油脂精煉工藝與裝備脫色ppt課件

1、第四章 脫色 1. 基本概念 純凈的甘三酯在呈液態(tài)時無色，呈固態(tài)時為白色 常見的各種油脂都帶有不同的顏色 有些是在油料貯藏、制油、加工等過程中產(chǎn)生的色素 有些是天然色素 主要分為：有機(jī)色素、有機(jī)降解物、色原體三類 大部分色素?zé)o毒 色素的影響 影響油脂的外觀質(zhì)量(消費(fèi)性)、使用性能及深度加工(專用油等) 影響油脂的食用安全性(多環(huán)芳烴、真菌毒素、農(nóng)藥殘留、金屬離子等) 影響油脂的貯藏穩(wěn)定性(葉綠素、金屬離子等) 我國的傳統(tǒng)習(xí)慣 吃有色油，對普通食用油可保留一定顏色 生產(chǎn)高品質(zhì)油脂 一定需要進(jìn)行脫色處理,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,1,油脂中的色素 有機(jī)色素 類胡蘿卜素(紅色、橙色)、葉紅素

2、(紅色)、葉黃素(黃色)、葉綠素(綠色、紅色)、棉酚(深褐色)、鐵鹽(深棕色)等 有機(jī)降價物：磷脂、蛋白質(zhì)、糖類等膠質(zhì)的水解、結(jié)合產(chǎn)物(棕褐色) 色原體：色原體本身無色 但經(jīng)氧化或受某些試劑的作用：呈現(xiàn)鮮亮的顏色 1.1.植物油中主要的天然色素 油料中所含的色素在制油過程：溶解遷移到油脂相 葉紅素(烴類的類胡蘿卜素)(-胡蘿卜素80%) (抗光敏氧化) 高度不飽和，較油脂更易氧化，保護(hù)油脂 但氧化到一定程度后，成為氧的載體，促進(jìn)氧化 葉黃素(醇類的類胡蘿卜素)：-胡蘿卜素、-胡蘿卜素的二羥基衍生物 葉綠素 綠色光敏物質(zhì)(光敏氧化) 抗氧化劑對油脂的光敏氧化反應(yīng)無法終止 植物油中主要天然色素的含

3、量：ppm、ppb,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,2,葉紅素 植物油脂中常見的是-胡蘿卜素，含量視油脂的品種而異 棕櫚油中：-胡蘿卜素、-胡蘿卜素含量高達(dá)0.1% 棕櫚油呈棕紅色 葉黃素 烴類的類胡蘿卜素的羥基衍生物 常見的是葉黃素 -胡蘿卜素的二羥基衍生物 常和葉綠素同存在于植物中 葉綠素 某些油脂 橄欖油、青皮大豆油、亞麻籽油、菜籽油 含有一定的葉綠素或脫鎂葉綠素而呈暗綠色或深綠色 油脂中 a型葉綠素約占75%，容易脫鎂 油脂中b型葉綠素約占25%，不易脫鎂,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,3,葉黃素 主要成分：葉黃素 葉黃素：-胡蘿卜素的二羥基衍生物,葉紅素 主要成分：-胡蘿卜素

4、植物油脂中：-胡蘿卜素約占85,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,4,植物油脂中： a型葉綠素約占75% 容易脫鎂 植物油脂中：b型葉綠素約占25% 不易脫鎂,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,5,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,6,1.2.植物油中的加工色素 油脂生產(chǎn)(儲運(yùn)、加工)中新生成的色素 用普通的吸附劑對其脫色無效 葉綠素受高溫作用轉(zhuǎn)變成葉綠素紅色變體 游離脂肪酸與鐵離子作用生成深色的鐵皂 糖類的焦化，色原體氧化后呈現(xiàn)出顏色等 霉變、蛋白質(zhì)、磷脂等有機(jī)降解產(chǎn)物 蛋白質(zhì)分解為氨基酸，多糖分解為單糖，經(jīng)過一系列反應(yīng)(美拉德反應(yīng))而生成的色素 蛋白質(zhì)、糖類降解后生成新的結(jié)合物(如胺基糖等

5、)是一種棕黑色色素 油脂及類脂物(如磷脂、棉酚)氧化、異構(gòu)化產(chǎn)物 在制油過程中應(yīng)避免形成新色素,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,7,1.3.食用油的脫色 吸附脫色 在一定條件下：某些物質(zhì)(如膨潤土、凹凸棒土、活性炭等)對色素和其他雜質(zhì)具有較強(qiáng)的選擇性吸附作用，從而達(dá)到脫色、除雜的目的 如其稱為“脫色”，不如稱為“吸附”更恰當(dāng) 油脂吸附脫色：是最昂貴的一道精煉工序 1200噸/日大豆油精煉廠 年損失約1000萬元 白土的成本：白土用量0.51.5% 白土吸附的油損耗：廢白土帶油2050% 廢白土的處理：無法生物降解，需深埋處理 熱脫色：高溫裂解(如脫臭時的脫色) 1.4.非食用油的脫色 光脫色

