第四章油脂脱色2006

1、油脂脱色油脂脱色Bleaching第四章第四章棉籽毛油棉籽毛油n油脂脱色，也称吸附法脱色或油脂脱色，也称吸附法脱色或吸附吸附处理，是处理，是油脂脱色油脂脱色1.1.脱色目的和原理脱色目的和原理2.2.吸附剂吸附剂3.3.脱色的影响因素脱色的影响因素4.4.脱色工艺和设备脱色工艺和设备共共3/4课时课时1.1.脱色目的和原理脱色目的和原理1.1 1.1 脱色目的脱色目的1.2 1.2 脱色原理脱色原理 ( (吸附等温线吸附等温线) )1.3 1.3 脱色效果的评定脱色效果的评定1.4 1.4 脱色与其它精炼工序的关系脱色与其它精炼工序的关系1.1 脱色目的脱色目的为什么要脱色为什么要脱色n色泽影

2、响外观，一般，消费者喜欢色色泽影响外观，一般，消费者喜欢色泽浅的油脂产品泽浅的油脂产品n脱色工序大大改善了油品的氧化稳定性脱色工序大大改善了油品的氧化稳定性n脱色工序对脱臭十分重要，是油品在接受高温处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理前，杂质得以去除的最后一关n完全除去完全除去油脂氧化产物氧化产物n最大限度除去最大限度除去微量金属金属n最大限度除去残皂残皂n最大限度除去残余磷脂残余磷脂n最大限度除去分子量较大的多环芳烃和农残多环芳烃和农残脱色过程中，除去哪些杂质？脱色过程中，除去哪些杂质？去杂务尽，脱色适度去杂务尽，脱色适度n部分除去部分除去色素色素 主要

3、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目的n脱色的目的，在于使脱色后的油品在色泽上有所改脱色的目的，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质，为下步脱臭工序提供合格的原料油n脱色工序是不可以省略的，即使毛油色泽很浅。否则，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，油品的风味劣化全精炼后，油品的风味

4、劣化n色泽事小，风味事大色泽事小，风味事大思考题思考题n“油脂脱色，油脂脱色，Bleaching”Bleaching”和和“油中色素的脱除，油中色素的脱除，DecolorizationDecolorization”二者，在概念上有什么区别？二者，在概念上有什么区别？n漂洗，漂洗，Bleaching Bleaching 漂白；漂白；洗涤洗涤1.2 脱色原理脱色原理n热脱色热脱色( (高温裂解，如脱臭时高温裂解，如脱臭时) )n光脱色光脱色( (光氧化分解光氧化分解) )n化学试剂化学试剂脱色（如脱色（如H2O2，Na2SO3） 以上仅用于非食用油的以上仅用于非食用油的脱色脱色n吸附法脱色吸附法脱

5、色 在一定条件下，某些物质，如活性炭、在一定条件下，某些物质，如活性炭、膨润土、膨润土、凹凹凸棒土等，对色素和其他杂质具有较强的凸棒土等，对色素和其他杂质具有较强的选择性吸附作选择性吸附作用用，从而达到脱色、除杂的目的，从而达到脱色、除杂的目的u如其称如其称“脱色脱色”，不如称，不如称“吸附吸附”更恰当更恰当固液界面的吸附固液界面的吸附n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，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即为固体在溶液中的的吸附作用n吸附作用是由于固体表面力作用的结果吸附作用是由于固体表面力作用的结果n吸附平衡是动态平衡吸附平

6、衡是动态平衡n平衡时，溶质在固体中的浓度称为平衡吸附量，也称表观吸平衡时，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重要意义 影响吸附的因素影响吸附的因素n溶质分子以分子状态吸附时的规律溶质分子以分子状态吸附时的规律1.特劳贝规则特劳贝规则稀溶液中，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质吸附量大质吸附量大2.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与溶解是相反的过程，故溶解度越小越容易被吸附3.吸附是放热过程，温度升高一般对吸附不利吸附是放热过

7、程，温度升高一般对吸附不利4.极性吸附剂容易吸附极性强的溶质；反之也然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等温方程（吸附平衡）（吸附平衡）n待脱色油中，杂质含量在待脱色油中，杂质含量在mg/kgmg/kg( (ppmppm) )级，可视作稀溶液级，可视作稀溶液n在稀溶液中，吸附达在稀溶液中，吸附达平衡平衡时，平衡吸附量是温度和油相时，平衡吸附量是温度和油相中杂质残留浓度的函数中杂质残留浓度的函数X/m =F(cX/m =F(c，T)T)n一定温度下，吸附量只与杂质平衡浓度有关一定温度下，吸附量只与杂质平衡浓度有关 X/m =F(cX/m =F(c) )等温吸附方程反映了平衡

