第四章油脂脫色2006

1、油脂脫色油脂脫色Bleaching第四章第四章棉籽毛油棉籽毛油n油脂脫色，也稱吸附法脫色或油脂脫色，也稱吸附法脫色或吸附吸附處理，是處理，是油脂脫色油脂脫色1.1.脫色目的和原理脫色目的和原理2.2.吸附劑吸附劑3.3.脫色的影響因素脫色的影響因素4.4.脫色工藝和設(shè)備脫色工藝和設(shè)備共共3/4課時(shí)課時(shí)1.1.脫色目的和原理脫色目的和原理1.1 1.1 脫色目的脫色目的1.2 1.2 脫色原理脫色原理 ( (吸附等溫線吸附等溫線) )1.3 1.3 脫色效果的評(píng)定脫色效果的評(píng)定1.4 1.4 脫色與其它精煉工序的關(guān)系脫色與其它精煉工序的關(guān)系1.1 脫色目的脫色目的為什么要脫色為什么要脫色n色澤影

2、響外觀，一般，消費(fèi)者喜歡色色澤影響外觀，一般，消費(fèi)者喜歡色澤淺的油脂產(chǎn)品澤淺的油脂產(chǎn)品n脫色工序大大改善了油品的氧化穩(wěn)定性脫色工序大大改善了油品的氧化穩(wěn)定性n脫色工序?qū)γ摮羰种匾怯推吩诮邮芨邷靥幟撋ば驅(qū)γ摮羰种匾?，是油品在接受高溫處理前，雜質(zhì)得以去除的最后一關(guān)理前，雜質(zhì)得以去除的最后一關(guān)n完全除去完全除去油脂氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物n最大限度除去最大限度除去微量金屬金屬n最大限度除去殘?jiān)須堅(jiān)韓最大限度除去殘余磷脂殘余磷脂n最大限度除去分子量較大的多環(huán)芳烴和農(nóng)殘多環(huán)芳烴和農(nóng)殘脫色過程中，除去哪些雜質(zhì)？脫色過程中，除去哪些雜質(zhì)？去雜務(wù)盡，脫色適度去雜務(wù)盡，脫色適度n部分除去部分除去色素色素 主要

3、除去葉綠素、新生色素（即加工過程中形成的色素） 而以天然狀態(tài)存在的色素，在脫臭時(shí)，熱裂解可有效脫除之脫色目的脫色目的n脫色的目的，在于使脫色后的油品在色澤上有所改脫色的目的，在于使脫色后的油品在色澤上有所改善，而并非理論性地脫盡油中所有色素；有時(shí)甚至主善，而并非理論性地脫盡油中所有色素；有時(shí)甚至主要不是為了去除色素，而是要脫除色素以外的其它雜要不是為了去除色素，而是要脫除色素以外的其它雜質(zhì)，為下步脫臭工序提供合格的原料油質(zhì)，為下步脫臭工序提供合格的原料油n脫色工序是不可以省略的，即使毛油色澤很淺。否則，脫色工序是不可以省略的，即使毛油色澤很淺。否則，全精煉后，油品的風(fēng)味劣化全精煉后，油品的風(fēng)味

4、劣化n色澤事小，風(fēng)味事大色澤事小，風(fēng)味事大思考題思考題n“油脂脫色，油脂脫色，Bleaching”Bleaching”和和“油中色素的脫除，油中色素的脫除，DecolorizationDecolorization”二者，在概念上有什么區(qū)別？二者，在概念上有什么區(qū)別？n漂洗，漂洗，Bleaching Bleaching 漂白；漂白；洗滌洗滌1.2 脫色原理脫色原理n熱脫色熱脫色( (高溫裂解，如脫臭時(shí)高溫裂解，如脫臭時(shí)) )n光脫色光脫色( (光氧化分解光氧化分解) )n化學(xué)試劑化學(xué)試劑脫色（如脫色（如H2O2，Na2SO3） 以上僅用于非食用油的以上僅用于非食用油的脫色脫色n吸附法脫色吸附法脫

