油脂精炼第四次作业-脱色

四、脱色1油脂中的色素分为三类：第一类：主要有叶绿素(使油脂呈绿色人类胡萝卜素(其中，胡萝卜素使油脂呈红色，叶黄素使油脂呈黄色)。

个别油脂中还有特殊色素，如棉籽油中的棉酚使油脂呈深褐色。

这些油溶性的色素大多是在油脂制取过程中进入油中的，也有一些是在油脂生产过程中生成的，如叶绿素受高温作用转变成叶绿素红色变体，游离脂肪酸与铁离子作用生成深色的铁皂等。

第二类:有机降解物即品质劣变油籽中的蛋白质、糖类、磷脂等成分的降解产物(一般呈棕褐色)，这些有机降解物形成的色素很难用吸附除去。

第三类:色原体在色原体在通常情况下无色，氧化或特定试剂作用会呈现鲜明的颜色。

绝大部分色素都无毒，但会影响油脂的外观。

所以要生产较高等级的油脂产品，如高级烹调油、色拉油、人造奶油的原料油以及某些化妆品原料油等，就必须对油脂进行脱色处理。

2.吸附脱色的作用（1）改善油脂色泽同时，将有利于后续脱臭工序进行，以达到满足最终产品安全和质量要求。

（2）除去碱炼时产生皂粒，防止因吸附剂中金属离子超标或吸附时间过长、温度过高导致过氧化值、二级氧化产物增加等负面影响。

（3）吸附游离脂肪酸影响：（1）尽管在一定范围内脱色程度随时间延长而加深；但过分延长时间，不但褪色幅度会缓慢下降，甚至会使油脂色度回升。

高温下与吸附剂接触油脂随时间延长有可能发生脂肪酸双键共轭化，且油脂会带来异味(漂土味)（2）脱色能脱除一些硫化物、挥发性气体分子，包括过氧化物分解产生挥发性醇、醛、酮，这对改善油脂风味有益。

（3）因吸附剂中金属离子超标或吸附时间过长、温度过高会产生过氧化值、二级氧化产物增加等负面影响3.常用吸附脱色剂主要有哪几种？各有何性质？如何选择？天然漂土天然漂土，学名膨润土。

主要组分Al4Si8O20(OH)4(nH2O)，还混有少量Ca、Mg、Fe、Na、K等成分；其悬浮液pH为5~6；其结构呈微孔晶体或无定型，比表面积比其他黏土大得多，具有一定活性。

天然漂土(未活化的土)仍在使用，但对于颜色较深或较难处理的油脂，因其脱色系数较低，吸油率较高，逐渐为活性白土所代替。

活性白土活性白土以膨润土为原料，经处理加工生产的活性较高的一种吸附剂产品，油脂脱色工艺中应用最广泛：比表面积较大，活性高，脱色能力高。

pH=2.5~5.5，呈酸性，故又称酸性白土；但脱色油的酸值稍有升高；酸性白土发挥最佳性能的温度范围(100~106℃) ；酸活性白土对油色的脱除效率是天然漂土的1.5~2.0倍；吸油率较低，脱色油呈白土味，需脱臭工序进行后处理加工。

活性炭活性炭由木屑、蔗渣、谷壳、硬果壳等炭化后，再经化学或物理活化处理而成；活性炭比表面积很大(650~1300 m2/g)、脱色系数高，对多环芳烃(PAH)、残留农药和其他多环毒素具有较强的吸附能力。

其不影响油脂风味，价格昂贵，吸油率较高，一般不单独使用，常与活性白土混合使用（10~20％活性炭与80~90％的白土混合使用）沸石沸石是一种新型吸附剂，其主要成分为二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝（Al2O3），沸石具有较好的脱色效果，脱色时还能降低油脂的酸值和水分，价格比活性白土便宜。

凹凸棒土凹凸棒土是一种富镁纤维状矿物，其主要成分为二氧化硅(SiO2)。

凹凸棒土的脱色效果较好，对磷脂、皂(及其结合的金属离子)的吸附很有效，价格便宜；吸油率较低；添加量小，成品油得率高；颗粒度小，过滤速度较慢；滤饼废土含油率低，滤饼废土容易自燃。

