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活性白土簡介及在油脂脫色中的應用

作者:njqinghai發布時間:2020-04-10 17:11

食用油的脫色是油脂精煉過程的一部分, 它去除了那些對甘油三酯 (三酰甘油基的化合物)的外觀和性質產生不利影響的雜質。通常, 首先進行脫膠和堿煉(中和)過程,脫色過程會去除之前工藝中不能去除的特定的有害雜質,脫色過程是吸附劑和油脂混合再過濾的過程,吸附劑的用量和特性關乎脫色操作的成功與否或效率高低。

一、活性白土

活性白土是以膨潤土為原料經處理加工成的活性較高的吸附劑,在油脂工業的脫色中應用最廣泛。活性白土對油脂中的色素,尤其是葉綠素及其他膠性雜質吸附能力很強,對于堿性原子團和極性原子團吸附能力更強。油脂經白土脫色后,會殘留少許土腥味,可在脫臭過程除去。

二、成分

活性白土的成分主要為二氧化硅(SiO2)、三氧化二鋁(Al2O3)、三氧化二鐵(Fe2O3)等。

三、性能

活性白土的主要性能和用途為:

1、具有廣泛的脫色吸附性和凈化力,在油脂脫色過程應用中具有很好的吸附脫色效果,對色素和雜質有很強的吸附性,對植物油中的各種色素的脫色率達到85~95%

 

2、具有專一吸附性,能去除各類油脂深色素及雜質,如葉綠素、葉黃素及胡蘿卜素,脫色凈化后的油脂色澤淺、澄清、亮澤,且穩定性好、酸價低。

3、具有吸附和去除油脂中黃曲霉毒素、苯并芘的能力。

4、活性白土作為加工助劑在吸附上述色素、雜質及有害物質后,經嚴格過濾與油品完全分離,該項過濾技術及管控手段在國內為成熟技術。

5、活性白土有一定的保質期,一般為12月。過期的活性白土雖不會對油品質量產生影響,但因會吸附一定量的空氣中的水分,使其脫色力下降,增加油脂損耗,從而導致生產加工成本提高。

四、生產工藝

以膨潤土為原料的活性白土加工生產方法主要有全濕法、全干法、半濕法等。

傳統的全濕法是將膨潤土、硫酸、水混合后在攪拌的情況下加熱到100℃活化一段時間后洗滌、烘干、破碎即得產品。該方法最大的缺點就是耗酸量大,因而導致洗滌用水量大,環境污染嚴重,成本高。

傳統的全干法生產工藝是將少量硫酸和水與膨潤土混合后充分攪拌,放置一段時間,然后烘干、分碎即得成品。這種方法雖然降低了用酸量,無廢水排出等環境污染,但其產品質量較低,大大限制了其用途。

半濕法生產工藝是將少量硫酸和水與膨潤土混合后充分攪拌,在一定溫度下活化(放置)一段時間,然后加入酸和水再進行第二步活化。半濕法生產工藝則較好地解決了全濕法和全干法存在的問題,工藝簡單,成本低,產品質量高。

一般來說,半濕法生產工藝比傳統的工藝耗酸量降低一半至三分之二(1/22/3),用水量也降低1/22/3,廢水少,稍加處理即無環境污染,成本低,在相同情況下,產品質量比傳統方法脫色力提30%

五、在油脂精煉脫色中的應用

活性白土對色素具有較強選擇性吸附作用,在一定條件下吸附油脂中的色素及其他雜質,從而達到脫色的目的。經過吸附劑處理的油脂,不僅達到了改善油色、脫除膠質的目的,而且還能有效地脫除油脂中的一些微量金屬離子和一些能引起氫化催化劑中毒的物質,從而為油脂的進一步精制提供良好的條件。

活性白土因比表面積大,吸附能力強,活性度低,不與油脂及其它化學物質發生化學作用,目前已成為最廣泛的食用油脫色劑,脫色過程中白土的添加量是根據油脂的色澤及對成品油的要求標準來決定的,如小包裝用油的內控標準就要比外售散油色澤要求標準高,脫色過程中白土使用量也稍微多一些。一般脫色使用量為油重的2%5%。白土添加量多,脫色效果越好。但過多的白土添加也會使成品油的得率下降,因為白土在吸附色素的同時也會吸附一些油脂,增加了煉耗和成本,一般精煉車間廢白土的含油率一般20%-25%。目前,少數企業采用浸出法從活性廢白土中將油分離出來,但分離后的油品由于白土的作用,色澤為烏黑,無法脫色出好的顏色。因此,國內油脂精煉廠家將廢白土含油率作為活性白土廠家選擇的一項重要指標。