5、色 在一定條件下，某些物質(zhì)，如活性炭、在一定條件下，某些物質(zhì)，如活性炭、膨潤(rùn)土、膨潤(rùn)土、凹凹凸棒土等，對(duì)色素和其他雜質(zhì)具有較強(qiáng)的凸棒土等，對(duì)色素和其他雜質(zhì)具有較強(qiáng)的選擇性吸附作選擇性吸附作用用，從而達(dá)到脫色、除雜的目的，從而達(dá)到脫色、除雜的目的u如其稱如其稱“脫色脫色”，不如稱，不如稱“吸附吸附”更恰當(dāng)更恰當(dāng)固液界面的吸附固液界面的吸附n不溶性固體與液體接觸，溶液中某些組分會(huì)在固體表面富集，不溶性固體與液體接觸，溶液中某些組分會(huì)在固體表面富集，即為固體在溶液中的的吸附作用即為固體在溶液中的的吸附作用n吸附作用是由于固體表面力作用的結(jié)果吸附作用是由于固體表面力作用的結(jié)果n吸附平衡是動(dòng)態(tài)平衡吸附平

6、衡是動(dòng)態(tài)平衡n平衡時(shí)，溶質(zhì)在固體中的濃度稱為平衡吸附量，也稱表觀吸平衡時(shí)，溶質(zhì)在固體中的濃度稱為平衡吸附量，也稱表觀吸附量，它是吸附量的極限，對(duì)吸附設(shè)計(jì)、操作和過程控制有附量，它是吸附量的極限，對(duì)吸附設(shè)計(jì)、操作和過程控制有重要意義重要意義 影響吸附的因素影響吸附的因素n溶質(zhì)分子以分子狀態(tài)吸附時(shí)的規(guī)律溶質(zhì)分子以分子狀態(tài)吸附時(shí)的規(guī)律1.特勞貝規(guī)則特勞貝規(guī)則稀溶液中，使固液界面自由能降低多的溶稀溶液中，使固液界面自由能降低多的溶質(zhì)吸附量大質(zhì)吸附量大2.吸附與溶解是相反的過程，故溶解度越小越容易被吸附吸附與溶解是相反的過程，故溶解度越小越容易被吸附3.吸附是放熱過程，溫度升高一般對(duì)吸附不利吸附是放熱過

7、程，溫度升高一般對(duì)吸附不利4.極性吸附劑容易吸附極性強(qiáng)的溶質(zhì)；反之也然極性吸附劑容易吸附極性強(qiáng)的溶質(zhì)；反之也然吸附等溫方程吸附等溫方程（吸附平衡）（吸附平衡）n待脫色油中，雜質(zhì)含量在待脫色油中，雜質(zhì)含量在mg/kgmg/kg( (ppmppm) )級(jí)，可視作稀溶液級(jí)，可視作稀溶液n在稀溶液中，吸附達(dá)在稀溶液中，吸附達(dá)平衡平衡時(shí)，平衡吸附量是溫度和油相時(shí)，平衡吸附量是溫度和油相中雜質(zhì)殘留濃度的函數(shù)中雜質(zhì)殘留濃度的函數(shù)X/m =F(cX/m =F(c，T)T)n一定溫度下，吸附量只與雜質(zhì)平衡濃度有關(guān)一定溫度下，吸附量只與雜質(zhì)平衡濃度有關(guān) X/m =F(cX/m =F(c) )等溫吸附方程反映了平衡