6、(光氧化分解) 化學(xué)試劑脫色(如H2O2，Na2SO3等,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,8,1.5.脫色效果的評定 評定原則 脫色效果的評定 脫色油的色度標(biāo)準(zhǔn)的制定：應(yīng)根據(jù)油脂的種類、毛油的質(zhì)量、精煉油用途等的不同，力求在最高的除雜效果、最低的油損耗前提下，油脂“色澤及品質(zhì)”得到最大程度上的改善 脫色效果的指標(biāo) 成品油的色值、脫色率、油脂吸附量、殘磷量、殘皂量、過氧化值、殘留農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、微量金屬、真菌毒素等 羅維朋(Lovibond)色度計法 淺色油脂 分光光度計法 深色毛油,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,9,調(diào)節(jié)黃色和紅色色階的玻璃片 與油樣比較 二者色澤相當(dāng)時 黃、紅玻璃片上的

7、數(shù)字 即為該油脂的羅維朋值 即為該油脂的色澤,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,10,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,11,葉綠素a或葉綠素b在可見光譜區(qū)有很強(qiáng)的吸收帶 最高吸收率的位置 葉綠素b在460nm，葉綠素a在680nm,葉綠素b,葉綠素a,胡羅卜素 葉紅素,葉黃素,藻紅蛋白,藻青蛋白,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,12,2.吸附脫色 2.1.吸附脫色的作用和目的 2.1.1.吸附脫色的作用 部分脫除：油脂中的色素 主要除去 葉綠素、新生色素(即加工過程中形成的色素) 天然狀態(tài)存在的色素-類胡蘿卜素 在脫臭時，熱裂解(熱脫色)可有效脫除 部分脫除：臭味物質(zhì) 完全除去：油脂氧化產(chǎn)

8、物 最大限度除去：微量金屬、多環(huán)芳烴、有毒物質(zhì)、殘留農(nóng)藥等 最大限度除去：微量膠質(zhì)、皂粒、及其它皂化物質(zhì)等 成品油回?zé)?盡管油色很淺，但脫色仍然是必不可少的工序,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,13,2.1.2.吸附脫色的目的 改善油脂色澤：一般消費(fèi)者喜歡色澤淺的油脂產(chǎn)品 油脂產(chǎn)品質(zhì)量：達(dá)到不同產(chǎn)品等級的要求 脫色工序大大改善了：油脂的氧化穩(wěn)定性 脫色：脫臭前的標(biāo)準(zhǔn)化工序 脫色工序?qū)γ摮羰种匾?油脂在接受高溫處理前：雜質(zhì)脫除的最后一關(guān) 脫色：力求最低的油脂損耗，最低的有害副反應(yīng) 脫色后的油脂在色澤上有所改善即可 而并非理論上的脫盡油中所有色素 有時甚至主要不是為了去除色素，而是要脫除色素以

9、外的其它雜質(zhì) 為下一步脫臭工序提供合格的原料油 全精煉油：脫色工序不可以省略 即使毛油色澤很淺，也需要脫色 否則，全精煉后，油脂的風(fēng)味劣化 色澤事小，風(fēng)味事大 精煉過程中的各單元都有不同程度的脫色作用,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,14,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,15,一般將“吸附”定義為 氣體或液相中的物質(zhì)優(yōu)先分配在固體物質(zhì)的表面上 吸附相是吸附劑，在吸附劑表面被富集或吸附的是吸附質(zhì) 把“吸附”定義為 一種物質(zhì)在固體或液體表面的局部濃度比在整體中濃度增大的現(xiàn)象 因此，吸附是溶質(zhì)在界面上的“濃縮現(xiàn)象” 油脂精煉加工中專用的“吸附”定義 吸附劑表面對油溶性雜質(zhì)的吸附 這一定義用于油脂

