《油脂脱色》PPT课件.ppt

油脂脱色 Bleaching,第四章,棉籽毛油,白土的成本 白土吸附的油损耗 废白土的处理,500吨/日炼油厂 白土用量1%，150万/年 废白土带油50%，400万/年,油脂脱色，也称吸附法脱色或吸附处理，是最昂贵的一道精炼工序,油脂脱色,脱色目的和原理 吸附剂 脱色的影响因素 脱色工艺和设备 共3/4课时,1.脱色目的和原理 1.1 脱色目的 1.2 脱色原理 (吸附等温线) 1.3 脱色效果的评定 1.4 脱色与其它精炼工序的关系,1.1 脱色目的,为什么要脱色,色泽影响外观，一般，消费者喜欢色泽浅的油脂产品,脱色工序大大改善了油品的氧化稳定性,脱色工序对脱臭十分重要，是油品在接受高温处理前，杂质得以去除的最后一关,完全除去油脂氧化产物 最大限度除去微量金属 最大限度除去残皂 最大限度除去残余磷脂 最大限度除去分子量较大的多环芳烃和农残,脱色过程中，除去哪些杂质？,去杂务尽，脱色适度,部分除去色素 主要除去叶绿素、新生色素（即加工过程中形成的色素） 而以天然状态存在的色素，在脱臭时，热裂解可有效脱除之,脱色目的,脱色的目的，在于使脱色后的油品在色泽上有所改善，而并非理论性地脱尽油中所有色素；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，为下步脱臭工序提供合格的原料油,脱色工序是不可以省略的，即使毛油色泽很浅。否则，全精炼后，油品的风味劣化,色泽事小，风味事大,思考题,“油脂脱色，Bleaching”和“油中色素的脱除，Decolorization”二者，在概念上有什么区别？ 漂洗，Bleaching 漂白；洗涤,1.2 脱色原理,热脱色(高温裂解，如脱臭时) 光脱色(光氧化分解) 化学试剂脱色（如H2O2，Na2SO3） 以上仅用于非食用油的脱色,吸附法脱色 在一定条件下，某些物质，如活性炭、膨润土、凹凸棒土等，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“脱色”，不如称“吸附”更恰当,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，即为固体在溶液中的的吸附作用 吸附作用是由于固体表面力作用的结果 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，也称表观吸附量，它是吸附量的极限，对吸附设计、操作和过程控制有重要意义,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，使固液界面自由能降低多的溶质吸附量大 吸附与溶解是相反的过程，故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；反之也然,吸附等温方程（吸附平衡）,待脱色油中，杂质含量在mg/kg(ppm)级，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,弗兰德里胥（Freundlich）吸附等温方程,X/m =KC1/n 其中： X被吸附组分的量（Kg） m吸附剂的量（Kg） C吸附平衡时，色素在油中的残留浓度（Kg/Kg油） K吸附常数 n吸附特点常数，一般为0.44 如何通过实验求出n与K的值,lg(x/m) =lgk+(1/n)lgC,K，n,吸附等温曲线,X/m,吸附速率,吸附速率受最慢速的步骤控制 (1) 外部扩散。吸附剂周围的液相中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，从而完成脱附 吸附与脱附这两步的速度远比外扩散与内扩散为快。因此，通常影响吸附过程总速度的是外扩散与内扩散速度,吸附过程,1.3 脱色效果的评定,脱色效果的评定，即脱色油的色度标准的制定，应根据油脂种类、毛油质量和精炼油用途的不同，力求在最高的除杂效果和最低的油损耗前提下，获得油色在最大程度上的改善为度,评定原则,指标：油耗、残磷、残皂、过氧化值、重金属、农残、色度、脱色率,色度测定,国际通用方法一 罗维朋(Lovibond)色度计法 浅色油脂,色阶玻璃片,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的罗维朋值，即油脂的色泽,R11Y20,国际通用方法二 分光光度计法 深色毛油,色度测定,叶绿素b 460nm 叶绿素a 680nm,叶绿素a或b在可见光谱区有很强的吸收带，摩尔吸收系数在有机化合物中最大，大于105cm. molL 最高吸收率的位置，叶绿素b在460nm，叶绿素a在680nm,1.4 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、酸炼、脱臭工序都有脱色作用,色素的脱除并不全靠脱色工序，叶绿素例外,脱色工序在精炼工艺中的位置,色素的脱除贯穿于整个精炼过程,叶绿素的脱去,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,酸值对脱色油品的影响,脱色与脱臭关系,脱臭时，高温裂解色素 特别是胡萝卜素类，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 但脱臭不当，会产生新色素及色素固定化，这种色素难以脱去,脱臭对色素的降解,思考题,一般，正常毛油中叶绿素含量在150ng/kg左右，全精炼油中叶绿素含量降低到10-20ng/kg，呈悦目浅黄色。