助濾劑在食用油脂脫色工藝中的應(yīng)用分析

由于天然色素和加工、儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生的雜質(zhì)的存在，會(huì)對(duì)食用油脂的外觀、深加工和穩(wěn)定性等產(chǎn)生一定不利影響。因此，在食用油脂精煉過(guò)程中需要進(jìn)行脫色處理。油脂加工中常用的脫色方法是吸附脫色法，利用某些物質(zhì)(脫色劑)對(duì)部分色素的選擇性吸附作用，除去油脂內(nèi)色素及其它雜質(zhì)。常用的脫色劑有活性白土、凹凸棒土、活性炭、沸石、酸化稻殼灰、炭化豆殼灰等，其中，應(yīng)用廣泛的是活性白土。

活性白土是天然漂土經(jīng)過(guò)強(qiáng)無(wú)機(jī)酸酸化處理而成，活性度很大提高。對(duì)葉綠素及其它膠溶性物質(zhì)具有很強(qiáng)的吸附能力，對(duì)堿性原子團(tuán)和極性原子團(tuán)有著更強(qiáng)的吸附能力。但同時(shí)，活性白土也具有吸油性，脫色過(guò)濾后的廢白土中含油25％～40％，而且，由于活性高的原因，會(huì)使接觸活性白土的油脂發(fā)生部分水解，導(dǎo)致脫色后的油脂酸價(jià)上升。研究表明，加入1％的活性白土可使脫色油酸值(KOH)增加0.01mg/g。

在脫色工藝中，活性白土的添加量一般為油脂重量的1％～7％。白土用量太少，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的脫色效果；白土用量太多，會(huì)導(dǎo)致油脂損害增大，脫色油酸價(jià)回升高、過(guò)氧化值增大且?guī)в羞^(guò)濃的白土味，使后續(xù)的油脂脫臭工段的難度增大。因此，在活性白土脫色工藝中，大的問(wèn)題之一是如何在保證脫色效果的情況下，進(jìn)一步地減少白土的使用量，提高脫色速率。

針對(duì)該問(wèn)題，油脂工程技術(shù)研究人員一直在進(jìn)行探索，提出了各種方法，例如：活性白土與其它脫色劑混合使用；對(duì)活性白土進(jìn)行改進(jìn)；對(duì)脫色工藝和設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，都取了一定的成果。筆者分別對(duì)硅藻土和珍珠巖這兩種助濾劑進(jìn)行了介紹，并分析了其在活性白土脫色工藝中的應(yīng)用情況，為進(jìn)一步的研究做基礎(chǔ)。

一、助濾劑的特征及應(yīng)用

助濾劑是一種堅(jiān)硬而細(xì)碎程度不同的輔助性粉粒狀物質(zhì)，能形成結(jié)構(gòu)疏松的濾餅，且在操作壓強(qiáng)范圍內(nèi)幾乎不可壓縮，可以減少濾餅阻力或過(guò)濾介質(zhì)阻力。在食品行業(yè)中使用的助濾劑是惰性和無(wú)毒的，不能含有可被濾液溶解的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)以及微生物，要對(duì)濾液的色香味影響小。油脂脫色工藝中常用的助濾劑是硅藻土和珍珠巖。

1、硅藻土助濾劑

天然硅藻土是一種單細(xì)胞水生植物死亡以后的硅酸鹽遺骸沉積物，其中主要化學(xué)成分是二氧化硅，還有少量的雜質(zhì)。硅藻土助濾劑是根據(jù)需要選擇一定品質(zhì)的硅藻土，通過(guò)酸化處理、添加其它助劑等工序后，再經(jīng)過(guò)干燥或煅燒而制成的一類粉狀物質(zhì)。

硅藻土助濾劑是由盤(pán)狀、管狀和不規(guī)則形狀的顆粒組成的粉狀產(chǎn)品，這些顆粒具有獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu)、不同的粒度分布、較大的比表面積和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)等特征，因此可使被過(guò)濾液體獲高流速比，并能濾除微細(xì)的固體懸浮物，小可截留0.1～1um的雜質(zhì)粒子。

硅藻土助濾劑形成的餅層，具有高度的滲透性和吸附性，從而提高截流精度和處理能力。應(yīng)用研究表明，硅藻土助濾劑過(guò)濾可去除固體顆粒、懸浮物質(zhì)、膠體粒子、細(xì)菌和病毒等，其過(guò)濾作用主要是對(duì)雜質(zhì)的機(jī)械截留作用和吸附作用。硅藻土助濾劑己廣泛應(yīng)用于食品釀造、醫(yī)藥、石油、化工和水處理等部門(mén)，主要應(yīng)用領(lǐng)域有啤酒、醫(yī)藥(用于抗生素、血漿、維生素、合成醫(yī)藥、注射液等的過(guò)濾)、凈水過(guò)濾、油脂工業(yè)、有機(jī)溶液、涂料和染料、肥料、酸類、堿類、調(diào)味料、糖類、酒類等。

