G4 油脂精炼-脱色

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(二)吸附脱色原理
1.吸附剂表面的吸附 (1)物理吸附(非选择性吸附) 吸 附 力：范德华力 吸附形式：单分子层、多分子层(不太牢固) 吸附放热：较少 吸附平衡：较快达到
一般在低温条件下，以物理吸附为主。
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1.吸附剂表面的吸附
(2)化学吸附(选择性吸附)
吸 附 力：表面剩余价力(表面自由能)
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2.吸附剂的质量和用量
(1)质量(吸附特性)
选择依据：活性、吸油率、粒度和价格等(综合平衡)。
一般来说，油脂脱色选用活性较高的吸附剂 为好，但也
需要考虑油脂品种和脱色温度。
(2)用量
选择依据：吸附特性、油脂品种和质量、脱色前后色素
含量等。
一般来说：
用量↑→脱色效率↑→吸油量↑→油脂酸值↑
(5)酸度和pH值 酸度是对活性白土水浸出液滴定而求得的； pH值是10%活性白土水溶液测得的数值。 一般而言，用于油脂脱色的活性白土其酸度应小于 0.2%H2S04，pH值2～5。
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3.影响活性白土质量的因素 (6)粒度 粒度↓→脱色率↑→吸油量↑→过滤速率↓ 一般通过Tyler标准200目的活性白土量应大于95%，但 100μm以下的粒子不宜太多。
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 漂土量（%）
棉籽油的典型脱色实验
斜率
10 9 8 7 6 5 4 3
2
1
1
2
3 4 5 6 7 8 910
残留色度（罗维朋 红）
相应的脱色吸附ZH等I·温LU线O
就脱色过程而言，K值反映了吸附剂的脱色能力，活性度 愈高的吸附剂，其K值愈大；而1/n值则表示吸附情况的特点， 它决定吸附剂能发挥最高能力的范围(脱色持久力)。
活性炭对脱除较大分子量的多环芳烃十分有效
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概述
其它工段的辅助脱色作用
碱炼 酸炼
反应除去酸性色素；吸附除去部分 其它色素等
反应除去碱性色素；破坏叶绿素等
氢化
破坏、素
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概述
油脂色泽的评定或脱色工艺效果的测试
目前国际上通用的有两种方法： 1.浅色毛油、脱酸油或全精制油及其制品： 多以罗维朋色度计标准油槽测得的黄色和红色色度来表 示； 2.深色油脂： 多以分光光度计在波长400-700nm间测得的油脂透光 曲线或在固定波长下测得的油脂透光率来表示。
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(一)吸附剂
1.理想吸附剂应具备的条件(选择依据) (1)吸附色素的能力强
可以减少吸附剂的用量； (2)选择性吸附色素的作用显著
能大量吸附色素而吸油较少； (3)化学性质稳定
不与油发生化学作用，不使油带上异味； (4)易与油脂分离
具有一定的粒度且不溶于油脂； (5)价廉且供应充足
来源广，价格便宜。
(6)其它吸附剂 硅藻土 硅胶 海泡石 活性氧化铝 氧化铝(经亚硫酸处理)
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3.影响活性白土质量的因素 (1)原矿土的质量
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3.影响活性白土质量的因素 (2)酸处理(活化)程度
高温脱色
低温脱色
深←油色→浅
酸处理程度
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3.影响活性白土质量的因素
(3)水分
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6.化学作用
大气压 条件下
真空 条件下
油脂氧化的催化剂，使油 脂生成低烟点的氧化产物。
油脂氧化产物的分解、脱 水作用(亦称假中和作用)。可 以显著降低油脂的过氧化值及 色泽(红)。
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(三)影响吸附脱色效果的因素
1.油脂品种、质量及前处理 (1)品种 不同品种油脂所含色素种类与数量存在差异，因而 脱 色难易程度也有不同。 (2)质量 天然色素→易脱除；后生、固定色素→难脱除 优质原油→脱色效率↑；劣质原油→脱色效率↓ (3)前处理 前处理↑→脱色效率↑；前处理↓→脱色效率↓
在一定温度范围内， 温度越高，总吸附量越 大。但温度高到一定程 度后，解吸速度明显加 快。
吸附量
B
A
T1
温度
T2
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2.吸附等温阶段