 

六、精煉植物油脫色白土的驗收標準

色澤:白色或灰色,淺粉色

外觀:粉末狀固體

脫色率:≥90%

粒度(過200目篩網,%):≥90%

水分:≤10%

游離酸(以H2SO4計, %):≤0.3

國家標準GB25571-2011對活性白土理化指標規定如下:

七、用于植物油精煉脫色的其他脫色劑

我國的膨潤土資源豐富,是世界最大的膨潤土出產國。我國膨潤土年消費量500萬噸左右,其中,40%用于鐵礦球團市場,30%用于鑄造市場,活性白土占10%左右,主要用于食用油脂的精煉和石油工業中用于石油、油脂石蠟、蠟油、煤油等礦物的精煉脫色和凈化,食品、醫藥行業也有應用。

用于油脂精煉的活性白土每年需求量20萬噸左右,2016年我國的食用油脂消費量己達創紀錄的3000萬噸,脫色劑的需求量逐年增長,但是活性白土生產廠家眾多,質量參差不齊,另外由于活性白土價格高于凹凸棒土,目前活性白土在油脂精煉行業的應用上,不僅行業內部競爭激烈、同時始終面臨凹凸棒土等其它脫色材料的挑戰。

1)活性炭

活性炭是由木屑、蔗渣、谷殼、硬果殼等炭化后,再經化學或物理活化處理而成。其主要成分碳的含量高達9098%,密度為1.92.1/M3,松密度為0.080.45/M3,具有疏松的孔隙,比表面積大,脫色系數高,并具有疏水性,能夠吸附高分子物質,對藍色和綠色色素的脫除特別有效,還能脫除微量礦物油帶給油脂的閃光。此外,對氣體、多環芳烴和農藥殘毒等也有較強的吸附能力。由于價格昂貴,吸油率較高,在油脂脫色操作中往往與漂土或活性白土一起使用,混合比通常為11020。混合使用可明顯提高脫色能力,并能脫除漂土腥味

 2)凹凸棒土

 

凹凸棒土是一種富鎂纖維狀礦物,其主要成分為二氧化硅,這種土土質細膩,外觀呈青灰色或灰白色。產地農民把它作飼料添加劑未發現動物病變。凹凸棒土的脫色效果良好,與活性白土比較,脫色時用量少,油損失小,價格便宜。問題是過濾較困難,應適當把土的細度放粗。 

3)天然漂土

天然漂土,學名稱膨潤土。其主要組分是(Al4Si8O20(OH)4•nH2O),還混有少量CaMg•FeNaK等成分。其懸浮液的pH值為56,呈酸性,所以又稱為酸性白土。天然漂土從開礦到最后研磨分級,僅經物理方法處理。其結構呈微孔晶體或無定形,比表面積比其他粘土大得多,具有一定活性,但其脫色系數較低(指同批油脂脫色前后,同時觀察達到相同色度時油柱高的比率),吸油率也較高,因而逐漸為活性白土所代替。

4)沸石

沸石屬酸性火山熔巖與碎屑沉積間層的多旋回、多礦層的湖盆沉積,多系火山玻璃的熔解或水解作用而成斜發沸石礦床,經采礦、篩選、碾磨、篩分即得沸石吸附劑。其化學組成主要為二氧化硅,其次是氧化鋁。沸石具有較好的脫色效果,脫色時還能降低油脂的酸價和水分,價格比活性白土便宜,是油脂脫色的新材料。

5)硅藻土

 

硅藻土由單細胞類的硅酸鉀殼遺骸在自然力作用下演變而成。純度較好的硅藻土呈白色,一般為淺灰色或淡紅褐色,主要化學成分為二氧化硅,對色素有一定的吸附能力,但脫色系數較低,吸油率較高,油脂工業生產中多用作助濾劑。

6)其他脫色劑

應用于油脂脫色的吸附劑還有活性氧化鋁以及經亞硫酸處理的氧化鋁等。

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