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活性白土简介及在油脂脱色中的应用


食用油的脱色是油脂精炼过程的一部分它去除了那些对甘油三酯 (三酰甘油基的化合物)的外观和性质产生不利影响的杂质。通常首先进行脱胶和碱炼(中和)过程,脱色过程会去除之前工艺中不能去除的特定的有害杂质,脱色过程是吸附剂和油脂混合再过滤的过程,吸附剂的用量和特性关乎脱色操作的成功与否或效率高低。

一、活性白土

活性白土是以膨润土为原料经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广泛。活性白土对油脂中的色素,尤其是叶绿素及其他胶性杂质吸附能力很强,对于碱性原子团和极性原子团吸附能力更强。油脂经白土脱色后,会残留少许土腥味,可在脱臭过程除去。

二、成分

活性白土的成分主要为二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)、三氧化二铁(Fe2O3)等。

三、性能

 

活性白土的主要性能和用途为:

1、具有广泛的脱色吸附性和净化力,在油脂脱色过程应用中具有很好的吸附脱色效果,对色素和杂质有很强的吸附性,对植物油中的各种色素的脱色率达到85~95%

2、具有专一吸附性,能去除各类油脂深色素及杂质,如叶绿素、叶黄素及胡萝卜素,脱色净化后的油脂色泽浅、澄清、亮泽,且稳定性好、酸价低。

3、具有吸附和去除油脂中黄曲霉毒素、苯并芘的能力。

4、活性白土作为加工助剂在吸附上述色素、杂质及有害物质后,经严格过滤与油品完全分离,该项过滤技术及管控手段在国内为成熟技术。

5、活性白土有一定的保质期,一般为12月。过期的活性白土虽不会对油品质量产生影响,但因会吸附一定量的空气中的水分,使其脱色力下降,增加油脂损耗,从而导致生产加工成本提高。

四、生产工艺

以膨润土为原料的活性白土加工生产方法主要有全湿法、全干法、半湿法等。

传统的全湿法是将膨润土、硫酸、水混合后在搅拌的情况下加热到100℃活化一段时间后洗涤、烘干、破碎即得产品。该方法的缺点就是耗酸量大,因而导致洗涤用水量大,环境污染严重,成本高。

传统的全干法生产工艺是将少量硫酸和水与膨润土混合后充分搅拌,放置一段时间,然后烘干、分碎即得成品。这种方法虽然降低了用酸量,无废水排出等环境污染,但其产品质量较低,大大限制了其用途。

半湿法生产工艺是将少量硫酸和水与膨润土混合后充分搅拌,在一定温度下活化(放置)一段时间,然后加入酸和水再进行第二步活化。半湿法生产工艺则较好地解决了全湿法和全干法存在的问题,工艺简单,成本低,产品质量高。

一般来说,半湿法生产工艺比传统的工艺耗酸量降低一半至三分之二(1/22/3),用水量也降低1/22/3,废水少,稍加处理即无环境污染,成本低,在相同情况下,产品质量比传统方法脱色力提30%

五、在油脂精炼脱色中的应用

活性白土对色素具有较强选择性吸附作用,在一定条件下吸附油脂中的色素及其他杂质,从而达到脱色的目的。经过吸附剂处理的油脂,不仅达到了改善油色、脱除胶质的目的,而且还能有效地脱除油脂中的一些微量金属离子和一些能引起氢化催化剂中毒的物质,从而为油脂的进一步精制提供良好的条件。

活性白土因比表面积大,吸附能力强,活性度低,不与油脂及其它化学物质发生化学作用,目前已成为广泛的食用油脱色剂,脱色过程中白土的添加量是根据油脂的色泽及对成品油的要求标准来决定的,如小包装用油的内控标准就要比外售散油色泽要求标准高,脱色过程中白土使用量也稍微多一些。一般脱色使用量为油重的2%5%。白土添加量多,脱色效果越好。但过多的白土添加也会使成品油的得率下降,因为白土在吸附色素的同时也会吸附一些油脂,增加了炼耗和成本,一般精炼车间废白土的含油率一般20%-25%。目前,少数企业采用浸出法从活性废白土中将油分离出来,但分离后的油品由于白土的作用,色泽为乌黑,无法脱色出好的颜色。因此,国内油脂精炼厂家将废白土含油率作为活性白土厂家选择的一项重要指标。