8、吸附量与平衡浓度的关系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（弗兰德里胥（Freundlich）吸附等温方程吸附等温方程X/m =KC1/n其中：其中：X被吸附组分的量（被吸附组分的量（Kg）m吸附剂的量（吸附剂的量（Kg） C吸附平衡时，色素在油中的残留浓度（吸附平衡时，色素在油中的残留浓度（Kg/Kg油）油）K吸附常数吸附常数n吸附特点常数，一般为吸附特点常数，一般为0.44 如何通过实验求出如何通过实验求出n与与K的值的值 lg(lg(x/mx/m) =lgk+(1/n)lgC) =lgk+(1/n)lgCK K，n n测定者测定者油品油品吸附剂吸附剂脱色条件脱色条件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西校滑石公司西校滑石公司牛脂牛脂活性白土活性白土10.650.77Sierra talc牛脂牛脂活性白土活性白土10.850.80吸附等温曲线吸附等温曲线白土用量m(%)C/色泽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骤控制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内反

11、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，从而完成脱附完成脱附n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速度的是外扩散与内扩散速度吸附过程吸附过程1.3 1.3 脱色效果的评定脱色效果的评定n 脱色效果的评定，即脱色效果的评定，即脱色油的色度标准的制定，应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

12、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油色在最大程度上的改善为度度评定原则评定原则n 指标：油耗、残磷、残皂、过氧化值、重金属、指标：油耗、残磷、残皂、过氧化值、重金属、农残、农残、色度色度、脱色率脱色率色度测定色度测定国际通用方法一国际通用方法一n罗维朋罗维朋(Lovibond(Lovibond) )色度计法色度计法n浅色油脂浅色油脂色阶玻璃片n调节黄色和红色色阶的调节黄色和红色色阶的玻璃片，与油样比较，二玻璃片，与油样比较，二者色泽相当时，黄、红玻者色泽相当时，黄、红玻璃片

13、上的数字即为该油的璃片上的数字即为该油的罗维朋值，即油脂的色泽罗维朋值，即油脂的色泽R R1111Y Y2020国际通用方法二国际通用方法二n分光光度计法分光光度计法n深色毛油深色毛油色度测定色度测定叶绿素b 460nm叶绿素a 680nm 1.4 1.4 脱色与其它精炼工序的关系脱色与其它精炼工序的关系v油中色素的脱除贯穿于整个精炼过程，脱胶、碱炼、脱胶、碱炼、酸炼、脱臭工序都有脱色作用酸炼、脱臭工序都有脱色作用v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色素的脱除贯穿于整个精炼过程工序工序色泽降低程度色泽降低程度中

14、和中和78red脱色脱色22.5red脱臭脱臭0.30.6red氢化氢化取决氢化程度取决氢化程度叶绿素的脱去工序工序降低程度降低程度中和中和25%脱色，脱色，0.25%白土白土75%脱色，脱色，0.75%白土白土90%脱臭脱臭少量少量氢化氢化取决氢化程度取决氢化程度脱色与脱酸的关系精炼次序精炼次序脱色效果脱色效果脱胶脱胶中和脱酸中和脱酸吸附脱色吸附脱色脱臭脱臭R1.7Y15脱胶脱胶吸附脱色吸附脱色中和脱酸中和脱酸脱臭脱臭R3.9Y22游离脂肪酸覆盖了白土表面的吸附点，对白土脱色力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有一定影响酸值对脱色油品的影响酸值对脱色油品的影响低酸值菜油

15、低酸值菜油高酸值菜油高酸值菜油酸值酸值AV脱色率脱色率%酸值酸值 AV脱色率脱色率%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脱色与脱臭关系脱色与脱臭关系n脱臭时，高温裂解色素脱臭时，高温裂解色素n特别是胡萝卜素类，分解成特别是胡萝卜素类，分解成小分子物质，可挥发除去，小分子物质，可挥发除去，减少了脱色工段脱去大量色减少了脱色工段脱去大量色素的必要性素的必要性n但脱臭不当，会产生新色素但脱臭不当，会产生新色素及色素固定化，这种色素难及色素固定化，这种色素难以脱去以脱去脱臭对色素的降解脱臭对色素的降解

