油脂脫色工藝的優(yōu)化（上 ）

發(fā)布日期：2018-03-16 15:07:07

• 食用油的脫色是油脂精煉過程的一部分, 它去除了那些對(duì)甘油三酯 (三酰甘油基的化合物)的外觀和性質(zhì)產(chǎn)生不利影響的雜質(zhì)。通常，食用油脂在制取的過程當(dāng)中，無論對(duì)于大豆油和棕櫚油還是食用的豬油和牛脂，都會(huì)帶有一定量的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)大部分必須從油脂中除去, 以達(dá)到食品應(yīng)用所必需的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通常, 首先進(jìn)行脫膠和堿煉（中和）過程，脫色過程會(huì)去除之前工藝中不能去除的特定的有害雜質(zhì)，脫色是在脫臭工藝前的一項(xiàng)重要工序。

  脫色工段是一種通過混合油和白土（吸附劑）來脫除顏色的過程。脫色過程也能有效地減少葉綠素、殘留皂和膠質(zhì)、微量金屬、氧化物，并間接地影響脫臭油顏色。脫色過程看上去是吸附劑和油脂的簡(jiǎn)單混合之后再過濾的過程，但是，在脫色過程中發(fā)生了很多復(fù)雜的化學(xué)和物理反應(yīng), 這些反應(yīng)很大程度上依賴于過程變量 (如含水量, 溫度, 反應(yīng)時(shí)間和真空)，脫色前油的品質(zhì),，吸附劑的用量和特性以及所使用的設(shè)備類型。脫色操作的成功與否或效率高低與上游過程的有效性是相互依存的，有可能干擾脫色效果的雜質(zhì)應(yīng)該被去除（圖 1）。一些人認(rèn)為脫色是精煉過程的 "安全網(wǎng)" ，因?yàn)樗菬捰瓦^程中脫臭前最后進(jìn)行的工段。按照本文的研究，對(duì)脫色的優(yōu)化，有兩個(gè)重要意義：(1) 實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)成品油；(2) 油凈化過程的經(jīng)濟(jì)可行性。

  

  圖1. 處理效率-與過程相關(guān)的雜質(zhì)去除

  脫色白土-特性

  吸附劑礦物質(zhì)的吸附能力取決于其礦物結(jié)構(gòu)和吸附性能, 如表面積、粒度分布、孔隙度和表面酸性等。脫色白土或白土一般由三種白土礦物質(zhì)中的一種或多種組成: 蒙脫土、凹凸棒土和海泡石。圖2描述了兩種白土基礦物的微觀結(jié)構(gòu)。一種是鈣蒙脫石 (通常稱為膨潤土), 另一種是在美國喬治亞州地區(qū)天然的凹凸棒土和蒙脫土的混合物。

  

  圖2  脫色白土礦物

  
  

  膨潤礦土在自然狀態(tài)下的吸附性能有限，需要通過酸化學(xué)處理，來得到處理植物油所需的表面積和孔隙率。這種性質(zhì)的脫色白土通常稱為“酸”或“酸活化”白土。

  天然凹凸棒土和海泡石礦物對(duì)雜質(zhì)具有很高的親和力，不需要任何酸處理。這些天然白土可以用礦物酸酸化，也可以與螯合酸如檸檬酸或磷酸一起使用，以改善對(duì)葉綠素的脫除活性。

  脫色白土-活性

  通過與酸的反應(yīng)，脫色白土被不同程度地酸化，從天然白土，部分酸化，一直到高度酸化的白土（圖3）?；罨暮锰幨俏絼┗钚?，或者說去除雜質(zhì)的效率（即脫色效率）隨著基質(zhì)礦物白土酸化程度的提高而提高（PH值小于2時(shí)）。然而，采用酸活化的白土，會(huì)對(duì)油會(huì)產(chǎn)生有害的副作用，比如游離脂肪酸[2,3]的增加，3-氯-1,2-丙二醇酯（3-MCPD）的形成等等[4-6]，如果油品對(duì)這些副反應(yīng)很敏感，我們通常更喜歡使用天然白土。

  

  圖3 脫色白土活化水平的影響（典型質(zhì)量指標(biāo)與白土酸化程度和關(guān)系）

  
  

  此外，為了符合“有機(jī)”食油認(rèn)證，天然白土是唯一的選擇，因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)不涉及任何限制的化學(xué)試劑。在某些情況下，使用符合“有機(jī)”標(biāo)識(shí)的天然酸，如檸檬酸，可以進(jìn)一步提高脫色效果（針對(duì)葉綠素高的油品），這樣的過程仍然符合“有機(jī)”標(biāo)簽的要求?？梢詫⑺峥梢约尤氪撋挠椭校部梢灶A(yù)先制備酸活化白土。

  
  

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