武漢工業(yè)學院羅志老師經(jīng)典講義-油脂精煉-脫色

1、LZ概述概述一、色素的分類一、色素的分類二、色素的影響二、色素的影響影響油品外觀質(zhì)量影響油品外觀質(zhì)量影響油品深度加工影響油品深度加工影響油品貯藏穩(wěn)定性影響油品貯藏穩(wěn)定性影響油品食用安全性影響油品食用安全性三、油脂脫色的目的三、油脂脫色的目的 并非理論性地脫盡所有色素，而在于獲得色澤并非理論性地脫盡所有色素，而在于獲得色澤的改善或為物理精煉和脫臭提供合格的油品。的改善或為物理精煉和脫臭提供合格的油品。 吸附劑投入、廢吸附劑處理及吸附劑吸油都會吸附劑投入、廢吸附劑處理及吸附劑吸油都會造成精煉成本的提高。因此，脫色油色度標準的制造成精煉成本的提高。因此，脫色油色度標準的制定，需根據(jù)油脂及其制品的質(zhì)量

2、要求，力求在最低定，需根據(jù)油脂及其制品的質(zhì)量要求，力求在最低的消耗下獲得油色在最大程度上的改善為度。的消耗下獲得油色在最大程度上的改善為度。四、脫色工段的作用四、脫色工段的作用脫除油脂中的色素脫除油脂中的色素脫除油脂中的微量金屬脫除油脂中的微量金屬( (氫化后脫色氫化后脫色) )脫除殘留肥皂、膠質(zhì)及某些臭味物質(zhì)脫除殘留肥皂、膠質(zhì)及某些臭味物質(zhì)脫除多環(huán)芳烴和殘留農(nóng)藥等脫除多環(huán)芳烴和殘留農(nóng)藥等 活性炭對脫除較大分子量的多環(huán)芳烴十分有效活性炭對脫除較大分子量的多環(huán)芳烴十分有效五、其它工段的輔助脫色作用五、其它工段的輔助脫色作用六、油脂色澤的評定或脫色工藝效果的測試六、油脂色澤的評定或脫色工藝效果的測

3、試 目前國際上通用的有兩種方法。目前國際上通用的有兩種方法。 1.1.淺色原油、脫酸油或全精制油及其制品：淺色原油、脫酸油或全精制油及其制品： 多以羅維朋色度計標準油槽測得的黃色和紅多以羅維朋色度計標準油槽測得的黃色和紅色色色度來表示；色度來表示； 2.2.深色油脂：深色油脂： 多以分光光度計在波長多以分光光度計在波長400-700nm400-700nm間測得的油間測得的油脂透光曲線或在固定波長下測得的油脂透光率來脂透光曲線或在固定波長下測得的油脂透光率來表表示。示。 利用某些對色素具有較強選擇性吸附利用某些對色素具有較強選擇性吸附作用的物質(zhì)（吸附劑）在一定條件下吸附作用的物質(zhì)（吸附劑）在一定

4、條件下吸附油脂中色素及其他雜質(zhì)的方法。油脂中色素及其他雜質(zhì)的方法。 一、吸附劑一、吸附劑（一）理想吸附劑應具備的條件（一）理想吸附劑應具備的條件( (選擇依據(jù)選擇依據(jù)) )o 吸附色素的能力強吸附色素的能力強 可以減少吸附劑的用量；可以減少吸附劑的用量；o 選擇性吸附色素的作用顯著選擇性吸附色素的作用顯著 能大量吸附色素而吸油較少；能大量吸附色素而吸油較少；o 化學性質(zhì)穩(wěn)定化學性質(zhì)穩(wěn)定 不與油發(fā)生化學作用，不使油帶上異味；不與油發(fā)生化學作用，不使油帶上異味；o 易與油脂分離易與油脂分離 具有一定的粒度且不溶于油脂；具有一定的粒度且不溶于油脂；o 價廉且供應充足價廉且供應充足 來源廣，價格便宜。

5、來源廣，價格便宜。 （二）吸附劑的種類（二）吸附劑的種類o 天然漂土天然漂土( (酸性白土酸性白土) ) 學學 名：膨潤土名：膨潤土 主要組分：蒙脫土主要組分：蒙脫土 Al14Si8O20(OH)4nH2O 少量少量 Ca、Mg、Fe、Na、K等等 主要特點：主要特點： 懸浮液呈酸性懸浮液呈酸性( ( pH5-6 ) )； 比表面積較大，具有一定活性；比表面積較大，具有一定活性； 脫色能力一般脫色能力一般( (脫色系數(shù)較低脫色系數(shù)較低) )； 吸油率較高。吸油率較高。o 活性白土活性白土 活性白土是以膨潤土為原料經(jīng)酸活化等處理加活性白土是以膨潤土為原料經(jīng)酸活化等處理加工成的活性較高的吸附劑，在