8、吸附量與平衡濃度的關(guān)系等溫吸附方程反映了平衡吸附量與平衡濃度的關(guān)系弗蘭德里胥（弗蘭德里胥（Freundlich）吸附等溫方程吸附等溫方程X/m =KC1/n其中：其中：X被吸附組分的量（被吸附組分的量（Kg）m吸附劑的量（吸附劑的量（Kg） C吸附平衡時(shí)，色素在油中的殘留濃度（吸附平衡時(shí)，色素在油中的殘留濃度（Kg/Kg油）油）K吸附常數(shù)吸附常數(shù)n吸附特點(diǎn)常數(shù)，一般為吸附特點(diǎn)常數(shù)，一般為0.44 如何通過實(shí)驗(yàn)求出如何通過實(shí)驗(yàn)求出n與與K的值的值 lg(lg(x/mx/m) =lgk+(1/n)lgC) =lgk+(1/n)lgCK K，n n測(cè)定者測(cè)定者油品油品吸附劑吸附劑脫色條件脫色條件K1

9、/nBailey棉籽油棉籽油天然漂土天然漂土10.600.40Bailey棉籽油棉籽油活性白土活性白土11.140.84King大豆油大豆油天然漂土天然漂土22.300.36Hinners大豆油大豆油活性白土活性白土20.250.33Hassler椰子油椰子油天然漂土天然漂土20.501.30Hassler椰子油椰子油活性碳活性碳27.201.80西校滑石公司西?；九ＶＶ钚园淄粱钚园淄?0.650.77Sierra talc牛脂牛脂活性白土活性白土10.850.80吸附等溫曲線吸附等溫曲線白土用量m(%)C/色澤X/m =KCX/m =KC1/n1/nX/mX/m吸附速率吸附速率n吸

10、附速率受最慢速的步驟控制吸附速率受最慢速的步驟控制(1) 外部擴(kuò)散。吸附劑周圍的液相中組分?jǐn)U散穿過液膜到達(dá)固體表面外部擴(kuò)散。吸附劑周圍的液相中組分?jǐn)U散穿過液膜到達(dá)固體表面(2) 內(nèi)部擴(kuò)散。組分從固體表面進(jìn)入其微孔道，在微孔道的液相中擴(kuò)散到微孔表面內(nèi)部擴(kuò)散。組分從固體表面進(jìn)入其微孔道，在微孔道的液相中擴(kuò)散到微孔表面(3) 吸附。擴(kuò)散到微孔表面的組分分子被固體所吸附，完成吸附吸附。擴(kuò)散到微孔表面的組分分子被固體所吸附，完成吸附(4) 脫附。已被吸附的組分分子，部分脫附，離開微孔道表面脫附。已被吸附的組分分子，部分脫附，離開微孔道表面(5) 內(nèi)反擴(kuò)散。脫附的組分分子從孔道內(nèi)液相擴(kuò)散到吸附劑外表面內(nèi)反

11、擴(kuò)散。脫附的組分分子從孔道內(nèi)液相擴(kuò)散到吸附劑外表面(6) 外反擴(kuò)散。組分分子從外表面反擴(kuò)散穿過液膜，進(jìn)入外界周圍的液體中，從而外反擴(kuò)散。組分分子從外表面反擴(kuò)散穿過液膜，進(jìn)入外界周圍的液體中，從而完成脫附完成脫附n吸附與脫附這兩步的速度遠(yuǎn)比外擴(kuò)散與內(nèi)擴(kuò)散為快。因此，通常影響吸附過程總吸附與脫附這兩步的速度遠(yuǎn)比外擴(kuò)散與內(nèi)擴(kuò)散為快。因此，通常影響吸附過程總速度的是外擴(kuò)散與內(nèi)擴(kuò)散速度速度的是外擴(kuò)散與內(nèi)擴(kuò)散速度吸附過程吸附過程1.3 1.3 脫色效果的評(píng)定脫色效果的評(píng)定n 脫色效果的評(píng)定，即脫色效果的評(píng)定，即脫色油的色度標(biāo)準(zhǔn)的制定，應(yīng)脫色油的色度標(biāo)準(zhǔn)的制定，應(yīng)根據(jù)油脂種類、毛油質(zhì)量和精煉油用途的不同，力