硅胶硅胶的化学纯度很高，通常干基中：SiO2＞99.5％，Al2O3＜0.1％，Fe2O3＜0.01％，仅有痕量的碱和碱土氧化物；另外，其活性高(比表面积通常达500~1200m2/g) 、吸附能力强，对皂(及其结合的金属离子)和磷脂具有高吸附性和选择性。

平均孔径为6~35nm的孔占总孔较高的硅胶，对磷脂有优异的吸附能力，对天然色素没有选择性、对天然色素的吸附力很弱；水分含量比较高(50~70％)。

硅藻土硅藻土由单细胞类的硅酸钾壳遗骸在自然力的作用下演变而成。

纯度较好的硅藻土呈白色，一般为浅灰色或淡红褐色，主要化学成分为二氧化硅，对色素有一定的吸附能力，但脱色系数较低，吸油率较高，油脂工业生产中多用作助滤剂。

吸附剂的选择价格、活性、吸油率：综合平衡、比表面积大、孔径适合、多孔应用于油脂工业的吸附剂应具备下列条件。

①具有选择性吸附作用：大量吸附杂质、对色素吸附力强；用少量吸附剂就达效果；滤饼吸油量少②具有一定工程特性：机械强度、几何形状等；使用方便，能以简便的方法与油脂分离③化学性质稳定：与油脂无化学作用、与油脂无不良作用、不使油脂带上异味④来源广、价廉4.吸附脱色的原理？所谓吸附脱色就是利用某些具有吸附能力强的表面活性物质加入油中，在一定工艺条件下吸附油脂中色素及其它杂质，再经过滤除去吸附剂及杂质，达到油脂脱色净化目的过程。

其基本原理是：吸附作用主要是由吸附剂表面活力所产生，油与吸附剂两相经充分时间加热接触后，终将达到吸附平衡关系。

此时，被吸附色素物质等在固相（吸附剂）中浓度与在液相（油脂）中浓度之间有一定函数关系，即被吸附组分在油中浓度愈高、则吸附剂吸附量愈大；当油中被吸附组分浓度逐渐减小时，吸附作用逐渐减退。