10、脫色時變得更全面些；即吸附是 油脂通過物理和化學(xué)的相互作用，使其中的污染物富集在吸附劑上，并在后續(xù)工藝操作前除去污染物，由此改善油脂的質(zhì)量 在油脂吸附中 為獲得最大吸附量，并使催化有害副反應(yīng)最?。豢刂撇僮鲿r間非常重要 有害副反應(yīng)：油脂水解、氧化、異構(gòu)化、聚合，類胡蘿卜素?zé)岱纸?油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,16,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,17,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,18,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,19,吸附脫色 傳統(tǒng)上是指用粉末狀白土處理油脂，降低其中色素(主要是各種脫鎂葉綠素和類胡蘿卜素)水平的工藝 白土與油加熱混合脫色濾除得到更透明、色澤更淺、更穩(wěn)定的油，大

11、豆油還會更加可口 吸附凈化 白土還與油中的： 皂粒、磷脂、過氧化物、游離脂肪酸等其他非色素組分：存在著相互作用 其相互作用過程與色澤降低的過程同樣重要 吸附、吸收 吸收不同于吸附 吸收：是將物質(zhì)填充在顆粒之間和顆粒內(nèi)部的空隙之中 即物質(zhì)在吸附劑內(nèi)部或粒子之間的三維空間中的填充 吸附：是純粹的表面現(xiàn)象,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,20,2.2.吸附脫色的原理 主要是利用某些對色素有強(qiáng)選擇性作用的物質(zhì)(吸附劑)；吸附除去油脂內(nèi)色素及其它雜質(zhì)的方法 主要吸附劑 活性白土、活性炭、凹凸棒土等 2.2.1.固液界面的吸附 不溶性固體與液體接觸，溶液中某些組分會在固體表面富集 固體在溶液中的的吸附作

12、用 吸附作用是由于固體表面物理引力(如范德華引力)作用的結(jié)果 吸附平衡是動態(tài)平衡 平衡時，溶質(zhì)在固體中的濃度稱為平衡吸附量(表觀吸附量) 平衡吸附量(吸附極限) 對吸附設(shè)計、操作、過程控制具有重要的意義,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,21,2.2.2.影響吸附的因素 溶質(zhì)分子以分子狀態(tài)吸附時的規(guī)律 特勞貝規(guī)則 稀溶液中 固液界面自由能降低越多溶質(zhì)吸附量越大 吸附與溶解是相反的過程 溶解度越小越容易被吸附 吸附是放熱過程 溫度升高一般對吸附不利 極性吸附劑容易吸附極性強(qiáng)的溶質(zhì) 反之亦然 非極性吸附劑容易吸附非極性強(qiáng)的溶質(zhì),油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,22,2.2.3.吸附脫色基礎(chǔ) 2.

13、2.3.1.吸附劑的表面現(xiàn)象 主要作用：吸附作用 選擇性吸附：對于某些雜質(zhì)有特殊的吸附作用 活性白土 晶格帶負(fù)電，固體酸、陽離子交換劑、酸性催化劑、助濾劑 陽離子和極性物質(zhì)易被吸附，非極性物質(zhì)吸附能力相對較弱 活性炭：對多環(huán)芳烴(PAH)和其他大分子多環(huán)物具有較強(qiáng)的吸附能力 次要作用：水解、熱催化氧化、離子交換 2.2.3.2.吸附劑表面的吸附 物理吸附(非選擇性吸附) 靠吸附劑和色素分子間的范德華引力，達(dá)到平衡很快，放熱很少 不需要活化能，無選擇性；低溫(100)以單分子層化學(xué)吸附為主,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,23,吸附工藝是用兩種吸附方式把污染物吸引和吸附在吸附劑的表面 物理吸附

14、：通過相應(yīng)的物固體表面物理引力 (如范德華引力) 或吸附劑的分子篩特性，將污染物黏附到吸附劑上；相對來說，物理吸附的分子，受極化作用的力(如范德華引力)控制，電子結(jié)構(gòu)不發(fā)生任何重要變化 化學(xué)吸附：通過離子鍵(可逆)或共價鍵(不可逆)把污染物直接結(jié)合到吸附劑的表面；只要污染物分子與吸附劑表面之間發(fā)生了某種電子交換，就可基本上認(rèn)為該污染物發(fā)生了化學(xué)吸附 精煉過程中的脫色條件 有利于化學(xué)吸附，隨著脫色的進(jìn)行，污染物從高濃度變成較低濃度，溫度從低溫(100)變成較高溫；逐漸：化學(xué)吸附物理吸附 脫色溫度100，吸附劑的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)聯(lián)合作用，使得初級反應(yīng)和次級副反應(yīng)增多，強(qiáng)化了吸附過程；化學(xué)吸附物理