如果油中叶绿素含量达50ng/kg，则油呈绿、灰色，不能销售。 精炼油厂常遇到“绿油”现象，即毛油经过脱胶、脱酸和脱色处理，色泽已浅黄，绿色几乎观察不到，但是脱臭后，油品却呈明显的绿色，为何？ （提示：叶绿素的热稳定性高于胡萝卜素）,2 吸附剂,2.1 吸附剂选择依据 2.2 吸附剂种类 2.3 吸附反应,2.1 吸附剂选择依据,具有选择性吸附作用。大量吸附杂质而少吸油，用少量吸附剂就达效果,化学性质稳定，与油无化学作用，不使油带上异味,具一定工程特性，如机械强度、几何形状等，使用方便，能以简便的方法与油脂分离,具备上述条件的吸附剂尚未见报道,来源广、价廉、使用经济,合乎工业要求的吸附剂首先是多孔性、比表面积大的物质,2.2 吸附剂种类,天然漂土 膨润土、凹凸棒土 40120m2/g,活性白土 酸性白土 250350m2/g,膨润土 蒙脱土 凹凸棒土 活性炭 沸石 硅藻土 硅胶,活化/酸处理,目前，活性白土用量最大,蒙脱土结构和成分,凹凸棒土结构,Mg5Si8O20(OH)2(OH2)44H2O 化学成分 SiO2 53.61% Al2O3 9.29% Fe2O3 3.1% TiO2 0.39% MgO13.20% CaO 0.2% Na2O 0.04% K2O 0.25% H2O 19.8%,凹凸棒石粘土细微结构,2.3 吸附剂表面现象,主要作用 吸附作用Adsorption 次要作用 水解 热催化氧化 离子交换,吸附作用Adsorption,物理吸附 化学吸附 选择性吸附，对于某些杂质有特殊的吸附作用 由于白土晶格带负电，故阳离子和极性物质易被吸附,Sorption 吸着 Absorption 吸收 Adsorption 吸附,水解 热催化氧化 离子交换,3 脱色的影响因素,（1）油 色素状态，天然or新生 残皂50mg/kg 磷5mg/kg 水分,降低对残皂吸附,FFA增加,脱色三因素,在选择工艺及白土前，了解待脱色油中杂质、色素的性状和可脱性，有的放矢，事半功倍,(2 ) 吸附剂 品质规格 用量1%，用量过大对脱色不利,白土质量因素 原土质量 酸活化程度 水分 孔隙度 比表面积 酸度 颗粒度,白土粒度,粒度越细，表面积越大，脱色效率越高，但过滤困难 粒度控制：200目筛通过率90，10m以下越少越好,（3 ）工艺 温度 压力 时间 搅拌 均匀接触，时间一致,温度提高，主、副反应均加快，因此，有一最佳温度T T取决于油脂、吸附剂品种和特性、压力 脱红色的温度脱黄色 白土活性高，减压，低温 白土活性低，常压，高温,操作温度,某些油脂的推荐脱色温度,思考题,脱色时升高温度，脱色油的酸度增加。但温度对脱色油的酸度的影响有一临界点。随着温度升高至临界点以上，脱色油的FFA可大幅增加，WHY？,操作时间,取决于吸附平衡，搅拌好，易达平衡，20min左右 与温度有关 100105，30min 120，5min 延长时间，有利脱色 时间过长，色度回升，酸价升高，油脂氧化，有漂土味，也不经济,时间一致：脱色后及时快速过滤 间歇式，因先后过滤，油和土接触时间不一，难 连续，连续，较易。但物料短路、返混和局部死区，部分油和土在设备中的停留时间不一,常压，伴随热氧化、催化、共轭化 减压(8kp)，热氧化甚微，可认为只有吸附 高活性白土，不饱和度高的油，宜减压 低活性白土，饱和度高的油，宜常压 热催化氧化 利：氧化退色 弊：引起色素生成和固定 活性低的白土，催化氧化的性能也低，吸附和褪色的程度超过了新色素生成和色素固定的程度,操作压力,混合程度,脱色过程属非均相反应，在吸附剂的表面进行 良好混合，均匀接触，仅快建立吸附平衡，避免长时接触 常压脱色 混合强度应使白土在油中呈均匀悬浮态，过于强烈，增加氧化 减压脱色 激烈混合，以不引起油脂飞溅为度,混合工艺,4 脱色工艺,全量一次投入 只建立一次吸附平衡 分批吸附 分批添加，新添土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土，对深色油仍有脱色力 预脱色复脱色工艺，两段逆流脱色,脱色工艺,脱色用过滤机，220目不锈钢滤网 初滤脱色清油的安全过滤，1015m,两段逆流脱色,两段逆流脱色工艺,两段逆流脱色,节省白土,节省白土1540%,5 脱色设备,白土定量器 脱色器 分离设备 过滤机 压滤机,白土定量的均匀,白土定量 变速螺旋机 预混合工艺 活塞式定量装置,脱色设备,分离设备,厢式压滤机或板