《油脂脱色》PPT课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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H,2,O,2,，,Na,2,SO,3,）,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 =KC,1/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,测定者,油品,吸附剂,脱色条件,K,1/n,Bailey,棉籽油,天然漂土,1,0.60,0.40,Bailey,棉籽油,活性白土,1,1.14,0.84,King,大豆油,天然漂土,2,2.30,0.36,Hinners,大豆油,活性白土,2,0.25,0.33,Hassler,椰子油,天然漂土,2,0.50,1.30,Hassler,椰子油,活性碳,2,7.20,1.80,西校滑石公司,牛脂,活性白土,1,0.65,0.77,Sierra talc,牛脂,活性白土,1,0.85,0.80,吸附等温曲线,白土用量m(%),C/色泽,X/m =KC,1/n,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,R,11,Y,20,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10,5,cm. 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,工序,色泽降低程度,中和,78red,脱色,22.5red,脱臭,0.30.6red,氢化,取决氢化程度,叶绿素的脱去,工序,降低程度,中和,25%,脱色，0.25%白土,75%,脱色，0.75%白土,90%,脱臭,少量,氢化,取决氢化程度,脱色与脱酸的关系,精炼次序,脱色效果,脱胶中和脱酸,吸附脱色,脱臭,R1.7,Y15,脱胶,吸附脱色,中和脱酸,脱臭,R3.9,Y22,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,低酸值菜油,高酸值菜油,酸值AV,脱色率%,酸值 AV,脱色率%,白土1,0.22,93.43,3.05,77.50,白土2,0.23,95.33,3.01,77.37,白土3,0.15,94.45,2.95,78.75,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,40120m,2,/g,活性白土,酸性白土,250350m,2,/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,Mg,5,Si,8,O,20,(OH),2,(OH,2,),4,4H,2O,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,油脂名称,最高脱色温度（）,最高温度下,的接触时间,（min）,常压,减压,棉 籽 油,104,82,20,亚麻籽油,88,77,20,棕榈核油,110,82,20,棕 榈 油,113,113,20,花 生 油,104,82,20,菜 籽 油,104,82,20,大 豆 油,104,82,20,葵花籽油,104,82,20,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,100,105,，,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，,10,15m,两段逆流脱色,两段逆流脱色工艺,两段逆流脱色,节省白土,工艺,白土用量%,脱色油色泽,胡萝卜素,mg/kg,红,黄,批次工艺,1.5,7.0,47,29.8,OHMI公司,两段逆流脱色,0.88,5.9,50,20.1,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,厢式压滤机或板框过滤机,立式叶片过滤机,荷兰Ama公司，,阿玛过滤机,压滤脱色，有附加脱色效果（,35%,）,相对于穿滤油中的色素，吸附剂有效浓度很高，且接近于逆流脱色,连续过滤（二台并联）,废白土带油,30-70，活性碳带油更高,残油损失超过白土费用,目前无理想残油回收技术,对策,严格控制白土用量，一般,1,足够，特殊情况下才用较大量,脱深红、绿，加少量活性碳,(5,10,),选用白土时要综合考虑价格和带油率,脱色油的处理,易于氧化,立即脱臭或氢化,冷藏或充氮存储,