12、根據(jù)油脂種類、毛油質(zhì)量和精煉油用途的不同，力求在最高的除雜效果和最低的油損耗前提下，獲得求在最高的除雜效果和最低的油損耗前提下，獲得油色在最大程度上的改善為油色在最大程度上的改善為度度評(píng)定原則評(píng)定原則n 指標(biāo)：油耗、殘磷、殘?jiān)?、過氧化值、重金屬、指標(biāo)：油耗、殘磷、殘?jiān)?、過氧化值、重金屬、農(nóng)殘、農(nóng)殘、色度色度、脫色率脫色率色度測(cè)定色度測(cè)定國際通用方法一國際通用方法一n羅維朋羅維朋(Lovibond(Lovibond) )色度計(jì)法色度計(jì)法n淺色油脂淺色油脂色階玻璃片n調(diào)節(jié)黃色和紅色色階的調(diào)節(jié)黃色和紅色色階的玻璃片，與油樣比較，二玻璃片，與油樣比較，二者色澤相當(dāng)時(shí)，黃、紅玻者色澤相當(dāng)時(shí)，黃、紅玻璃片

13、上的數(shù)字即為該油的璃片上的數(shù)字即為該油的羅維朋值，即油脂的色澤羅維朋值，即油脂的色澤R R1111Y Y2020國際通用方法二國際通用方法二n分光光度計(jì)法分光光度計(jì)法n深色毛油深色毛油色度測(cè)定色度測(cè)定葉綠素b 460nm葉綠素a 680nm 1.4 1.4 脫色與其它精煉工序的關(guān)系脫色與其它精煉工序的關(guān)系v油中色素的脫除貫穿于整個(gè)精煉過程，脫膠、堿煉、脫膠、堿煉、酸煉、脫臭工序都有脫色作用酸煉、脫臭工序都有脫色作用v色素的脫除并不全靠脫色工序，葉綠素例外脫色工序在精煉工藝中的位置脫色工序在精煉工藝中的位置色素的脫除貫穿于整個(gè)精煉過程色素的脫除貫穿于整個(gè)精煉過程工序工序色澤降低程度色澤降低程度中

14、和中和78red脫色脫色22.5red脫臭脫臭0.30.6red氫化氫化取決氫化程度取決氫化程度葉綠素的脫去工序工序降低程度降低程度中和中和25%脫色，脫色，0.25%白土白土75%脫色，脫色，0.75%白土白土90%脫臭脫臭少量少量氫化氫化取決氫化程度取決氫化程度脫色與脫酸的關(guān)系精煉次序精煉次序脫色效果脫色效果脫膠脫膠中和脫酸中和脫酸吸附脫色吸附脫色脫臭脫臭R1.7Y15脫膠脫膠吸附脫色吸附脫色中和脫酸中和脫酸脫臭脫臭R3.9Y22游離脂肪酸覆蓋了白土表面的吸附點(diǎn)，對(duì)白土脫色力游離脂肪酸覆蓋了白土表面的吸附點(diǎn)，對(duì)白土脫色力有一定影響有一定影響酸值對(duì)脫色油品的影響酸值對(duì)脫色油品的影響低酸值菜油

15、低酸值菜油高酸值菜油高酸值菜油酸值酸值A(chǔ)V脫色率脫色率%酸值酸值 AV脫色率脫色率%白土白土10.2293.433.0577.50白土白土20.2395.333.0177.37白土白土30.1594.452.9578.75脫色與脫臭關(guān)系脫色與脫臭關(guān)系n脫臭時(shí)，高溫裂解色素脫臭時(shí)，高溫裂解色素n特別是胡蘿卜素類，分解成特別是胡蘿卜素類，分解成小分子物質(zhì)，可揮發(fā)除去，小分子物質(zhì)，可揮發(fā)除去，減少了脫色工段脫去大量色減少了脫色工段脫去大量色素的必要性素的必要性n但脫臭不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生新色素但脫臭不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生新色素及色素固定化，這種色素難及色素固定化，這種色素難以脫去以脫去脫臭對(duì)色素的降解脫臭對(duì)色素的降解