15、吸附 共價鍵結(jié)合的污染物，如：胡蘿卜素和氫過氧化物一旦吸附在脫色白土上，就趨向于進(jìn)行催化氧化，形成二級氧化產(chǎn)物(如：醛、酮) 此吸附不可逆 離子鍵結(jié)合的污染物(包括：皂、葉綠素、磷脂和微量金屬) 可吸附，也可解吸，且分子結(jié)構(gòu)不發(fā)生降解,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,24,2.2.3.3.等溫吸附經(jīng)驗公式(吸附平衡) 待脫色油中 雜質(zhì)含量在極小 (ppm/ppb數(shù)量級)時：可視作稀溶液 在稀溶液中，吸附達(dá)平衡時 平衡吸附量：是溫度和油相中雜質(zhì)殘留濃度的函數(shù)X/m =f(c，T) 一定溫度下 吸附量只與雜質(zhì)平衡濃度有關(guān) X/m =f(c) 等溫吸附方程反映了平衡吸附量與平衡濃度的關(guān)系 X/m=

16、KC1/n lg(X/m)=lgK+(1/n)lgC 其中：X 已被吸附的吸附質(zhì)(吸附組分)的量(mg) m 吸附劑的量(g) C 在吸附平衡狀態(tài)時，溶液中吸附質(zhì)的殘留濃度(mg/L) 在吸附平衡狀態(tài)時，色素在油中的殘留濃度(mg/g油) 常用：羅維朋比色的紅值表示；或采用：吸光率、色素濃度 K 吸附常數(shù) n 吸附特點常數(shù)，一般為0.44 通過實驗求出n與K的值,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,25,典型脫色吸附等溫線,X/m：吸附劑濃度 K： 吸附劑的活性或吸附劑的脫色能力 吸附劑的活性活性度愈高K值愈大 吸附劑用量愈少 1/n： 吸附劑本身的吸附情況的特性 決定吸附劑能力發(fā)揮最大能力的范

17、圍，與吸附劑的脫色持久力有關(guān) 1/n越大初始脫色能力強(qiáng) 脫色持久能力不足,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,26,不同特性白土的理論脫色曲線 一般情況下 都要求K值大的吸附劑 K值：白土B白土A 白土B：K值大的吸附劑符合要求 在不降低K值的情況下 1/n值愈大愈好 單位色度2.1：白土B優(yōu)于白土C K：吸附劑的吸附脫色能力 1/n：吸附劑本身的吸附特性 1/n越大 初始脫色能力強(qiáng) 脫色持久能力不足,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,27,K：吸附劑的吸附脫色能力 如果兩種吸附劑具有不同的吸附容量K，即K1K2， 那么用同樣吸附方式吸附(n相同)，需要的吸附劑相對用量將與K值成反比 1/n：吸

18、附劑本身吸附特性 一個高1/n值的吸附劑在初期可相對有效綁定油中色素 但是在油色淺至一定程度時就相對無效了(脫色持久能力不足) 在不減小K值的情況下，高1/n值是所期望的 K值和1/n值：均隨工藝條件的變化而變化 包括：吸附劑種類、溫度、水分含量、油脂來源、其它微量油溶性成分、脫色工藝,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,28,2.2.4.吸附速率 吸附速率受最慢速的步驟控制 (1)外部擴(kuò)散 吸附劑周圍液相中的組分?jǐn)U散穿過液膜到達(dá)固體表面 (2)內(nèi)部擴(kuò)散 組分從固體表面進(jìn)入其微孔道，在微孔道的液相中擴(kuò)散到微孔表面 (3)吸附 擴(kuò)散到微孔表面的組分分子被固體所吸附，完成吸附 (4)脫附 已被吸附的

19、組分分子，部分脫附，離開微孔道表面 (5)內(nèi)部反擴(kuò)散 脫附的組分分子從孔道內(nèi)液相擴(kuò)散到吸附劑外表面 (6)外部反擴(kuò)散 組分分子從外表面反擴(kuò)散穿過液膜，進(jìn)入外界周圍的液體中 吸附與脫附這兩步的速度遠(yuǎn)比外部擴(kuò)散與內(nèi)部擴(kuò)散為快 因此，通常影響吸附過程總速度的是外部擴(kuò)散與內(nèi)部擴(kuò)散速度,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,29,1)外部擴(kuò)散(2)內(nèi)部擴(kuò)散(3)吸附(4)脫附(5)內(nèi)部反擴(kuò)散(6)外部反擴(kuò)散,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,30,2.3 脫色與其它精煉工序的關(guān)系 油中色素的脫除貫穿于整個精煉過程 脫膠、堿煉、脫臭工序都有脫色作用 油中色素的脫除并不全靠脫色工序；葉綠素除外,葉綠素的脫除,各