吸附量
1—吸附>>解吸 2—吸附>解吸 3—吸附=解吸
2
3
1
第一阶段 第二阶段 第三阶段
色素浓度
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3.等温吸附经验公式 弗兰德里胥(Freundlich)根据大量实验总结出的经验公式， 描述了稀溶液(色素含量为10-6数量级)中吸附量与平衡浓度 的关系。
— 5.5 96/76 2.7 16.5 0.59 53.3 — — —
* 927℃下损失量；** 105℃下损失量。
活性白土 一般活化 (50%H2SO4)
— 6.5 100/98 2.5 12.6 0.63 49.0 — — —
美国
20 15 94/75 — — — 35 100 100 45
2.吸附剂的种类
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3.影响活性白土质量的因素
(7)水合二氧化硅 水合二氧化硅指原土中铝离子被氢离子取代后的一种副产 品中存在的水合硅酸量，可作为衡量原土活性程度的一项指 标。水合二氧化硅增加时，活性白土的脱色率和吸油率也增 加。
(8)比表面积 在脱色工艺中，温度较高时，应采用稍低活性的活性白土； 而温度较低时，则应采用活性较高的活性白土。一般高温脱 色工艺中用的活性白土其比表面积在180～240m2/g之间， 而低温脱色工艺用的则在250～300m2/g之间。
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2.吸附剂的种类
(4)凹凸棒土 主要成分：SiO2 特 点：① 脱色效果较好；
② 脱色时用量少，油损失小； ③ 价格便宜； ④ 过滤较困难。
(5)沸石（新型材料） 主要成分：SiO2、Al2O3 特 点：① 脱色效果较好；
② 使油脂酸值和水分降低； ③ 价格便宜。
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2.吸附剂的种类
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概述
脱色的方法
1. 吸附脱色(吸附作用) 2. 加热脱色(热敏性色素) 3. 氧化脱色(对氧不安定的色素) 4. 化学试剂脱色(氧化试剂，如H2O2、O3等）
··················
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一、吸附脱色
利用某些对色素具有较强选择性吸附 作用的物质（吸附剂），在一定条件下吸 附油脂中色素及其他杂质的方法。
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§6-4 油脂的脱色
根据对成品油脂质量的要求，脱除油脂 中的部分色素，以改善油脂色泽，提高油 脂质量和稳定性的精炼工序称为脱色。
Institute of Food Science and Engineering
oilwhpu@
概述
色素的分类
有机色素
有机降解物 色原体
叶绿素(绿，红)、叶黄素(黄) 、类胡 萝卜素(红、橙) 、棉酚(深褐) 、铁 皂(深棕)等。
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2.吸附剂的种类
天然漂土(膨润土、蒙脱土)
40-120m2/g, M＋＋
活性白土
250—350m2/g M＋＋ → H＋
凹凸棒土
活性炭
沸石
硅藻土 硅胶
800m2/g 吸附磷脂 皂
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2.吸附剂的种类
(1)天然漂土(酸性白土) 学 名：膨润土 主要组分：蒙脱土 [Al14Si8O20(OH)4·nH2O] 少量 Ca、Mg、Fe、Na、K等 主要特点：① 悬浮液呈酸性( pH5-6 )； ② 比表面积较大，具有一定活性； ③ 脱色能力一般(脱色系数较低)； ④ 吸油率较高。
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2.吸附剂的种类
(2)活性白土 活性白土是以膨润土为原料经酸活化等处理加工成的活 性较高的吸附剂，在油脂工业的脱色中应用最广泛。
特点：① 悬浮液呈酸性( pH2-5 )； ② 比表面积大，活性较高； ③ 脱色能力较强(脱色系数较高)； ④ 吸油率较高； ⑤ 会使油脂呈味(白土腥味)。
1 n
—吸附特点常数，一般为0.4~4。
1/n大→初始脱色力强；持久力 不足；
K大→吸附脱色能力强ZH。I·LUO
4.吸附等温线
若将上述经验公式取对数，则得到一直线方程式：
lg X lg K 1 lg C
m
n
油脂色度（罗维朋红色单位）
每1%白土去除的色度（罗维朋 红）
截距
8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0
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温度对脱色效率的影响
罗维朋色度 红（25.4mm槽）
