油脂精炼工艺与装备脱色ppt课件.ppt

第四章 脱色1.基本概念纯净的甘三酯在呈液态时无色，呈固态时为白色常见的各种油脂都带有不同的颜色有些是在油料贮藏、制油、加工等过程中产生的色素有些是天然色素主要分为：有机色素、有机降解物、色原体三类大部分色素无毒色素的影响影响油脂的外观质量(消费性)、使用性能及深度加工(专用油等)影响油脂的食用安全性(多环芳烃、真菌毒素、农药残留、金属离子等)影响油脂的贮藏稳定性(叶绿素、金属离子等)我国的传统习惯吃有色油，对普通食用油可保留一定颜色生产高品质油脂一定需要进行脱色处理,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,1,油脂中的色素有机色素类胡萝卜素(红色、橙色)、叶红素(红色)、叶黄素(黄色)、叶绿素(绿色、红色)、棉酚(深褐色)、铁盐(深棕色)等有机降价物：磷脂、蛋白质、糖类等胶质的水解、结合产物(棕褐色)色原体：色原体本身无色但经氧化或受某些试剂的作用：呈现鲜亮的颜色1.1.植物油中主要的天然色素油料中所含的色素在制油过程：溶解迁移到油脂相叶红素(烃类的类胡萝卜素)(-胡萝卜素80%)(抗光敏氧化)高度不饱和，较油脂更易氧化，保护油脂但氧化到一定程度后，成为氧的载体，促进氧化叶黄素(醇类的类胡萝卜素)：-胡萝卜素、-胡萝卜素的二羟基衍生物 叶绿素绿色光敏物质(光敏氧化)抗氧化剂对油脂的光敏氧化反应无法终止植物油中主要天然色素的含量：ppm、ppb,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,2,叶红素植物油脂中常见的是-胡萝卜素，含量视油脂的品种而异棕榈油中：-胡萝卜素、-胡萝卜素含量高达0.1%棕榈油呈棕红色叶黄素烃类的类胡萝卜素的羟基衍生物常见的是叶黄素-胡萝卜素的二羟基衍生物常和叶绿素同存在于植物中叶绿素某些油脂橄榄油、青皮大豆油、亚麻籽油、菜籽油含有一定的叶绿素或脱镁叶绿素而呈暗绿色或深绿色油脂中 a型叶绿素约占75%，容易脱镁油脂中b型叶绿素约占25%，不易脱镁,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,3,叶黄素主要成分：叶黄素叶黄素：-胡萝卜素的二羟基衍生物,叶红素 主要成分：-胡萝卜素植物油脂中：-胡萝卜素约占85%,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,4,植物油脂中：a型叶绿素约占75%容易脱镁植物油脂中：b型叶绿素约占25%不易脱镁,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,5,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,6,1.2.植物油中的加工色素油脂生产(储运、加工)中新生成的色素用普通的吸附剂对其脱色无效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糖类的焦化，色原体氧化后呈现出颜色等霉变、蛋白质、磷脂等有机降解产物蛋白质分解为氨基酸，多糖分解为单糖，经过一系列反应(美拉德反应)而生成的色素蛋白质、糖类降解后生成新的结合物(如胺基糖等)是一种棕黑色色素油脂及类脂物(如磷脂、棉酚)氧化、异构化产物在制油过程中应避免形成新色素,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,7,1.3.食用油的脱色吸附脱色在一定条件下：某些物质(如膨润土、凹凸棒土、活性炭等)对色素和其他杂质具有较强的选择性吸附作用，从而达到脱色、除杂的目的如其称为“脱色”，不如称为“吸附”更恰当油脂吸附脱色：是最昂贵的一道精炼工序1200吨/日大豆油精炼厂年损失约1000万元白土的成本：白土用量0.51.5%白土吸附的油损耗：废白土带油2050%废白土的处理：无法生物降解，需深埋处理热脱色：高温裂解(如脱臭时的脱色)1.4.非食用油的脱色光脱色(光氧化分解)化学试剂脱色(如H2O2，Na2SO3等),油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,8,1.5.