16、思考題思考題 一般，正常毛油中葉綠素含量在一般，正常毛油中葉綠素含量在150ng/kg150ng/kg左右，全精左右，全精煉油中葉綠素含量降低到煉油中葉綠素含量降低到10-20ng/kg10-20ng/kg，呈悅目淺黃色。如，呈悅目淺黃色。如果油中葉綠素含量達(dá)果油中葉綠素含量達(dá)50ng/kg50ng/kg，則油呈綠、灰色，不能銷，則油呈綠、灰色，不能銷售。售。 精煉油廠常遇到精煉油廠常遇到“綠油綠油”現(xiàn)象，即毛油經(jīng)過脫膠、脫現(xiàn)象，即毛油經(jīng)過脫膠、脫酸和脫色處理，色澤已淺黃，綠色幾乎觀察不到，但是脫酸和脫色處理，色澤已淺黃，綠色幾乎觀察不到，但是脫臭后，油品卻呈明顯的綠色，為何？臭后，油品卻呈明

17、顯的綠色，為何？ （提示：葉綠素的熱穩(wěn)定性高于胡蘿卜素）（提示：葉綠素的熱穩(wěn)定性高于胡蘿卜素）2 吸附劑2.1 吸附劑選擇依據(jù)吸附劑選擇依據(jù)2.2 吸附劑種類吸附劑種類2.3 吸附反應(yīng)吸附反應(yīng)2.1 吸附劑選擇依據(jù)吸附劑選擇依據(jù)n具有選擇性吸附作用。大量吸附雜質(zhì)而少吸油，用少量具有選擇性吸附作用。大量吸附雜質(zhì)而少吸油，用少量吸附劑就達(dá)效果吸附劑就達(dá)效果n化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與油無化學(xué)作用，不使油帶上異味化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與油無化學(xué)作用，不使油帶上異味n具一定工程特性，如機(jī)械強(qiáng)度、幾何形狀等，使用方具一定工程特性，如機(jī)械強(qiáng)度、幾何形狀等，使用方便，能以簡(jiǎn)便的方法與油脂分離便，能以簡(jiǎn)便的方法與油脂分離v具備

18、上述條件的吸附劑尚未見報(bào)道具備上述條件的吸附劑尚未見報(bào)道n來源廣、價(jià)廉、使用經(jīng)濟(jì)來源廣、價(jià)廉、使用經(jīng)濟(jì)合乎工業(yè)要求的吸附劑首先是多孔性、比表面積大的物質(zhì)合乎工業(yè)要求的吸附劑首先是多孔性、比表面積大的物質(zhì)2.2 2.2 吸附劑種類吸附劑種類天然漂土天然漂土膨潤(rùn)土、膨潤(rùn)土、凹凸棒土凹凸棒土40120m2/g活性白土活性白土酸性白土酸性白土250350m2/g膨潤(rùn)土蒙脫土凹凸棒土活性炭沸石硅藻土硅膠活化活化/ /酸處理酸處理v目前，活性白土用量最大目前，活性白土用量最大蒙脫土結(jié)構(gòu)和成分蒙脫土結(jié)構(gòu)和成分凹凸棒土結(jié)構(gòu)凹凸棒土結(jié)構(gòu)nMg5Si8O20(OH)2(OH2)44H2On化學(xué)成分SiO2 53.

19、61%Al2O3 9.29%Fe2O3 3.1%TiO2 0.39%MgO13.20%CaO 0.2%Na2O 0.04%K2O 0.25%H2O 19.8%凹凸棒石粘土細(xì)微結(jié)構(gòu)凹凸棒石粘土細(xì)微結(jié)構(gòu)2.3 2.3 吸附劑表面現(xiàn)象吸附劑表面現(xiàn)象1. 主要作用u吸附作用Adsorption2. 次要作用u水解u熱催化氧化u離子交換 吸附作用Adsorptionn物理吸附n化學(xué)吸附n選擇性吸附，對(duì)于某些雜質(zhì)有特殊的吸附作用n由于白土晶格帶負(fù)電，故陽離子和極性物質(zhì)易被吸附Sorption吸著Absorption吸收Adsorption吸附水解熱催化氧化離子交換3 3 脫色的影響因素脫色的影響因素（1）