六、精炼植物油脱色白土的验收标准

VI. Acceptance criteria of bleaching clay used for vegetable oil refining

色泽:白色或灰色,浅粉色

 

外观:粉末状固体

 

脱色率:≥90%

 

粒度(过200目筛网,%):≥90%

 

水分:≤10%

 

游离酸(以H2SO4计, %):≤0.3

 

国家标准GB25571-2011对活性白土理化指标规定如下:

七、用于植物油精炼脱色的其他脱色剂

 

我国的膨润土资源丰富,是世界较大的膨润土出产国。我国膨润土年消费量500万吨左右,其中,40%用于铁矿球团市场,30%用于铸造市场,活性白土占10%左右,主要用于食用油脂的精炼和石油工业中用于石油、油脂石蜡、蜡油、煤油等矿物的精炼脱色和净化,食品、医药行业也有应用。

用于油脂精炼的活性白土每年需求量20万吨左右,2016年我国的食用油脂消费量己达创纪录的3000万吨,脱色剂的需求量逐年增长,但是活性白土生产厂家众多,质量参差不齐,另外由于活性白土价格高于凹凸棒土,目前活性白土在油脂精炼行业的应用上,不仅行业内部竞争激烈、同时始终面临凹凸棒土等其它脱色材料的挑战。

1)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。其主要成分碳的含量高达9098%,密度为1.92.1/M3,松密度为0.080.45/M3,具有疏松的孔隙,比表面积大,脱色系数高,并具有疏水性,能够吸附高分子物质,对蓝色和绿色色素的脱除特别有效,还能脱除微量矿物油带给油脂的闪光。此外,对气体、多环芳烃和农药残毒等也有较强的吸附能力。由于价格昂贵,吸油率较高,在油脂脱色操作中往往与漂土或活性白土一起使用,混合比通常为11020。混合使用可明显提高脱色能力,并能脱除漂土腥味。

 2)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,这种土土质细腻,外观呈青灰色或灰白色。产地农民把它作饲料添加剂未发现动物病变。凹凸棒土的脱色效果良好,与活性白土比较,脱色时用量少,油损失小,价格便宜。问题是过滤较困难,应适当把土的细度放粗。

3)天然漂土
 

 

天然漂土,学名称膨润土。其主要组分是(Al4Si8O20(OH)4•nH2O),还混有少量CaMg•FeNaK等成分。其悬浮液的pH值为56,呈酸性,所以又称为酸性白土。天然漂土从开矿到研磨分级,仅经物理方法处理。其结构呈微孔晶体或无定形,比表面积比其他粘土大得多,具有一定活性,但其脱色系数较低(指同批油脂脱色前后,同时观察达到相同色度时油柱高的比率),吸油率也较高,因而逐渐为活性白土所代替。

4)沸石

 

沸石属酸性火山熔岩与碎屑沉积间层的多旋回、多矿层的湖盆沉积,多系火山玻璃的熔解或水解作用而成斜发沸石矿床,经采矿、筛选、碾磨、筛分即得沸石吸附剂。其化学组成主要为二氧化硅,其次是氧化铝。沸石具有较好的脱色效果,脱色时还能降低油脂的酸价和水分,价格比活性白土便宜,是油脂脱色的新材料。

4)沸石

 

沸石属酸性火山熔岩与碎屑沉积间层的多旋回、多矿层的湖盆沉积,多系火山玻璃的熔解或水解作用而成斜发沸石矿床,经采矿、筛选、碾磨、筛分即得沸石吸附剂。其化学组成主要为二氧化硅,其次是氧化铝。沸石具有较好的脱色效果,脱色时还能降低油脂的酸价和水分,价格比活性白土便宜,是油脂脱色的新材料。

6)其他脱色剂
 

 

应用于油脂脱色的吸附剂还有活性氧化铝以及经亚硫酸处理的氧化铝等。

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