20、工序的脫色,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,31,脫色與脫酸的關(guān)系,游離脂肪酸覆蓋了白土表面的吸附點，對白土脫色力有一定影響,酸值對脫色油脂的影響,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,32,脫臭時：高溫裂解色素 特別是類胡蘿卜素，分解成小分子物質(zhì)，可揮發(fā)除去 減少了脫色工段脫去大量色素的必要性 脫臭不當(dāng) 會產(chǎn)生：新色素、色素固定 新色素、色素固定：難以脫去,脫臭對色素的降解,脫色與脫臭關(guān)系,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,33,油脂脫色并非理論上的脫去所有色素 而是為了獲得油脂色澤改善 為油脂脫臭工序提供合格的原料油 用白土脫色作為脫臭的前置工序是很有必要的 它起到了最后脫除 微量金屬、殘留

21、農(nóng)藥、過氧化物、磷脂、皂等的作用 確保有礙于高溫水蒸汽蒸餾的雜質(zhì)除凈 一般有經(jīng)驗的精煉工作人員 在脫臭后，油脂的質(zhì)量達(dá)不到要求時 需回?zé)捯彩菑拿撋ば蜷_始 并不管油脂色澤是否合格,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,34,2.4.吸附劑 2.4.1.吸附劑的種類 1)天然漂土(膨潤土、蒙脫土) 主要組分Al4Si8O20(OH)4(nH2O) 還混有少量Ca、Mg、Fe、Na、K等成分 pH=68；天然漂土(未活化的土)仍在使用 但對于顏色較深或較難處理的油脂，因其脫色系數(shù)較低，吸油率較高，逐漸為活性白土所代替 2)活性白土(酸性白土) 以膨潤土為原料，經(jīng)處理加工生產(chǎn)的活性較高的一種吸附劑產(chǎn)品

22、油脂脫色工藝中應(yīng)用最廣泛：比表面積較大，活性高，脫色能力高 活性白土加工：開礦粗碎酸活化水洗干燥碾磨過篩等工序 pH=2.55.5，呈酸性，故又稱酸性白土；但脫色油的酸值稍有升高 酸性白土發(fā)揮最佳性能的溫度范圍(100106) 酸活性白土對油色的脫除效率是天然漂土的1.52.0倍 吸油率較低，脫色油呈白土味，需脫臭工序進(jìn)行后處理加工,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,35,GB 25571-2011 活性白土,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,36,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,37,3)凹凸棒土 是一種富鎂纖維狀礦物，分子式： (Mg，Al)2 Si4O10(OH)(4H2O) 主要成分

23、為二氧化硅(SiO2) 脫色效果較好，對磷脂、皂(及其結(jié)合的金屬離子)的吸附很有效 價格便宜；吸油率較低；添加量小，成品油得率高 顆粒度小，過濾速度較慢；濾餅廢土含油率低，濾餅廢土容易自燃 4)活性炭 由木屑、蔗渣、谷殼、硬果殼等炭化后，再經(jīng)化學(xué)或物理活化處理而成 活性炭比表面積很大(6501300 m2/g)、脫色系數(shù)高 對多環(huán)芳烴(PAH)、殘留農(nóng)藥和其他多環(huán)毒素具有較強(qiáng)的吸附能力 不影響油脂風(fēng)味，價格昂貴，吸油率較高 一般不單獨使用，常與活性白土混合使用 1020活性炭與8090的白土混合使用 油脂應(yīng)用(中孔徑 孔徑250nm) 涉及到對高分子量污染物的吸附 這些高分子量污染物分子的尺寸

24、不能滲透到微孔里(小孔徑2nm) 應(yīng)用中最好是具有大量中孔的活性炭,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,38,GB 29225-2012 凹凸棒粘土,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,39,GB 29215-2012 植物活性炭(木質(zhì)活性炭,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,40,活性白土 具有：固體酸、陽離子交換劑、酸性催化劑、助濾劑等的特征 偏親水性(油脂吸附量較少) 對多環(huán)芳烴(PAH)和其他大分子多環(huán)物的吸附能力較弱 晶格帶負(fù)電 陽離子和極性物質(zhì)易被吸附；非極性物質(zhì)吸附能力相對較弱 對脫鎂葉綠素(葉綠素)的吸附能力強(qiáng) 對色素、膠態(tài)物質(zhì)吸附能力較強(qiáng) 對堿性原子基團(tuán)、極性基團(tuán)具有更強(qiáng)的吸附能