脱色效果的评定评定原则脱色效果的评定脱色油的色度标准的制定：应根据油脂的种类、毛油的质量、精炼油用途等的不同，力求在最高的除杂效果、最低的油损耗前提下，油脂“色泽及品质”得到最大程度上的改善脱色效果的指标成品油的色值、脱色率、油脂吸附量、残磷量、残皂量、过氧化值、残留农药、多环芳烃、微量金属、真菌毒素等罗维朋(Lovibond)色度计法浅色油脂分光光度计法深色毛油,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,9,调节黄色和红色色阶的玻璃片与油样比较二者色泽相当时黄、红玻璃片上的数字即为该油脂的罗维朋值即为该油脂的色泽,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,10,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,11,叶绿素a或叶绿素b在可见光谱区有很强的吸收带最高吸收率的位置叶绿素b在460nm，叶绿素a在680nm,叶绿素b,叶绿素a,-胡罗卜素叶红素,叶黄素,藻红蛋白,藻青蛋白,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,12,2.吸附脱色2.1.吸附脱色的作用和目的2.1.1.吸附脱色的作用部分脱除：油脂中的色素主要除去叶绿素、新生色素(即加工过程中形成的色素)天然状态存在的色素-类胡萝卜素在脱臭时，热裂解(热脱色)可有效脱除部分脱除：臭味物质完全除去：油脂氧化产物最大限度除去：微量金属、多环芳烃、有毒物质、残留农药等最大限度除去：微量胶质、皂粒、及其它皂化物质等成品油回炼尽管油色很浅，但脱色仍然是必不可少的工序,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,13,2.1.2.吸附脱色的目的改善油脂色泽：一般消费者喜欢色泽浅的油脂产品油脂产品质量：达到不同产品等级的要求脱色工序大大改善了：油脂的氧化稳定性脱色：脱臭前的标准化工序脱色工序对脱臭十分重要油脂在接受高温处理前：杂质脱除的最后一关脱色：力求最低的油脂损耗，最低的有害副反应脱色后的油脂在色泽上有所改善即可而并非理论上的脱尽油中所有色素有时甚至主要不是为了去除色素，而是要脱除色素以外的其它杂质为下一步脱臭工序提供合格的原料油全精炼油：脱色工序不可以省略即使毛油色泽很浅，也需要脱色否则，全精炼后，油脂的风味劣化色泽事小，风味事大精炼过程中的各单元都有不同程度的脱色作用,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,14,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,15,一般将“吸附”定义为气体或液相中的物质优先分配在固体物质的表面上吸附相是吸附剂，在吸附剂表面被富集或吸附的是吸附质把“吸附”定义为一种物质在固体或液体表面的局部浓度比在整体中浓度增大的现象因此，吸附是溶质在界面上的“浓缩现象”油脂精炼加工中专用的“吸附”定义吸附剂表面对油溶性杂质的吸附这一定义用于油脂脱色时变得更全面些；即吸附是油脂通过物理和化学的相互作用，使其中的污染物富集在吸附剂上，并在后续工艺操作前除去污染物，由此改善油脂的质量在油脂吸附中为获得最大吸附量，并使催化有害副反应最小；控制操作时间非常重要有害副反应：油脂水解、氧化、异构化、聚合，类胡萝卜素热分解,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,16,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,17,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,18,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,19,吸附脱色传统上是指用粉末状白土处理油脂，降低其中色素(主要是各种脱镁叶绿素和类胡萝卜素)水平的工艺白土与油加热混合脱色滤除得到更透明、色泽更浅、更稳定的油，大豆油还会更加可口吸附净化白土还与油中的：皂粒、磷脂、过氧化物、游离脂肪酸等其他非色素组分：存在着相互作用其相互作用过程与色泽降低的过程同样重要 吸附、吸收吸收不同于吸附吸收：是将物质填充在颗粒之间和颗粒内部的空隙之中即物质在吸附剂内部或粒子之间的三维空间中的填充吸附：是纯粹的表面现象,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,20,2.2.吸附脱色的原理主要是利用某些对色素有强选择性作用的物质(吸附剂)；吸附除去油脂内色素及其它杂质的方法主要吸附剂活性白土、活性炭、凹凸棒土等2.2.1.固液界面的吸附不溶性固体与液体接触，溶液中某些组分会在固体表面富集固体在溶液中的的吸附作用吸附作用是由于固体表面物理引力(如范德华引力)作用的结果吸附平衡是动态平衡平衡时，溶质在固体中的浓度称为平衡吸附量(表观吸附量)平衡吸附量(吸附极限)对吸附设计、操作、过程控制具有重要的意义,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,21,2.2.2.