2.珍珠巖助濾劑

珍珠巖是一種含結(jié)晶水的酸性硅質(zhì)火山玻璃熔巖，其中主要化學(xué)成分是SiO2，還有少量的氧化鉀、氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣、氧化鋁和有機(jī)雜質(zhì)。珍珠巖助濾劑是將一定品質(zhì)的珍珠巖原料，經(jīng)高溫煅燒處理，使其中的結(jié)晶水蒸發(fā)，體積迅速膨脹，形成膨脹珍珠巖，再經(jīng)過(guò)研磨和篩選而成。

珍珠巖助濾劑是一種白色固體粉末，由非常不規(guī)則的曲卷片狀顆粒組成，具有質(zhì)量輕、對(duì)比重小、比表面積小、滲透性好、導(dǎo)熱系數(shù)低和化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。由于不含有潛在污染物，其重金屬離子的含量一般在0．005％，因此可用于食品級(jí)過(guò)濾。形成的濾餅孔隙率為80％～90％，各顆粒之間有大量的毛細(xì)孔相通，在濾液長(zhǎng)期穩(wěn)定快速過(guò)濾的同時(shí)，能截留0．6微米以上的粒子，起到吸附雜質(zhì)、澄清濾液的作用。珍珠巖助濾劑廣泛應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)藥、食品飲料和污水處理等行業(yè)。

二、助濾劑在食用油脫色工藝中的應(yīng)用

1、操作方法

助濾劑的使用方法通常為預(yù)涂層過(guò)濾、摻漿過(guò)濾和預(yù)涂一摻漿過(guò)濾3種方式。

 (1) 預(yù)涂層過(guò)濾

 將預(yù)先計(jì)量好的助濾劑與適量的潔凈水或?yàn)V漿在加料桶內(nèi)混合成懸浮液，然后進(jìn)行循環(huán)預(yù)涂。待濾液澄清度達(dá)到要求后，即可對(duì)濾漿進(jìn)行過(guò)濾。此時(shí)，預(yù)涂層直接起介質(zhì)作用，此法一般適用于深層過(guò)濾。濾床厚度一般為3～80 mm。

 (2) 摻漿過(guò)濾

先將濾漿和助濾劑混合后，再通過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾。助濾劑與濾漿中的固形物共同堆積在濾層表面形成濾層，從而使過(guò)濾能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的過(guò)濾速度。此時(shí)，所添加的助濾劑，其粒度僅決定于濾漿中固形物的種種特性，而不受濾機(jī)形式上的影響。

 (3) 預(yù)涂一摻漿過(guò)濾

 分預(yù)涂和添加兩步進(jìn)行：預(yù)涂層厚度一般為2～3 mm。其主要作用是保護(hù)濾材不被污染，并保證轉(zhuǎn)入添加過(guò)濾的瞬間即可獲澄清濾液。預(yù)涂層的薄厚與構(gòu)造在整個(gè)過(guò)濾過(guò)程中尤為重要。預(yù)涂完成后，待濾漿進(jìn)入濾機(jī)，需同時(shí)添加漿液重量0.1％～2.0％的助濾劑。過(guò)濾過(guò)程中助濾劑與濾漿中縣浮的雜質(zhì)微粒形成疏松多孔濾餅，以保持經(jīng)濟(jì)濾速。添加量的多少取決于微粒雜質(zhì)的數(shù)量及其可壓縮性，壓縮率大的雜質(zhì)，助濾劑添加量相應(yīng)增加。

對(duì)壓濾機(jī)而言，理想的添加量應(yīng)是過(guò)濾壓力達(dá)到額定壓力時(shí)，形成的濾餅基本填滿濾機(jī)的允許容納濾渣空間，至此完成一個(gè)過(guò)濾周期，濾機(jī)進(jìn)入清洗階段。本次研究采用摻漿過(guò)濾的方法，先將外購(gòu)的硅藻土助濾劑和珍珠巖助濾劑按照一定比例分別與活性白土混合后，應(yīng)用到食用油脫色工段，采用常規(guī)工藝過(guò)濾，記錄相關(guān)參數(shù)，比較兩種助濾劑的效果(表1)。

研究表明：兩種助濾劑在活性白土脫色中應(yīng)用，均可以提高過(guò)濾速度，延長(zhǎng)濾餅的過(guò)濾周期。其中，珍珠巖助濾劑在提升過(guò)濾速度和延長(zhǎng)濾餅過(guò)濾周期上的效果相對(duì)于硅藻土助濾劑要好些，但由于組成 顆粒的不同，硅藻土助濾劑的吸附效果要好些，過(guò)濾后脫色油要更加澄清一些。

三、 結(jié)語(yǔ)

(1) 助濾劑也有一定的吸附作用，添加助濾劑可以適當(dāng)降低活性自土的用量。

(2) 添加助濾劑能夠很好地提高活性白土脫色過(guò)濾速度，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

(3) 珍珠巖助濾劑在提升過(guò)濾速度和延長(zhǎng)濾餅過(guò)濾周期上的效果相對(duì)于硅藻土助濾劑要好些，但硅藻土助濾劑的吸附效果要好些，過(guò)濾后脫色油要更加澄清一些。

(4) 可以嘗試將珍珠巖助濾劑和硅藻土助濾劑按照一定比例混合使用，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在成本允許范圍內(nèi)，提高過(guò)濾速度和過(guò)濾油質(zhì)量。

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