因此，在浅色油中已与色素达到平衡的吸附剂在深色油中仍具脱色能力，吸附剂将可继续吸附浓度高的色素组分，以达到新的平衡。

根据该原理，若脱色工艺采用预脱色——复脱色逆流操作，可取得较好脱色效果。

5.影响吸附脱色效果的因素？（一）吸附剂质量和用量吸附剂是影响油脂脱色效果最为关键因素。

不同种类吸附剂具有各自特性，只有根据油脂脱色具体要求，合理选择吸附剂，才能最经济获得最佳脱色效果。

活性白土是油脂脱色最常用吸附剂，不同规格活性白土所表现出性能各异，其活性度受原土、酸处理、水分、松密度、pH值和粒度等因素影响。

在期望获得高活性度同时，还应考虑这些因素对油品酸值、过滤速度及油损率等影响。

目前，国内大宗油脂脱色，均使用市售白土。

达到高烹油、色拉油标准所需白土量为油重1%-3%,最多不大于7%。

某种油品在特定脱色条件下最适活性白土及其最佳添加量一般可先通过实验室小样试验确定，在实际生产时添加量可酌减。

（二）油脂品质及前处理(1)色度：油的色度不同，选用白土量亦不同。

(2)含水量：油中水分也影响白土对色素吸附作用，因此油在脱色前，必须先进行脱水，使含水量在0.1%以下。

(3)胶杂：白土与胶杂相互吸附能力强，白土首先与胶杂作用，使白土中毒，这将大大影响白土用量和白土吸附能力，故在脱色时应尽量减少胶杂。

(4)残皂：残皂增加白土用量，影响白土吸附能力，使油脂酸价增加。

(5)金属离子：脱色可大大降低油中金属离子，油中金属离子浓度高，会将严重影响油脂脱色。

由此可见，提高毛油质量，避免油脂在加工环节中氧化，才能确保脱色效果。

脱色前油脂质量对脱色效率影响也甚为重要，待脱色油中残留胶质和悬浮物这部分杂质会占据部分活化表面，从而降低脱色效率或增加吸附剂用量。

因此在脱胶及脱酸过程中务必掌握好操作条件，以确保工艺效果。

（三）操作压力在油脂吸附脱色过程中，除吸附作用外，往往还伴有热氧化副反应。

这种副反应对油脂脱色有利一面是部分色素因氧化而褪色；不利一面是因氧化而使色素固定（对吸附作用无反应）或产生新的色素及影响成品油稳定性。

吸附脱色操作可分为常压和负压两种类型。

常压脱色时，热氧化副反应总是伴随吸附作用，而负压脱色过程由于操作压力低，相对于常压脱色其热氧化副反应甚微，理论上可认为只存在吸附作用。

不同品种油脂及吸附剂在不同压力条件下呈现不同脱色效果，活性度较高吸附剂及饱和程度低油脂宜在负压状态下脱色；而活性度较低吸附剂（天然漂土或AOCS标准活性白土）及饱和度较高油脂可在常压下脱色，则能获得较高脱色效率。

这是因活性低吸附剂催化氧化性能也低，使色素褪色程度超过新色素生成和原有色素固定程度。

吸附脱色时由于吸附剂催化作用，油脂结构中一些非共轭脂肪酸有可能发生共轭化而转变为共轭酸。

油脂某种程度事先氧化是非共轭酸异构化先决条件。

共轭化也需要－定时间，由于常压脱色提供共轭化条件，共轭酸生成机率大，使油脂增加自动氧化因素，因此常压脱色成品油脂稳定性不及负压条件脱色成品油脂。

为避免脱色油与空气接触而发生氧化和因脱色时间过长造成泥土味，脱色过程应在真空条件下进行。

这是因脱色剂活性表面是由无数毛细管或空隙形成，在空气中被空气饱和，只有脱除脱色剂中空气，才能最大限度发挥其活性；而要除去脱色剂空气，只有在真空状态下才能达到。

若在非真空条件下有空气存在，则易发生热氧化作用，使脱色油酸价升高。

目前世界各国通用的是负压脱色，且在脱色过程中还采取一些措施避免氧气介入及油脂与吸附剂过长时间接触，从而保证脱色油脂稳定性。

（四）操作温度吸附脱色时操作温度取决于油脂品种、操作压力及吸附剂品种和特性。

脱除红色较脱除黄色时温度高；常压脱色及活性度低吸附剂（如天然漂土）需较高操作温度；负压脱色及活性度高吸附剂则宜在较低温度下脱色；高温型活性白土在低温下操作就不能取得良好脱色效果；而硅酸镁型吸附剂则需更高操作温度（204℃)。

不同油品均有最适脱色温度，若操作温度过高，就会因新色素生成而造成油脂返色。

油脂脱色温度还会影响脱色油酸度，在一定范围内，操作温度对油品酸度影响较小；但当超越临界点后，随着温度升高，脱色油FFA含量即会呈正比例函数增值。

因此操作时要权衡脱色率和FFA增长率，使油脂在最宜温度下脱色。

吸附剂与油脂初始接触温度，对脱色效果影响也较明显。

初始温度高时，活性白土中自由水分会迅速蒸发，导致蒙脱土晶格瓦解，致使活性白土在有机会吸附色素前就丧失部分活性表面。

此外，初始温度高时，油脂在升温过程中得不到白土水分挥发时所逸出水蒸汽保护作用而导致色素固定和产生新生色素，从而反映出在相同吸附剂量下脱色效率低于冷油添加吸附剂时操作效果。

在考虑初始接触温度因素时，要注意脱酸油残存水分对残皂和FFA影响。

当油中含有水分时，即会降低对残皂吸附率；并有可能导致脱色油FFA增值。

因此低温添加吸附剂工艺，务必先行脱除油中水分；因此，可采用2%~3%活性碳加2%~3%活性白土脱色。

（五）操作时间吸附脱色操作时油脂与吸附剂在最高温度下接触时间决定吸附剂与色素间吸附平衡，只要搅拌效果好，达到吸附平衡并不需太长时间。

尽管在一定范围内脱色程度随时间延长而加深；但过分延长时间，不但褪色幅度会缓慢下降，甚至会使油脂色度回升。

高温下与吸附剂接触油脂随时间延长有可能发生脂肪酸双键共轭化，且油脂会带来异味（漂土味），操作上也不经济。

因此工业生产时往往不片面追求理论上最佳时间，将脱色时间控制在20min左右。

（六）混合程度脱色过程中，吸附剂对色素吸附，是在吸附剂表面进行，属非均匀物理化学反应。