影响吸附的因素溶质分子以分子状态吸附时的规律特劳贝规则稀溶液中固液界面自由能降低越多溶质吸附量越大吸附与溶解是相反的过程溶解度越小越容易被吸附吸附是放热过程温度升高一般对吸附不利极性吸附剂容易吸附极性强的溶质反之亦然非极性吸附剂容易吸附非极性强的溶质,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,22,2.2.3.吸附脱色基础2.2.3.1.吸附剂的表面现象主要作用：吸附作用选择性吸附：对于某些杂质有特殊的吸附作用活性白土晶格带负电，固体酸、阳离子交换剂、酸性催化剂、助滤剂阳离子和极性物质易被吸附，非极性物质吸附能力相对较弱活性炭：对多环芳烃(PAH)和其他大分子多环物具有较强的吸附能力 次要作用：水解、热催化氧化、离子交换 2.2.3.2.吸附剂表面的吸附物理吸附(非选择性吸附)靠吸附剂和色素分子间的范德华引力，达到平衡很快，放热很少不需要活化能，无选择性；低温(100)以单分子层化学吸附为主,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,23,吸附工艺是用两种吸附方式把污染物吸引和吸附在吸附剂的表面物理吸附：通过相应的物固体表面物理引力(如范德华引力)或吸附剂的分子筛特性，将污染物黏附到吸附剂上；相对来说，物理吸附的分子，受极化作用的力(如范德华引力)控制，电子结构不发生任何重要变化化学吸附：通过离子键(可逆)或共价键(不可逆)把污染物直接结合到吸附剂的表面；只要污染物分子与吸附剂表面之间发生了某种电子交换，就可基本上认为该污染物发生了化学吸附精炼过程中的脱色条件有利于化学吸附，随着脱色的进行，污染物从高浓度变成较低浓度，温度从低温(100)变成较高温；逐渐：化学吸附物理吸附脱色温度100，吸附剂的物理性质和化学性质联合作用，使得初级反应和次级副反应增多，强化了吸附过程；化学吸附物理吸附共价键结合的污染物，如：胡萝卜素和氢过氧化物一旦吸附在脱色白土上，就趋向于进行催化氧化，形成二级氧化产物(如：醛、酮)此吸附不可逆离子键结合的污染物(包括：皂、叶绿素、磷脂和微量金属)可吸附，也可解吸，且分子结构不发生降解,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,24,2.2.3.3.等温吸附经验公式(吸附平衡)待脱色油中杂质含量在极小(ppm/ppb数量级)时：可视作稀溶液在稀溶液中，吸附达平衡时平衡吸附量：是温度和油相中杂质残留浓度的函数X/m=f(c，T)一定温度下吸附量只与杂质平衡浓度有关 X/m=f(c)等温吸附方程反映了平衡吸附量与平衡浓度的关系X/m=KC1/n lg(X/m)=lgK+(1/n)lgC其中：X 已被吸附的吸附质(吸附组分)的量(mg)m 吸附剂的量(g)C 在吸附平衡状态时，溶液中吸附质的残留浓度(mg/L)在吸附平衡状态时，色素在油中的残留浓度(mg/g油)常用：罗维朋比色的红值表示；或采用：吸光率、色素浓度 K 吸附常数 n 吸附特点常数，一般为0.44 通过实验求出n与K的值,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,25,典型脱色吸附等温线,X/m：吸附剂浓度K：吸附剂的活性或吸附剂的脱色能力吸附剂的活性活性度愈高K值愈大 吸附剂用量愈少1/n：吸附剂本身的吸附情况的特性决定吸附剂能力发挥最大能力的范围，与吸附剂的脱色持久力有关1/n越大初始脱色能力强 脱色持久能力不足,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,26,不同特性白土的理论脱色曲线一般情况下都要求K值大的吸附剂K值：白土B白土A 白土B：K值大的吸附剂符合要求在不降低K值的情况下1/n值愈大愈好单位色度2.1：白土B优于白土CK：吸附剂的吸附脱色能力1/n：吸附剂本身的吸附特性1/n越大初始脱色能力强脱色持久能力不足,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,27,K：吸附剂的吸附脱色能力如果两种吸附剂具有不同的吸附容量K，即K1K2，那么用同样吸附方式吸附(n相同)，需要的吸附剂相对用量将与K值成反比1/n：吸附剂本身吸附特性一个高1/n值的吸附剂在初期可相对有效绑定油中色素但是在油色浅至一定程度时就相对无效了(脱色持久能力不足)在不减小K值的情况下，高1/n值是所期望的K值和1/n值：均随工艺条件的变化而变化包括：吸附剂种类、温度、水分含量、油脂来源、其它微量油溶性成分、脱色工艺,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,28,2.2.4.