡面困難的是在洗油的時候，由於要 清洗多次且每洗一次就要等待一段時間重點是在到的時候要很仔細，不能把底層 液給倒了過去。

而我們肥皂和堆肥是裡面最簡單且花費時間是最少的，其中肥皂只需要把要 加的東西給加進去後就開始加熱使其皂化，我們這組皂化的速度非常慢等了許久 都感覺沒有很黏稠所以我們就直接倒入盒子，但沒關西只是他變成肥皂的時間會 變得比較長所以我們就放心了，而堆肥過程中有幾個問題要非常小心，就是廚餘 水分不能太多，否則可能會失敗，還有最後的時候要把土給填滿不能沒填滿完成 的時候蓋上蓋子用膠帶把他封起來這樣就好了。

固體廢棄物分析中收集垃圾、細破碎、灰份，這幾個過程中極為麻煩，收集 垃圾必頇一大袋否則會不夠，細破碎要先剪成細細的不能很粗然後再放進去破碎 機裡面把它弄成粉末，粉末非常之細所以要戴口罩下去操做否則會吸進肺裡面，

裡面最為麻煩的就是灰份，放進灰化爐裡面升溫到 800 度恆溫燒 3 小時之後開始 降溫，因為是夏天降溫速度非常的慢，那天我們等到了快 1 點真是非常的漫長，

不過可惜的是沒有做到熱量，因為儀器壞掉就沒有做到真的非常可惜，這短短的 半個學期讓我收益良多是一門很好的實驗課。

四環三 A 4970N025 廖偉志 這次上的固體廢棄物實驗，讓我們可以把理論上面的東西加以實用，雖然我 們這次操作的時間有點趕，但是我們每一個人都可以實實在在的學到我們該學的 知識，這次讓我印象最深刻的是做灰分那一天，因為我們從走上九點做到了凌晨 一點，真的讓我們大家累了一整天，但是我們可以理驗到如果未來真的要做有關 的工作，我們可能會一整天都被綁在實驗室裡面，我想那應該會很累吧，希望以 後實驗課可以把課程排的更完整，這樣才不會有很趕的感覺。

四環三 A 4970N044 陳祐為 這次的廢棄物實驗應該是這 3 年以來最辛苦的實驗課吧，從最一開始收集分 類垃圾，破碎、細粉碎送進加熱烘箱加熱，每個實驗步驟都是浩大工程，雖然過 程有點辛苦，但完成的時候又有點成就感。還有柴油的製作、肥皂還有堆肥每個 實驗過程都不輕鬆但是我們都有親手下去實作，以後工作需要我們印象就會比別 人更深。實驗結束後我真的體會到平時幫我們打掃環境、清理垃圾的人員們有多 辛苦，下次看到他們應該懷著感恩的心，有他們我們的環境才有這麼美好，謝謝 你們!

四環三 A 4970N026 吳孟哲 這一段時間下來，我們做了肥皂、生質材油、廚餘堆肥跟廢棄物分析，一開 始的廢棄物分析再分類的時候真是有夠誇張，可能也吸引真多目光且味道也超重 的，分類完之後再進行初破碎就是剪成大塊的在進行分類，烘乾之後再破碎剪成 很小塊然後再用破碎機來磨成粉狀，然後各種分類的都取一部分放進焚化機現在 燒成灰分，然後再稱重量算出可燃跟不可燃。

肥皂方面很有趣，就把過濾過的油跟氫氧化鈉還加了點糖跟鹽混在一起後加 熱，不過我們這組的混合品加熱都快一個小時了還是不會變成黏稠狀還只是有點 稠稠的而已看別組都是一下子就變成跟味增似的，似乎是油質的關係，最後還是 直接倒進模型裡面了，不過最後有變成肥皂。

生質材油步驟滿簡單只是要花很久的時間去洗，一開始加熱完等了一個小時 就發現燒杯的底部沉澱的很多黑黑的雜質，把上面的油給倒了出來再用醋酸洗之 後再用水洗了好幾次才變成了很乾淨的油。

堆肥實驗滿好玩的也很實用，因為大家一開始都怕直接接觸到所以現在哀嚎 聲四起，一開始先在桶子底部挖個洞不過事前已經有挖好的了，撿了些石頭放進 去鋪上樹葉再加上濾網然後把廚餘去掉水分再來就是想辦法給弄到桶子裡面去 了，先是一層然後在鋪上一層土一值重複，最後最上面那一層在鋪上大量的土就 完成了。

四環三 A 王彧宸 4970N021 堆肥，一項讓我覺得非常浩大工程的實驗，中午去學餐吃完飯就開始收集廚 餘，回到實驗是又因為廚餘不足，來回跑學餐，收集好的廚餘要先瀝乾，這部份 讓我們吃完的午餐都想吐出來，那味道無法形容阿 ! 哈哈哈 ! 然後準備桶子、

石塊、濾網、土瀝乾廚餘，以一層一層來完成堆肥做業。

粗破碎的實驗讓我們了解到每一位資源源回收人得辛苦以及環境保護人的 心，尤其當我們拿起今日所有學校以及住家的垃圾那種滋味，真的真的是很難受 的。

粗破碎:要將所有收集好的垃圾一個一個的剪碎，大太陽底下的垃圾其實酸得很 快，我們也細心的快速做完，之後要分成對角四份，再娶兩份做統計，分裝好一 帶要烘乾，另一則是分類，我們的分類有：木竹類、塑膠類、紙類、鐵類、鋁類、

廚餘，之後做記錄。

灰分:非常久的實驗!早上九點開始分類細破碎好的灰分，並分在坩鍋裡然後再 烘箱裡必頇等到 800 度，一等就是到了中午，然後要持續三小時，過程中我跑去 打球…一直到了晚上，跑步等等…到了 12:30 才終於結束，的一次遇到這麼耗時 的實驗，記憶非常之可貴。熱卡計因為故障就沒有做了!好可惜…

四環三 A 黃志豪 4970N001 這學期的這門課真的讓我感受到了”環境工程系”真正的實質感覺，常常跟 朋友們在那閒聊哈拉，說我們這個系喔就是在撿垃圾的啦，果然這次真的撿垃圾 了，不只撿垃圾還要很細部的去分類它們，破碎、烘乾阿等等的也是超級的耗時，

不過其實都還蠻 OK 的，只有在堆肥那的部分真的是無法忍受，太噁心又太難聞 了，每個人做到這個部分時都想躲得遠遠的，但依舊還是得硬著頭皮上，半個學 期的實驗過程整個組員的互動很多，老師很要求團隊性所以大家一定都得出席，

也得幫上一分力整個感覺就比起其他的實驗課好上很多。