25、力 活性炭 偏親油性(油脂吸附量較多) 對非極性的“色素、膠溶性雜質(zhì)”吸附能力較強(qiáng) 對藍(lán)色和綠色的色素：脫除效率特別高、特別有效 對氣體、多環(huán)芳烴、農(nóng)藥殘毒也有較強(qiáng)的吸附能力 能有效、高效地吸附活性白土不能吸附的高分子化合物(如多環(huán)芳烴) 往往和活性白土混合使用，可顯著提高脫色效率 1020活性炭與80%90的漂白土混合使用,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,41,5) 硅膠 化學(xué)純度很高 通常干基中：SiO299.5，Al2O30.1，F(xiàn)e2O30.01 僅有痕量的堿和堿土氧化物 活性高(比表面積通常達(dá)5001200m2/g) 、吸附能力強(qiáng)，價格昂貴 對皂(及其結(jié)合的金屬離子)和磷脂具有高吸

26、附性和選擇性 平均孔徑為635nm的孔占總孔較高的硅膠 對磷脂有優(yōu)異的吸附能力 對天然色素沒有選擇性 、對天然色素的吸附力很弱 水分含量比較高(5070) 硅膠吸附凈化油脂，孔內(nèi)擁有足夠量的水(60wt)是另一重要條件 水的存在，雖然表面上看并不影響磷脂的吸附，但明顯改善了油中硅膠的過濾性能，即使在脫色過程中油溫使水分大幅損失的情況下也是如此 硅膠與活性炭一樣，可與脫色白土混合，用于油脂的吸附凈化 在脫色的開始接觸階段和輔助壓濾中，存在足夠的水分(30wt)，即可使硅膠結(jié)構(gòu)展開(無水洗堿煉)；硅膠吸附磷脂的能力是白土的710倍，很少用量就可以替代部分白土，減少所需脫色白土的總用量 1025硅膠

27、與5075的白土混合使用,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,42,對磷脂、皂(及其結(jié)合的金屬離子)等極性強(qiáng)的雜質(zhì)：有選擇性、且吸附能力很強(qiáng) 對天然色素(葉綠素、脫鎂葉綠素、類胡蘿卜素)：沒有選擇性、且吸附能力很弱 應(yīng)用：無水洗堿煉中和工藝,GB 29204-2012 硅膠,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,43,6)沸石 新型吸附劑 主要成分為二氧化硅(SiO2)、三氧化二鋁Al2O3 用酸性火山熔巖經(jīng)采礦、篩選、碾磨、篩分等處理沸石吸附劑 脫色效果較好，價格較低 7)硅藻土 助濾劑 8)其他吸附劑 活性氧化鋁等,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,44,為增加過濾速度，需加一小部分硅藻土作為助

28、濾劑,GB 14936-2012 硅藻土,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,45,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,46,2.4.2.吸附劑的選擇依據(jù) 價格、活性、吸油率：綜合平衡 比表面積大、孔徑適合、多孔 油脂工業(yè)吸附劑應(yīng)具備條件 具有選擇性吸附作用 大量吸附雜質(zhì)、對色素吸附力強(qiáng)；用少量吸附劑就達(dá)效果 濾餅吸油量少 具有一定工程特性 機(jī)械強(qiáng)度、幾何形狀等；使用方便，能以簡便的方法與油脂分離 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 與油脂無化學(xué)作用、與油脂無不良作用、不使油脂帶上異味 來源廣、價廉 使用經(jīng)濟(jì) 活性白土、凹凸棒粘土 活性炭、硅膠、硅藻土,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,47,2.4.3.影響活性白土質(zhì)

29、量的因素 1)活性白土的含水量 結(jié)合水分：應(yīng)控制在 47% 游離水分：應(yīng)控制在 15%，晶格支架，太低會降低脫色能力 總 水 量：應(yīng)控制在 1822% 水分太高：會油脂酸價上升 2)活性白土的游離水分 游離水分：起著分隔、支撐蒙脫土的晶格，使其呈多層晶格的作用 脫色時：游離水分逸出，空出來的就是活化表面 若沒有游離水分：蒙脫土晶格的內(nèi)層消失，也就不會有這些內(nèi)層活化表面 活性白土干燥脫水：比表面積縮小，降低脫色能力,活性表面,活性表面,含水白土,脫水白土,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,48,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,49,3)活性白土酸化(活化)處理,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色