吸附速率吸附速率受最慢速的步骤控制(1)外部扩散吸附剂周围液相中的组分扩散穿过液膜到达固体表面(2)内部扩散组分从固体表面进入其微孔道，在微孔道的液相中扩散到微孔表面(3)吸附扩散到微孔表面的组分分子被固体所吸附，完成吸附(4)脱附已被吸附的组分分子，部分脱附，离开微孔道表面(5)内部反扩散脱附的组分分子从孔道内液相扩散到吸附剂外表面(6)外部反扩散组分分子从外表面反扩散穿过液膜，进入外界周围的液体中吸附与脱附这两步的速度远比外部扩散与内部扩散为快因此，通常影响吸附过程总速度的是外部扩散与内部扩散速度,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,29,(1)外部扩散(2)内部扩散(3)吸附(4)脱附(5)内部反扩散(6)外部反扩散,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,30,2.3 脱色与其它精炼工序的关系油中色素的脱除贯穿于整个精炼过程脱胶、碱炼、脱臭工序都有脱色作用油中色素的脱除并不全靠脱色工序；叶绿素除外,叶绿素的脱除,各工序的脱色,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,31,脱色与脱酸的关系,游离脂肪酸覆盖了白土表面的吸附点，对白土脱色力有一定影响,酸值对脱色油脂的影响,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,32,脱臭时：高温裂解色素特别是类胡萝卜素，分解成小分子物质，可挥发除去减少了脱色工段脱去大量色素的必要性脱臭不当会产生：新色素、色素固定新色素、色素固定：难以脱去,脱臭对色素的降解,脱色与脱臭关系,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,33,油脂脱色并非理论上的脱去所有色素而是为了获得油脂色泽改善为油脂脱臭工序提供合格的原料油用白土脱色作为脱臭的前置工序是很有必要的它起到了最后脱除微量金属、残留农药、过氧化物、磷脂、皂等的作用确保有碍于高温水蒸汽蒸馏的杂质除净一般有经验的精炼工作人员在脱臭后，油脂的质量达不到要求时需回炼也是从脱色工序开始并不管油脂色泽是否合格,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,34,2.4.吸附剂 2.4.1.吸附剂的种类1)天然漂土(膨润土、蒙脱土)主要组分Al4Si8O20(OH)4(nH2O)还混有少量Ca、Mg、Fe、Na、K等成分pH=68；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2)活性白土(酸性白土)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，脱色能力高活性白土加工：开矿粗碎酸活化水洗干燥碾磨过筛等工序pH=2.55.5，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(100106)酸活性白土对油色的脱除效率是天然漂土的1.52.0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,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,35,GB 25571-2011 活性白土,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,36,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,37,3)凹凸棒土是一种富镁纤维状矿物，分子式：(Mg，Al)2 Si4O10(OH)(4H2O)主要成分为二氧化硅(SiO2)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4)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(6501300 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1020活性炭与8090的白土混合使用油脂应用(中孔径 孔径250nm)涉及到对高分子量污染物的吸附这些高分子量污染物分子的尺寸不能渗透到微孔里(小孔径2nm)应用中最好是具有大量中孔的活性炭,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,38,GB 29225-2012 凹凸棒粘土,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,39,GB 