6、油脂工業(yè)的脫色中應工成的活性較高的吸附劑，在油脂工業(yè)的脫色中應用最廣泛。用最廣泛。 特點：特點： 懸浮液呈酸性懸浮液呈酸性( ( pH2-5 ) )； 比表面積大，活性較高；比表面積大，活性較高； 脫色能力較強脫色能力較強( (脫色系數(shù)較高脫色系數(shù)較高) )； 吸油率較高；吸油率較高； 會使油脂呈味會使油脂呈味( (白土腥味白土腥味) )。 幾種活性白土的規(guī)格幾種活性白土的規(guī)格 土別土別 項目項目原土原土活性白土活性白土德國德國一般活化一般活化(50%H(50%H2 2SOSO4 4) )美國美國總揮發(fā)物總揮發(fā)物(%) (%) * *20游離水分游離水分(%) (%) * * *13.55.5

7、6.515粒度粒度(%)200(%)200目目/325/325目目100/9896/76100/9894/75pHpH值值(10%(10%水溶液水溶液) )7.12.72.5水合二氧化硅水合二氧化硅(%)(%)1.616.512.6松密度松密度(t/m(t/m3 3) )0.870.590.63吸油率吸油率( (干基干基%)%)35.753.349.035活性指數(shù)活性指數(shù)100脫色效率脫色效率 相對標準相對標準: :紅紅3.0)3.0)100過濾速度過濾速度(ml/min)(ml/min)45* 927下?lián)p失量；下?lián)p失量；* 105下?lián)p失量。下?lián)p失量。o 活性炭活性炭 活性炭是由木屑、蔗渣、谷

8、殼、硬果殼等炭化后，再活性炭是由木屑、蔗渣、谷殼、硬果殼等炭化后，再經(jīng)化學或物理活化處理而成。碳的含量高達經(jīng)化學或物理活化處理而成。碳的含量高達 9098%，密，密度為度為1.92.1t/m3，松密度為，松密度為0.080.45t/m3 。 特點：特點： 比表面積很大，活性很高；比表面積很大，活性很高； 脫色能力很強脫色能力很強( (脫色系數(shù)很高脫色系數(shù)很高) )； 吸油率很高；吸油率很高； 價格較貴。價格較貴。 一般不單獨使用，往往與活性白土配合使用，一般不單獨使用，往往與活性白土配合使用，相互取長補短。（活性炭白土相互取長補短。（活性炭白土=1=110-110-12020） o 凹凸棒土凹

9、凸棒土 主要成分：主要成分：SiOSiO2 2 特特 點：點： 脫色效果較好；脫色效果較好； 脫色時用量少，油損失??；脫色時用量少，油損失?。?價格便宜；價格便宜； 過濾較困難。過濾較困難。o 沸石（新型材料）沸石（新型材料） 主要成分：主要成分：SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3 特特 點：點： 脫色效果較好；脫色效果較好； 使油脂酸值和水分降低；使油脂酸值和水分降低； 價格便宜。價格便宜。 o 其它吸附劑其它吸附劑 硅藻土硅藻土 硅膠硅膠 海泡石海泡石 活性氧化鋁活性氧化鋁 氧化鋁氧化鋁( (經(jīng)亞硫酸處理經(jīng)亞硫酸處理) )（三）影響活性白土質(zhì)量的因素（三）影響活性白土質(zhì)量的因素

10、o 原礦土的質(zhì)量原礦土的質(zhì)量o 酸處理酸處理( (活化活化) )程度程度o 水分水分 結合水分：結合水分：3%-7%3%-7%； 游離水分：游離水分：15%15%左右；左右； 總總 水水 分：分：18%-22%18%-22%。 o 松密度松密度 松密度即松裝密度，是指粉末在規(guī)定條件下自松密度即松裝密度，是指粉末在規(guī)定條件下自由充滿標準容器后測得的堆積密度（由充滿標準容器后測得的堆積密度（t/m3) 松密度松密度空隙度空隙度比表面積比表面積吸油量吸油量o 酸度和酸度和pH值值 酸度是對活性白土水浸出液滴定而求得的；酸度是對活性白土水浸出液滴定而求得的；pH值是值是10%活性白土水溶液測得的數(shù)值。