30、,50,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,51,酸用量對脫色效率的影響,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,52,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,53,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,54,4)松密度 松密度越小空隙率越大比表面積越大濾餅吸油量越大 5)顆粒度 顆粒度越細(xì)比表面積越大脫色效率越高濾餅吸油量越大過濾速度越慢 ，過濾困難 粒度控制：200目(75m)篩通過率90，10m以下越少越好 6)比表面積 脫色溫度低：應(yīng)采用高活性的活性白土 高活性的活性白土：比表面積250300m2/g 脫色溫度高：應(yīng)采用低活性的活性白土 低活性的活性白土：比表面積180240m2/g 菜籽油(卡諾拉油)

31、：富含葉綠素，與低活性白土相比，高活性白土對高葉綠素含量卡諾拉油脫色更為適合 大豆油：初始葉綠素含量相對較低，低活性、高活性兩種等級白土的之間差別太小，所以選擇高活性白土產(chǎn)品的意義不大 大豆油：更重視對殘磷、殘皂的吸附能力(凹凸棒土、硅膠,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,55,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,56,7)孔隙總體積 孔隙總體積越高脫色效率越高濾餅吸油量越大 8)水合二氧化硅 水合二氧化硅越高脫色效率越高濾餅吸油量越大 9)pH值=25 可將活性白土(包括：凹凸棒土、活性炭) 這樣的酸性吸附劑歸類為固體酸 脫色過程中常添加：檸檬酸或磷酸 改善吸附劑的吸附活性，由此提高了工藝效率

32、 典型：棕櫚油干法脫膠物理精煉,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,57,2.5.影響吸附脫色的因素 2.5.1.油脂的品質(zhì)及前處理 了解待脫色油中：雜質(zhì)、色素特征、可脫性 有的放矢，事半功倍 油脂中色素的成分 天然色素：易脫除；新生色素、加工色素(色澤固定)：很難脫除 優(yōu)質(zhì)油脂原料：脫色效率高 前處理 油脂原料的最合適的水分0.20.3% (脫色前需干燥) 油脂原料的水分過高 對殘磷、殘皂的吸附能力降低，且游離脂肪酸(FFA)增加 前處理：磷、皂、FFA含量低脫色效率高 磷和皂容易被吸附劑所吸附，干擾吸附劑對色素的吸附及其它功能 FFA覆蓋了吸附劑表面的吸附點，對吸附劑的脫色能力有一定影響 殘

33、留膠質(zhì)及懸浮雜質(zhì)的含量 殘皂100ppm、磷5ppm 、懸浮雜質(zhì)0.05%、FFA0.05,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,58,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,59,2.5.2.吸附劑的質(zhì)量和用量 價格、活性、吸油率：綜合平衡 比表面積大、孔徑適合、多孔 原料油性質(zhì)、脫色油要求、工藝與裝備 吸附劑質(zhì)量 吸附動力學(xué)：受到吸附劑的吸附能力、油和吸附劑相互作用的程度，以及給定的接觸條件與工藝參數(shù)的影響 吸附劑(包括礦物質(zhì)粘土、活性碳、硅膠)都要進(jìn)行物理和化學(xué)的改性，增強(qiáng)其在精煉脫色過程中除去“油中有害污染物” 的吸附能力(脫色活性) 一般來說：選擇活性較高的吸附劑 吸附劑用量 脫色劑用量和脫色

34、需要接觸的時間長短有一種間接關(guān)系 這種關(guān)系受到攪拌程度與油溫的較大影響 一般占油重的0.23%，用量過大對脫色不利(有害副反應(yīng)、成本增加) 用量增加脫色效率增大FFA增大得率降低,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,60,2.5.3.操作壓力 宜采用：減壓真空條件下脫色 不同操作壓力下呈現(xiàn)出不同的脫色效果 減壓狀態(tài)下脫色：不飽和程度高的油脂、活性度較高的吸附劑 常壓狀態(tài)下脫色： 飽和程度高的油脂、活性度較低的吸附劑 脫色常常伴有熱氧化副反應(yīng) 減壓(8kPa)：熱氧化甚微，可認(rèn)為只有吸附 脫除了吸附劑中的空氣、水分，有利于發(fā)揮吸附劑的活性 操作溫度較低，減少了油脂的氧化，色素的熱氧化反應(yīng)(增色、色

35、澤固定、色原體呈色、退色)緩慢 常壓：伴隨熱氧化、催化、共軛化 即使使用低活性的吸附劑，催化氧化的能力有所降低 但仍然：“新色素的生成和色素固定”“吸附、退色” 熱催化氧化 利：氧化退色 弊：引起“新色素的生成和色素固定” 不宜采用：常壓脫色、活性低的吸附劑,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,61,2.5.4.操作溫度 原料油脂的品種和特性、吸附劑的品種和特性、操作壓力 溫度低(100 )化學(xué)吸附為主 在一定范圍內(nèi)：溫度越高吸附量越大；超過范圍，解吸速度增大 操作溫度取決于原料油脂的品種和特性 脫紅色溫度較高 脫黃色溫度較低 最低操作溫度 805；棕櫚油(類胡籮卜素)：16010 操作溫度取決