29215-2012 植物活性炭(木质活性炭),油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,40,活性白土具有：固体酸、阳离子交换剂、酸性催化剂、助滤剂等的特征偏亲水性(油脂吸附量较少)对多环芳烃(PAH)和其他大分子多环物的吸附能力较弱晶格带负电阳离子和极性物质易被吸附；非极性物质吸附能力相对较弱对脱镁叶绿素(叶绿素)的吸附能力强对色素、胶态物质吸附能力较强对碱性原子基团、极性基团具有更强的吸附能力活性炭偏亲油性(油脂吸附量较多)对非极性的“色素、胶溶性杂质”吸附能力较强对蓝色和绿色的色素：脱除效率特别高、特别有效对气体、多环芳烃、农药残毒也有较强的吸附能力能有效、高效地吸附活性白土不能吸附的高分子化合物(如多环芳烃)往往和活性白土混合使用，可显著提高脱色效率1020活性炭与80%90的漂白土混合使用,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,41,5)硅胶化学纯度很高通常干基中：SiO299.5，Al2O30.1，Fe2O30.01仅有痕量的碱和碱土氧化物活性高(比表面积通常达5001200m2/g)、吸附能力强，价格昂贵对皂(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635nm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(5070)硅胶吸附净化油脂，孔内拥有足够量的水(60wt)是另一重要条件水的存在，虽然表面上看并不影响磷脂的吸附，但明显改善了油中硅胶的过滤性能，即使在脱色过程中油温使水分大幅损失的情况下也是如此硅胶与活性炭一样，可与脱色白土混合，用于油脂的吸附净化在脱色的开始接触阶段和辅助压滤中，存在足够的水分(30wt)，即可使硅胶结构展开(无水洗碱炼)；硅胶吸附磷脂的能力是白土的710倍，很少用量就可以替代部分白土，减少所需脱色白土的总用量1025硅胶与5075的白土混合使用,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,42,对磷脂、皂(及其结合的金属离子)等极性强的杂质：有选择性、且吸附能力很强对天然色素(叶绿素、脱镁叶绿素、类胡萝卜素)：没有选择性、且吸附能力很弱应用：无水洗碱炼中和工艺,GB 29204-2012 硅胶,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,43,6)沸石新型吸附剂主要成分为二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝Al2O3用酸性火山熔岩经采矿、筛选、碾磨、筛分等处理沸石吸附剂脱色效果较好，价格较低7)硅藻土助滤剂8)其他吸附剂活性氧化铝等,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,44,为增加过滤速度，需加一小部分硅藻土作为助滤剂,GB 14936-2012 硅藻土,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,45,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,46,2.4.2.吸附剂的选择依据价格、活性、吸油率：综合平衡比表面积大、孔径适合、多孔油脂工业吸附剂应具备条件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、不使油脂带上异味来源广、价廉使用经济活性白土、凹凸棒粘土活性炭、硅胶、硅藻土,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,47,2.4.3.影响活性白土质量的因素1)活性白土的含水量结合水分：应控制在 47%游离水分：应控制在 15%，晶格支架，太低会降低脱色能力总 水 量：应控制在 