11、活性白土水溶液測得的數(shù)值。 一般而言，用于油脂脫色的活性白土其酸度應一般而言，用于油脂脫色的活性白土其酸度應小于小于0.2%H2S04，pH值值25。o 粒度粒度 粒度粒度脫色率脫色率吸油量吸油量過濾速率過濾速率 一般通過一般通過Tyler標準標準200目的活性白土量應大于目的活性白土量應大于 95%，但，但100m m以下的粒子不宜太多。以下的粒子不宜太多。o 水合二氧化硅水合二氧化硅 水合二氧化硅指原土中鋁離子被氫離子取代后水合二氧化硅指原土中鋁離子被氫離子取代后的一種副產(chǎn)品中存在的水合硅酸量，可作為衡量原的一種副產(chǎn)品中存在的水合硅酸量，可作為衡量原土活性程度的一項指標。水合二氧化硅增加時

12、，活土活性程度的一項指標。水合二氧化硅增加時，活性白土的脫色率和吸油率也增加。性白土的脫色率和吸油率也增加。o 比表面積比表面積 在脫色工藝中，溫度較高時，應采用稍低活性在脫色工藝中，溫度較高時，應采用稍低活性的活性白土；而溫度較低時，則應采用活性較高的的活性白土；而溫度較低時，則應采用活性較高的活性白土。一般高溫脫色工藝中用的活性白土其比活性白土。一般高溫脫色工藝中用的活性白土其比表面積在表面積在180240m2/g之間，而低溫脫色工藝用的之間，而低溫脫色工藝用的則在則在250300m2/g之間。之間。 二、吸附脫色原理二、吸附脫色原理（一）吸附劑表面的吸附（一）吸附劑表面的吸附o 物理吸附

13、物理吸附( (非選擇性吸附非選擇性吸附) ) 吸吸 附附 力：范德華力力：范德華力 吸附形式：單分子層、多分子層吸附形式：單分子層、多分子層( (不太牢固不太牢固) ) 吸附放熱：較少吸附放熱：較少 吸附平衡：較快達到吸附平衡：較快達到 一般在低溫條件下，以物理吸附為主。一般在低溫條件下，以物理吸附為主。o 化學吸附化學吸附( (選擇性吸附選擇性吸附) ) 吸吸 附附 力：表面剩余價力力：表面剩余價力( (表面自由能表面自由能) ) 吸附形式：單分子層吸附形式：單分子層( (較牢固較牢固) ) 吸附放熱：較多吸附放熱：較多 吸附平衡：較慢達到吸附平衡：較慢達到 一般在較高溫條件下，以化學吸附為

14、主。一般在較高溫條件下，以化學吸附為主。 吸附劑與被吸附物吸附劑與被吸附物之間發(fā)生電子轉移或形之間發(fā)生電子轉移或形成共用電子。成共用電子。o 吸附量吸附量 與被吸附物在油脂中的濃度和操作溫度有關。與被吸附物在油脂中的濃度和操作溫度有關。 當濃度一定時，則吸附量隨溫度而變化。當濃度一定時，則吸附量隨溫度而變化。 溫度較低時：以物理吸附為主。溫度溫度較低時：以物理吸附為主。溫度吸附量吸附量溫度較高時：以化學吸附為主。溫度溫度較高時：以化學吸附為主。溫度吸附量吸附量 （二）吸附等溫階段（二）吸附等溫階段（三）等溫吸附經(jīng)驗公式（三）等溫吸附經(jīng)驗公式 弗蘭德里胥弗蘭德里胥( (Freundlich) )

15、根據(jù)大量實驗總結根據(jù)大量實驗總結 出的經(jīng)驗公式，描述了稀溶液出的經(jīng)驗公式，描述了稀溶液( (色素含量為色素含量為1010-6-6數(shù)數(shù) 量級量級) )中吸附量與平衡濃度的關系。中吸附量與平衡濃度的關系。nKCmCCVmX1)(21式中：式中：X被吸附組分量（被吸附組分量（Kg）；）； m吸附劑量（吸附劑量（Kg）；）； V待脫色油的體積（待脫色油的體積（l）；）； C1被吸附組分在待脫色油中的濃度（被吸附組分在待脫色油中的濃度（Kg/l）；）； C2被吸附組分在脫色油中的殘留濃度（被吸附組分在脫色油中的殘留濃度（Kg/l）；）； C吸附平衡時被吸附組分在油中的殘留濃度（吸附平衡時被吸附組分在油中

16、的殘留濃度（Kg組分組分/Kg油）；油）； K吸附常數(shù)；吸附常數(shù)； 吸附特點常數(shù)，一般為吸附特點常數(shù)，一般為0.44。 n1 CnKmXlg1lglg截距截距斜率斜率棉籽油的典型脫色實驗棉籽油的典型脫色實驗相應的脫色吸附等溫線相應的脫色吸附等溫線 就脫色過程而言，就脫色過程而言，K K值反映了吸附劑的脫色能力，活性度值反映了吸附劑的脫色能力，活性度愈高的吸附劑，其愈高的吸附劑，其K K值愈大；而值愈大；而1/n1/n值則表示吸附情況的特點，值則表示吸附情況的特點，它決定吸附劑能發(fā)揮最高能力的范圍它決定吸附劑能發(fā)揮最高能力的范圍( (脫色持久力脫色持久力) )。5 . 01n5 . 01n不同特