碱炼菜籽油在不同温度下试验结果:
5
真 空 度：754mmHg(残压0.8kPa)
时 间：20min；
4
活性白土：2%GO
3
2
1
0
20
40
60
80
100 120 140
160
脱色温度（℃）
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吸附剂加入时的温度对脱色效率的影响
(3)活性炭 活性炭是由木屑、蔗渣、谷壳、硬果壳等炭化后，再经 化学或物理活化处理而成。碳的含量高达 90%～98%， 密度为1.9～2.1t/m3，松密度为0.08～0.45t/m3 。 特点：① 比表面积很大，活性很高；
② 脱色能力很强(脱色系数很高)； ③ 吸油率很高； ④ 价格较贵。 一般不单独使用，往往与活性白土配合使用，相互取长 补短。（活性炭︰白土=1︰10～1︰20
吸附剂投入、废吸附剂处理及吸附剂吸油都会造成精炼成 本的提高。
因此，脱色油色度标准的制定，需根据油脂及其制品的质 量要求，力求在最低的消耗下获得油色在最大程度上的改善 为度。
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概述
脱色工段的作用
1. 脱除油脂中的色素 2. 脱除油脂中的微量金属(氢化后脱色) 3. 脱除残留肥皂、胶质及某些臭味物质 4. 脱除多环芳烃和残留农药等
罗维朋色度 红（133.4mm槽）
10
9
8
7 A
6
5
B
4 C
3
2
1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 漂土用量（%）
不同特性漂土的理论脱色曲线
A：K=0.5； 1 0.5 n
B：K=1.0； 1 0.5 n
C: K=0.6； 1 1.2 n
5.压滤脱色 色素与吸附剂在油脂中达到吸附平衡后，平衡浓度不再 降低。压滤脱色就是使油脂通过压滤机内的吸附剂层，此 时，吸附剂的有效浓度对油脂而言是很高的，这种浓度效 应引起了脱色剂与色素之间产生新的平衡，压滤过程，油 脂可被进一步脱色。
活性白土：(1%-5%)GO
每增加1%的活性白土，脱
色后油脂VA↗约0.01
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3.操作压强
脱色宜在真空状态下进行。 脱除吸附剂中的空气、水分，以利于发挥活性 色素热氧化反应缓慢(增色、褪色、固着、色原体呈色) 减少油脂的氧化
4.操作温度 最适宜的温度与油脂品种、吸附剂特性、操作压强和操 作时间等因素相关。可以在实验中优选而得。
结合水分：3%-7%； 游离水分：15%左右； 总 水 分：18%-22%。
*脱色率（%）
110
100
90
80
70
60
50
60
50
40
30
20
10
活性白土含水率（%）
* 指与标准（红3.0）比的相对值
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3.影响活性白土质量的因素
(4)松密度 松密度即松装密度，是指粉末在规定条件下自由充满标 准容器后测得的堆积密度（t/m3) 松密度↓→空隙度↑→比表面积↑→吸油量↑
X
V (C1 C2 )
1
KC n
m
m
式中：X—被吸附组分量(Kg)；
m—吸附剂量(Kg)；
V—待脱色油的体积(l)；
C1—被吸附组分在待脱色油中的浓度(Kg/l)； C2—被吸附组分在脱色油中的残留浓度(Kg/l)； C—吸附平衡时被吸附组分在油中的残留浓度(Kg组分/Kg油)；
K—吸附常数；
吸附形式：单分子层(较牢固)
吸附放热：较多 吸附平衡：较慢达到
吸附剂与被吸附物 之间发生电子转移 或形成共用电子。
一般在较高温条件下，以化学吸附为主。
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1.吸附剂表面的吸附
(3)吸附量 与被吸附物在油脂中的浓度和操作温度有关。当浓度一定 时，则吸附量随温度而变化。
温度较低时：以物理吸附为主。温度↗→吸附量↘ 温度较高时：以化学吸附为主。温度↗→吸附量↗
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几种活性白土的规格
项目
土别
原土
德国
总挥发物(%) * 游离水分(%) ** 粒度(%)200目/325目 pH值(10%水溶液) 水合二氧化硅(%) 松密度(t/m3) 吸油率(干基%) 活性指数 脱色效率[相对标准:红3.0)] 过滤速度(ml/min)
— 13.5 100/98 7.1 1.6 0.87 35.7 — — —
磷脂、蛋白质、糖类等胶质的水解 产物。（棕褐色）
色原体本身是无色的，但经氧化或 受某些试剂作用会呈现鲜亮颜色。
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概述
色素的影响
油品
外观质量
影
油品
响
深度加工
油品 贮藏稳定性
油品 食用安全性
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概述
油脂脱色的目的
并非要求理论性地脱尽所有色素，而在于获得色泽的改善 或为物理精炼和脱臭提供合格的油品。