36、于吸附劑的品種和特性 吸附劑活性高減壓、低溫；吸附劑活性低常壓、高溫 操作溫度取決于操作壓力 減壓真空脫色：典型的操作溫度 855 減壓真空脫色：實際的操作溫度 1105 脫色溫度過高：會造成油脂回色、酸價升高 脫色溫度提高：主、副反應(yīng)均加快；因此，有一最佳溫度 通過適當(dāng)?shù)臄嚢琛⒉⒖刂朴蜏?，使吸附?脫氣除氧)迅速分散,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,62,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,63,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,64,2.5.5.脫色時間 脫色時間：一般指“脫色吸附劑和油脂在最高溫度條件下”的接觸時間 在最適宜的條件下 色素可以在5min內(nèi)達(dá)到吸附平衡，獲得最大的吸附量 對

37、大多數(shù)污染物，約在30min內(nèi)可達(dá)到吸附平衡 在最高溫度下的脫色時間決定于吸附劑與色素間的吸附平衡 初始階段：延長時間，有利脫色；吸附解吸，色素被吸附或氧化褪色 過長的時間：吸附解吸；脫色速度明顯緩慢甚至造成回色 酸價升高、油脂氧化、油脂帶異味、共軛化；也不經(jīng)濟(jì) 氧化增色、高溫色澤固定、色原體呈色 正常時間：1030min可滿足脫色的要求 取決于吸附平衡：攪拌好，易達(dá)平衡，20min 與溫度有關(guān)：100105 30min； 120 5min 脫色時間的一致性：脫色后應(yīng)及時快速過濾 間歇式：因先后過濾，油和吸附劑的接觸時間并不統(tǒng)一 連續(xù)式：物料短路、返混、局部形成死區(qū) 部分油和吸附劑在設(shè)備中的停

38、留時間并不統(tǒng)一,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,65,時間過長新色素生成油脂回色,脫色時間對菜籽油脫色程度的影響,堿煉菜籽油 壓力：8kPa 溫度：120 添加白土量：2,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,66,時間過長新色素生成油脂回色,脫色時間對大豆油脫色程度的影響,8kPa,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,67,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,68,2.5.6.混合程度 脫色過程屬固液非均相反應(yīng)，在吸附劑的表面進(jìn)行，反應(yīng)要充分 良好混合，均勻接觸，盡快建立吸附平衡，避免長時接觸 常壓脫色：吸附劑在油中呈均勻懸浮狀態(tài)；過于強(qiáng)烈，增加氧化 減壓脫色：混合激烈，但不造成油脂飛濺(油脂氧化

39、、飛濺損失) 2.5.7.脫色工藝 一次投入：只建立一次吸附平衡 分批吸附：分批添加，新添吸附劑與前次剩余色素建立新平衡 逆流吸附：得到最大脫色效率 在淺色油中達(dá)到平衡的吸附劑，對深色油仍有脫色力 油脂與脫色吸附劑逆流脫色 、多次吸附平衡，脫色效果好 預(yù)脫色-復(fù)脫色工藝，兩段逆流脫色工藝 均勻一致性：多層隔板脫色塔，管道式連續(xù)脫色器 油脂脫色前的干燥、低溫添加吸附劑、預(yù)混合及析氣除氧(油脂氧化,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,69,預(yù)脫色復(fù)脫色工藝,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,70,兩段逆流脫色工藝：節(jié)省白土1540,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,71,吸附劑顆粒度和過濾速度、吸油量的關(guān)系,2.5.8.過濾,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,72,油脂精煉工藝與裝備,第四章 脫色,73,4.吸附脫色工藝 4.1.間歇式脫色工藝 待脫色油的前處理 除雜、脫膠、脫酸 油脂除氧及脫水 加熱油至8090，殘壓8kPa，時間2030min 添加吸附劑 真空吸入，避免吸入空氣 可預(yù)先用吸附劑和少量油混合成泥漿，再用真空吸入到脫色鍋中 脫色過程 添加吸附劑后，將油脂加熱至脫色溫度，并配合攪拌 脫色溫度90(100 )，殘壓8kPa，最高溫度下20min 將油冷卻至70以下，板框過濾機(jī)過濾 吸附劑的分離 進(jìn)油量由小