17、性漂土的理論脫色曲線不同特性漂土的理論脫色曲線B：K=1.0；C: K=0.6；A：K=0.5；2 . 11n （一）油脂品種、質(zhì)量及前處理（一）油脂品種、質(zhì)量及前處理o 品種品種 不同品種油脂所含色素種類與數(shù)量存在差異，因而不同品種油脂所含色素種類與數(shù)量存在差異，因而 脫色難易程度也有不同。脫色難易程度也有不同。o 質(zhì)量質(zhì)量 天然色素天然色素易脫除；后生、固定色素易脫除；后生、固定色素難脫除難脫除 優(yōu)質(zhì)原油優(yōu)質(zhì)原油脫色效率脫色效率；劣質(zhì)原油；劣質(zhì)原油脫色效率脫色效率o 前處理前處理 前處理前處理脫色效率脫色效率；前處理；前處理脫色效率脫色效率脫除吸附劑中的空氣、水分，以利于發(fā)揮活性脫除吸附劑

18、中的空氣、水分，以利于發(fā)揮活性色素熱氧化反應緩慢（增色、褪色、固著、色原體呈色）色素熱氧化反應緩慢（增色、褪色、固著、色原體呈色）減少油脂的氧化減少油脂的氧化 溫度對脫色效率的影響溫度對脫色效率的影響堿煉菜籽油在不同溫度下試驗結果堿煉菜籽油在不同溫度下試驗結果 真空度：真空度：754mmHg( (殘壓殘壓0.8kPa) ) 時時 間：間：20min； 活性白土：活性白土：2%GO 吸附劑加入時的溫度對脫色效率的影響吸附劑加入時的溫度對脫色效率的影響溫度對油脂酸值的影響溫度對油脂酸值的影響油脂名稱油脂名稱最高脫色溫度（最高脫色溫度（）最高溫度下的接觸時間最高溫度下的接觸時間（min）常壓常壓*減

19、壓減壓牛牛 油油1108230椰椰 子子 油油1128220玉米胚油玉米胚油1048220棉棉 籽籽 油油1048220亞麻籽油亞麻籽油887720棕櫚核油棕櫚核油1108220棕棕 櫚櫚 油油11311320花花 生生 油油1048220菜菜 籽籽 油油1048220大大 豆豆 油油1048220葵花籽油葵花籽油1048220桐桐 油油8220* 攪拌速度攪拌速度50-100r/min，吸入吸附劑油溫，吸入吸附劑油溫71；攪拌程度充分但不強烈，真空度不低于攪拌程度充分但不強烈，真空度不低于710mmHg。（五）操作時間（五）操作時間o 脫色時間脫色時間 從脫色劑與油脂接觸至脫色劑與油脂分離的

20、時間。從脫色劑與油脂接觸至脫色劑與油脂分離的時間。但工業(yè)上通常指脫色劑與油脂在最高脫色溫度下的接觸但工業(yè)上通常指脫色劑與油脂在最高脫色溫度下的接觸時間。時間。脫色過程脫色過程前階段：色素被吸附或氧化褪色（有利）前階段：色素被吸附或氧化褪色（有利）后階段：氧化增色、高溫固色、色原體呈色（不利）后階段：氧化增色、高溫固色、色原體呈色（不利） 時間不宜太長：后階段不利因素起主要作用時間不宜太長：后階段不利因素起主要作用 （油脂氧化、酸值升高、腥味加重等）（油脂氧化、酸值升高、腥味加重等） 堿煉菜籽油堿煉菜籽油溫度：溫度：120；壓強：壓強：0.8kPa；活性白土：活性白土：2%Go吸附劑粒度與過濾速度、吸油量的關系吸附劑粒度與過濾速度、吸油量的關系 逆流吸附操作可以得到最大的脫色效率逆流吸附操作可以得到最大的脫色效率 一段式脫色工藝（一次建立吸附平衡）一段式脫色工藝（一次建立吸附平衡） 多段式脫色工藝（多次建立吸附平衡）多段式脫色工藝（多次建立吸附平衡） 預脫色預脫色- -復脫色工藝就屬于典型的兩段逆流脫色工藝。復脫色工藝就屬于典型的兩段逆流脫色工藝。 吸附劑分批添加比一次全量添加脫色效果好吸附劑分批添加比一次全量添加脫色效果好 吸附劑的吸附劑