16、思考题思考题 一般，正常毛油中叶绿素含量在一般，正常毛油中叶绿素含量在150ng/kg150ng/kg左右，全精左右，全精炼油中叶绿素含量降低到炼油中叶绿素含量降低到10-20ng/kg10-20ng/kg，呈悦目浅黄色。如，呈悦目浅黄色。如果油中叶绿素含量达果油中叶绿素含量达50ng/kg50ng/kg，则油呈绿、灰色，不能销，则油呈绿、灰色，不能销售。售。 精炼油厂常遇到精炼油厂常遇到“绿油绿油”现象，即毛油经过脱胶、脱现象，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？臭后，油品却呈明

17、显的绿色，为何？ （提示：叶绿素的热稳定性高于胡萝卜素）（提示：叶绿素的热稳定性高于胡萝卜素）2 吸附剂2.1 吸附剂选择依据吸附剂选择依据2.2 吸附剂种类吸附剂种类2.3 吸附反应吸附反应2.1 吸附剂选择依据吸附剂选择依据n具有选择性吸附作用。大量吸附杂质而少吸油，用少量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吸附剂就达效果n化学性质稳定，与油无化学作用，不使油带上异味化学性质稳定，与油无化学作用，不使油带上异味n具一定工程特性，如机械强度、几何形状等，使用方具一定工程特性，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便，能以简便的方法与油脂分离v具备

18、上述条件的吸附剂尚未见报道具备上述条件的吸附剂尚未见报道n来源广、价廉、使用经济来源广、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 2.2 吸附剂种类吸附剂种类天然漂土天然漂土膨润土、膨润土、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膨润土蒙脱土凹凸棒土活性炭沸石硅藻土硅胶活化活化/ /酸处理酸处理v目前，活性白土用量最大目前，活性白土用量最大蒙脱土结构和成分蒙脱土结构和成分凹凸棒土结构凹凸棒土结构nMg5Si8O20(OH)2(OH2)44H2On化学成分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%凹凸棒石粘土细微结构凹凸棒石粘土细微结构2.3 2.3 吸附剂表面现象吸附剂表面现象1. 主要作用u吸附作用Adsorption2. 次要作用u水解u热催化氧化u离子交换 吸附作用Adsorptionn物理吸附n化学吸附n选择性吸附，对于某些杂质有特殊的吸附作用n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 3 脱色的影响因素脱色的影响因素（1）

20、油n色素状态，天然or新生n残皂50mg/kgn磷5mg/kgn水分,降低对残皂吸附,FFA增加脱色三因素n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n品质规格n用量1%，用量过大对脱色不利白土质量因素白土质量因素原土质量原土质量酸活化程度酸活化程度水分水分孔隙度孔隙度比表面积比表面积酸度酸度颗粒度颗粒度白土粒度n粒度越细，表面积越大，脱色效率越高，但过滤困难n粒度控制：200目筛通过率90，10m以下越少越好（3 ）工艺n温度n压力n时间n搅拌均匀接触，时间一致n温度提高，主、副反应均加快，因此，有一最佳温度TnT取决于油脂、吸附剂品种和特

21、性、压力n脱红色的温度脱黄色n白土活性高，减压，低温n白土活性低，常压，高温操作温度某些油脂的推荐脱色温度油脂名称油脂名称最高脱色温度（最高脱色温度（）最高温度下最高温度下的接触时间的接触时间（minmin）常压常压减压减压棉棉 籽籽 油油10410482822020亚麻籽油亚麻籽油888877772020棕榈核油棕榈核油11011082822020棕棕 榈榈 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思考题n脱色时升高温度，

22、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n取决于吸附平衡，搅拌好，易达平衡，20min左右n与温度有关 100105，30min 120，5minn延长时间，有利脱色n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时间一致：脱色后及时快速过滤n间歇式，因先后过滤，油和土接触时间不一，难间歇式，因先后过滤，油和土接触时间不一，难n连续，连续，较易。但物料短路、返混和局部死区，部连续，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分油和土在设备中的停留时间不一n常压，伴随热氧化、催化、共轭化n减压(8kp)，热氧化甚微，可认为只有吸附 n高活性白土，不饱和度高的油，宜减压n低活性白土，饱和度高的油，宜常压n热催化氧化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过了新色素生成和色素固定的程度操作压力操作压力混合程度混合程度脱色过程属非均相反应，在吸附剂的表面进行n良好混合，均匀接触，仅快建立吸附平衡，避免长时接触n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