1822%水分太高：会油脂酸价上升2)活性白土的游离水分游离水分：起着分隔、支撑蒙脱土的晶格，使其呈多层晶格的作用脱色时：游离水分逸出，空出来的就是活化表面若没有游离水分：蒙脱土晶格的内层消失，也就不会有这些内层活化表面活性白土干燥脱水：比表面积缩小，降低脱色能力,活性表面,活性表面,含水白土,脱水白土,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,48,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,49,3)活性白土酸化(活化)处理,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,50,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,51,酸用量对脱色效率的影响,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,52,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,53,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,54,4)松密度松密度越小空隙率越大比表面积越大滤饼吸油量越大5)颗粒度颗粒度越细比表面积越大脱色效率越高滤饼吸油量越大过滤速度越慢，过滤困难粒度控制：200目(75m)筛通过率90，10m以下越少越好6)比表面积脱色温度低：应采用高活性的活性白土高活性的活性白土：比表面积250300m2/g脱色温度高：应采用低活性的活性白土低活性的活性白土：比表面积180240m2/g菜籽油(卡诺拉油)：富含叶绿素，与低活性白土相比，高活性白土对高叶绿素含量卡诺拉油脱色更为适合大豆油：初始叶绿素含量相对较低，低活性、高活性两种等级白土的之间差别太小，所以选择高活性白土产品的意义不大大豆油：更重视对残磷、残皂的吸附能力(凹凸棒土、硅胶),油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,55,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,56,7)孔隙总体积孔隙总体积越高脱色效率越高滤饼吸油量越大8)水合二氧化硅水合二氧化硅越高脱色效率越高滤饼吸油量越大9)pH值=25可将活性白土(包括：凹凸棒土、活性炭)这样的酸性吸附剂归类为固体酸脱色过程中常添加：柠檬酸或磷酸改善吸附剂的吸附活性，由此提高了工艺效率典型：棕榈油干法脱胶物理精炼,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,57,2.5.影响吸附脱色的因素2.5.1.油脂的品质及前处理 了解待脱色油中：杂质、色素特征、可脱性有的放矢，事半功倍油脂中色素的成分天然色素：易脱除；新生色素、加工色素(色泽固定)：很难脱除优质油脂原料：脱色效率高前处理油脂原料的最合适的水分0.20.3%(脱色前需干燥)油脂原料的水分过高对残磷、残皂的吸附能力降低，且游离脂肪酸(FFA)增加前处理：磷、皂、FFA含量低脱色效率高磷和皂容易被吸附剂所吸附，干扰吸附剂对色素的吸附及其它功能FFA覆盖了吸附剂表面的吸附点，对吸附剂的脱色能力有一定影响残留胶质及悬浮杂质的含量残皂100ppm、磷5ppm、悬浮杂质0.05%、FFA0.05,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,58,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,59,2.5.2.吸附剂的质量和用量价格、活性、吸油率：综合平衡比表面积大、孔径适合、多孔原料油性质、脱色油要求、工艺与装备吸附剂质量吸附动力学：受到吸附剂的吸附能力、油和吸附剂相互作用的程度，以及给定的接触条件与工艺参数的影响吸附剂(包括矿物质粘土、活性碳、硅胶)都要进行物理和化学的改性，增强其在精炼脱色过程中除去“油中有害污染物”的吸附能力(脱色活性)一般来说：选择活性较高的吸附剂吸附剂用量脱色剂用量和脱色需要接触的时间长短有一种间接关系这种关系受到搅拌程度与油温的较大影响一般占油重的0.23%，用量过大对脱色不利(有害副反应、成本增加)用量增加脱色效率增大FFA增大得率降低,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,60,2.5.3.操作压力宜采用：减压真空条件下脱色不同操作压力下呈现出不同的脱色效果减压状态下脱色：不饱和程度高的油脂、活性度较高的吸附剂常压状态下脱色：饱和程度高的油脂、活性度较低的吸附剂脱色常常伴有热氧化副反应减压(8kPa)：热氧化甚微，可认为只有吸附脱除了吸附剂中的空气、水分，有利于发挥吸附剂的活性操作温度较低，减少了油脂的氧化，色素的热氧化反应(增色、色泽固定、色原体呈色、退色)缓慢常压：伴随热氧化、催化、共轭化即使使用低活性的吸附剂，催化氧化的能力有所降低但仍然：“新色素的生成和色素固定”“吸附、退色”热催化氧化利：氧化退色弊：引起“新色素的生成和色素固定”不宜采用：常压脱色、活性低的吸附剂,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,61,2.5.4.