20、油n色素狀態(tài)，天然or新生n殘?jiān)?0mg/kgn磷5mg/kgn水分,降低對(duì)殘?jiān)砦?FFA增加脫色三因素n在選擇工藝及白土前，了解待脫色油中雜質(zhì)、色素的性狀和可脫性，有的放矢，事半功倍(2 ) 吸附劑n品質(zhì)規(guī)格n用量1%，用量過大對(duì)脫色不利白土質(zhì)量因素白土質(zhì)量因素原土質(zhì)量原土質(zhì)量酸活化程度酸活化程度水分水分孔隙度孔隙度比表面積比表面積酸度酸度顆粒度顆粒度白土粒度n粒度越細(xì)，表面積越大，脫色效率越高，但過濾困難n粒度控制：200目篩通過率90，10m以下越少越好（3 ）工藝n溫度n壓力n時(shí)間n攪拌均勻接觸，時(shí)間一致n溫度提高，主、副反應(yīng)均加快，因此，有一最佳溫度TnT取決于油脂、吸附劑品種和特

21、性、壓力n脫紅色的溫度脫黃色n白土活性高，減壓，低溫n白土活性低，常壓，高溫操作溫度某些油脂的推薦脫色溫度油脂名稱油脂名稱最高脫色溫度（最高脫色溫度（）最高溫度下最高溫度下的接觸時(shí)間的接觸時(shí)間（minmin）常壓常壓減壓減壓棉棉 籽籽 油油10410482822020亞麻籽油亞麻籽油888877772020棕櫚核油棕櫚核油11011082822020棕棕 櫚櫚 油油1131131131132020花花 生生 油油10410482822020菜菜 籽籽 油油10410482822020大大 豆豆 油油10410482822020葵花籽油葵花籽油10410482822020思考題n脫色時(shí)升高溫度，

22、脫色油的酸度增加。但溫度對(duì)脫色油的酸度的影響有一臨界點(diǎn)。隨著溫度升高至臨界點(diǎn)以上，脫色油的FFA可大幅增加，WHY？操作時(shí)間n取決于吸附平衡，攪拌好，易達(dá)平衡，20min左右n與溫度有關(guān) 100105，30min 120，5minn延長(zhǎng)時(shí)間，有利脫色n時(shí)間過長(zhǎng)，色度回升，酸價(jià)升高，油脂氧化，有漂土味，也不經(jīng)濟(jì)時(shí)間一致：脫色后及時(shí)快速過濾時(shí)間一致：脫色后及時(shí)快速過濾n間歇式，因先后過濾，油和土接觸時(shí)間不一，難間歇式，因先后過濾，油和土接觸時(shí)間不一，難n連續(xù)，連續(xù)，較易。但物料短路、返混和局部死區(qū)，部連續(xù)，連續(xù)，較易。但物料短路、返混和局部死區(qū)，部分油和土在設(shè)備中的停留時(shí)間不一分油和土在設(shè)備中的停留時(shí)間不一n常壓，伴隨熱氧化、催化、共軛化n減壓(8kp)，熱氧化甚微，可認(rèn)為只有吸附 n高活性白土，不飽和度高的油，宜減壓n低活性白土，飽和度高的油，宜常壓n熱催化氧化n利：氧化退色n弊：引起色素生成和固定n活性低的白土，催化氧化的性能也低，吸附和褪色的程度超過了新色素生成和色素固定的程度操作壓力操作壓力混合程度混合程度脫色過程屬非均相反應(yīng)，在吸附劑的表面進(jìn)行n良好混合，均勻接觸，僅快建立吸附平衡，避免長(zhǎng)時(shí)接觸n常壓脫色 混合強(qiáng)度應(yīng)使白土在油中呈均勻懸浮態(tài)，過于強(qiáng)烈，增加氧化