操作温度原料油脂的品种和特性、吸附剂的品种和特性、操作压力温度低(100)化学吸附为主在一定范围内：温度越高吸附量越大；超过范围，解吸速度增大操作温度取决于原料油脂的品种和特性脱红色温度较高 脱黄色温度较低最低操作温度 805；棕榈油(类胡箩卜素)：16010操作温度取决于吸附剂的品种和特性吸附剂活性高减压、低温；吸附剂活性低常压、高温操作温度取决于操作压力减压真空脱色：典型的操作温度 855减压真空脱色：实际的操作温度 1105脱色温度过高：会造成油脂回色、酸价升高脱色温度提高：主、副反应均加快；因此，有一最佳温度通过适当的搅拌、并控制油温，使吸附剂(脱气除氧)迅速分散,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,62,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,63,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,64,2.5.5.脱色时间脱色时间：一般指“脱色吸附剂和油脂在最高温度条件下”的接触时间在最适宜的条件下色素可以在5min内达到吸附平衡，获得最大的吸附量对大多数污染物，约在30min内可达到吸附平衡在最高温度下的脱色时间决定于吸附剂与色素间的吸附平衡初始阶段：延长时间，有利脱色；吸附解吸，色素被吸附或氧化褪色过长的时间：吸附解吸；脱色速度明显缓慢甚至造成回色酸价升高、油脂氧化、油脂带异味、共轭化；也不经济氧化增色、高温色泽固定、色原体呈色正常时间：1030min可满足脱色的要求取决于吸附平衡：搅拌好，易达平衡，20min与温度有关：100105 30min；120 5min脱色时间的一致性：脱色后应及时快速过滤间歇式：因先后过滤，油和吸附剂的接触时间并不统一连续式：物料短路、返混、局部形成死区部分油和吸附剂在设备中的停留时间并不统一,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,65,时间过长新色素生成油脂回色,脱色时间对菜籽油脱色程度的影响,碱炼菜籽油压力：8kPa温度：120添加白土量：2%,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,66,时间过长新色素生成油脂回色,脱色时间对大豆油脱色程度的影响,8kPa,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,67,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,68,2.5.6.混合程度 脱色过程属固液非均相反应，在吸附剂的表面进行，反应要充分良好混合，均匀接触，尽快建立吸附平衡，避免长时接触常压脱色：吸附剂在油中呈均匀悬浮状态；过于强烈，增加氧化减压脱色：混合激烈，但不造成油脂飞溅(油脂氧化、飞溅损失)2.5.7.脱色工艺一次投入：只建立一次吸附平衡分批吸附：分批添加，新添吸附剂与前次剩余色素建立新平衡逆流吸附：得到最大脱色效率在浅色油中达到平衡的吸附剂，对深色油仍有脱色力油脂与脱色吸附剂逆流脱色、多次吸附平衡，脱色效果好预脱色-复脱色工艺，两段逆流脱色工艺均匀一致性：多层隔板脱色塔，管道式连续脱色器油脂脱色前的干燥、低温添加吸附剂、预混合及析气除氧(油脂氧化),油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,69,预脱色复脱色工艺,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,70,两段逆流脱色工艺：节省白土1540%,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,71,吸附剂颗粒度和过滤速度、吸油量的关系,2.5.8.过滤,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,72,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,73,4.吸附脱色工艺4.1.间歇式脱色工艺待脱色油的前处理除杂、脱胶、脱酸油脂除氧及脱水加热油至8090，残压8kPa，时间2030min添加吸附剂真空吸入，避免吸入空气可预先用吸附剂和少量油混合成泥浆，再用真空吸入到脱色锅中脱色过程添加吸附剂后，将油脂加热至脱色温度，并配合搅拌脱色温度90(100)，残压8kPa，最高温度下20min将油冷却至70以下，板框过滤机过滤吸附剂的分离进油量由小到大，以便形成好的滤饼结构，从而保证过滤速率,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,74,间歇式脱色工艺,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,75,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,76,4.2.连续管道式脱色工艺,预热和析气：8590白土混合流动脱色,添加吸附剂,预热,析气,加热,反应,冷却,过滤,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,77,管道式脱色设备,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,78,4.3.连续式脱色工艺预 热：95105除氧干燥：真空闪发脱氧，2.58.0kPa 白土混合：待脱色油和定量的白土混合脱色反应：2.58.0kPa，温度1051150C，时间30min冷却过滤：滤饼的形成，过滤，压滤，干燥，冷却安全过滤：精密过滤，孔径；避免吸附剂白土进入脱臭工序4.3.1.常规连续式脱色工艺4.3.2.典型连续式脱色工艺4.3.3.连续式脱色设备,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,79,常规 连续脱色工艺,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,80,干式 连续脱色工艺,6.7kPa,白土,1 mmHg133.322 Pa 1 torr=1 mmHg,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,81,湿式 连续脱色工艺,干燥,白土,脱色反应,脱色反应、干燥：真空度不同,6.7kPa,67kPa,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,82,二步 硅胶 连续脱色工艺,硅胶,白土,6.7kPa,67kPa,干燥,脱色反应,硅胶混合,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,83,硅胶,白土,助滤剂,活性炭,硅胶：对微量残皂及残磷有高活性和选择性；用于预脱色工艺中，白土最省,助滤剂(硅藻土)预涂脱色硅胶脱皂排渣,叶滤机过滤程序,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,84,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,85,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,86,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,87,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,88,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,89,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,90,脱色油的处理脱色油易氧化宜立即脱臭、氢化冷藏或充氮存储,滤饼复脱色有附加脱色效果(35%)，相对于穿过滤油中的色素，吸附剂有效浓度很高，接近于逆流脱色工业应用未脱色油穿过滤饼，达到预脱色的效果；但需要增加过滤机、且未脱色油的过滤速度较慢,立式叶片过滤机,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,91,脱色过滤操作工艺,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,92,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,93,5.其它脱色法5.1.热能脱色法油脂中的某些热敏性色素受热分解褪色需要在减压下进行，操作温度为140左右，色泽退变后应及时冷却，以减缓油脂的热氧化5.2.光能脱色法(光氧化分解)油脂中的天然色素(类胡萝卜素、叶绿素等)能吸收可见光或近紫外光的能量，双键氧化，发色基团的结构破坏而裉色但伴有油脂的光氧化从而促进油脂的氧化酸败5.3.试剂脱色法化学试剂脱色(如H2O2，Na2SO3等)5.4.空气脱色法5.5.其它脱色法,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,94,油脂精炼工艺与装备,第四章 脱色,95,