活性炭漂白葵花籽油
來(lái)源:活性炭漂白葵花籽油 發(fā)布于:2021-04-14 08:26:27 瀏覽:459
活性炭漂白葵花籽油,本文講述了活性炭對(duì)葵花籽油的漂白過(guò)程,研究了時(shí)間,溫度和用量等參數(shù)對(duì)葵花籽油漂白的影響。植物油和脂肪是人類(lèi)食品的重要組成部分。世界上生產(chǎn)的所有油中約有70%來(lái)自植物。在現(xiàn)代社會(huì)中,由于一些顏色和氣味,消費(fèi)者不喜歡直接使用沒(méi)有適當(dāng)?shù)募拥墓ぴ?。通常,植物油含有微量成分,通過(guò)改變其味道,顏色和加工效率來(lái)影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。水,游離脂肪酸(FFA),顏色,磷脂,偏甘油酯,氧化產(chǎn)物和一些微量元素如鐵,銅,硫和鹵素都是影響食用油質(zhì)量的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)可以在常規(guī)化學(xué)精制的各個(gè)步驟中除去,包括脫膠,中和,洗滌,干燥,漂白,過(guò)濾和除臭。
漂白是食用油物理和化學(xué)精煉過(guò)程中的關(guān)鍵步驟,選擇漂白過(guò)程的最佳條件取決于原油的質(zhì)量和類(lèi)型。漂白過(guò)程總是被誤解為僅僅是油的脫色過(guò)程。事實(shí)上,漂白是通過(guò)吸附劑與油的物理和化學(xué)相互作用選擇性除去顏色和雜質(zhì)以改善其質(zhì)量的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程中除去不僅僅是顏色,還有微量氧化金屬和去各種有機(jī)雜質(zhì)的去除。
漂白過(guò)程在化學(xué)精制中脫膠和中和后應(yīng)用,更適合稱為吸附處理。粗制食用油仍含有不良物質(zhì),如FFA,膠狀物質(zhì)和著色物質(zhì)。著色是由于粗制食用油中存在顏料。這些顏料是類(lèi)胡蘿卜素,葉綠素,棉酚和相關(guān)化合物。通過(guò)使用具有強(qiáng)吸附力的材料除去來(lái)自原油的這些雜質(zhì)。通常的漂白方法是將著色物質(zhì)吸附在吸附材料上。煉廠有多種吸附劑可供選擇,其主要標(biāo)準(zhǔn)是吸附劑材料的成本和性能。本次我們使用活性炭作為食用油的漂白劑。活性炭通常具有大的表面積,其對(duì)顏色分子具有特定親和力,因此活性炭能將它們從油中除去而不損害油本身。研究漂白材料在葵花籽油漂白中的高吸附能力是開(kāi)發(fā)漂白工藝的一個(gè)非常關(guān)鍵和必要的步驟。本研究的目的是確定活性炭的漂白性能,特別是溫度,時(shí)間等參數(shù)的影響,和葵花籽油的漂白過(guò)程中的水分和用量。
研究材料準(zhǔn)備
活性炭樣品A1,在茂金屬催化劑存在下,在850℃的MgO表面上,由熱解的C 5烴餾分得到,20分鐘,在CVD裝置中為氬氣氛。在二茂鐵催化劑存在下和在Al 2 O 3表面上從熱解的C 5烴餾分獲得的活性炭樣品A2在920°C,20分鐘和CVD單元的氬氣氛。通過(guò)用硫酸洗滌除去化學(xué)試劑,這產(chǎn)生高度多孔的結(jié)構(gòu),然后在真空下干燥。河南博友活性炭樣品A3和漂白土樣品A4。葵花籽油從油廠獲得。所有的化學(xué)品和溶劑是HPLC級(jí)的。
檢測(cè)活性炭漂白葵花籽油的方法
首先,將100ml中和的葵花籽油倒入500ml燒瓶中。然后將0.3g活性炭樣品加入油中并混合。將溫度保持在20℃下10分鐘。10分鐘后,將混合物通過(guò)濾紙過(guò)濾。以0.6,0.9,1.2和1.5g的劑量重復(fù)該過(guò)程以確定劑量的影響。在40,60,80和100℃下研究溫度的影響。通過(guò)改變時(shí)間(15,20,25,30,35和35分鐘)來(lái)完成時(shí)間的影響。
圖1:在500-1000放大倍數(shù)下掃描活性炭的電子顯微照片。
活性炭的化學(xué)和物理性質(zhì)根據(jù)其吸附性質(zhì)來(lái)確定。結(jié)果如表1所示。
溫度的影響
溫度對(duì)活性炭漂白過(guò)程的影響如圖2a所示。漂白過(guò)程在30分鐘內(nèi)進(jìn)行,使用1%A1和A2以及1.5%A3和A4,溫度范圍為20至100℃。使用A4,以1.5%獲得使用1%樣品A2漂白獲得的結(jié)果。因此,在溫度圖表中,將1.5%的A3和A4與1%的A1和A2進(jìn)行比較。使用1%的A4時(shí)獲得紅色值2.6。漂白溫度通常為90至125℃。因?yàn)椋偷恼扯入S著溫度的升高,導(dǎo)致顆粒的更好的分散,改進(jìn)了吸附劑油相互作用和流動(dòng)性降低。從圖2中可以看出發(fā)現(xiàn),對(duì)于活性炭A3和土A4樣品,隨著溫度從20℃升高到100℃,顏色減少增加,因此升高的溫度增加了A3和A4的活化。但與預(yù)期相反,A1和A2活性炭樣品在20°C溫度下獲得最高漂白。
圖2:(a)溫度和時(shí)間(b)對(duì)漂白過(guò)程的影響。
接觸時(shí)間的影響
還研究了漂白接觸時(shí)間對(duì)活性炭和漂白土樣品的影響。為了研究接觸時(shí)間對(duì)活性炭漂白性能的影響,漂白過(guò)程在15至35分鐘的不同時(shí)間進(jìn)行,其中1%的A1,A2和1.5%的A3,A4吸附劑。結(jié)果如圖2所示漂白性能的變化在前20分鐘時(shí)顯示出增加,并且當(dāng)時(shí)間的增加對(duì)吸附劑改性因此對(duì)漂白過(guò)程沒(méi)有顯著影響時(shí)略微增加至30分鐘。接觸時(shí)間的進(jìn)一步增加趨于使漂白油的顏色變暗。因此,對(duì)于所有吸附劑,最佳活化時(shí)間為約30分鐘。研究表明有效漂白的接觸時(shí)間通常為15至45分鐘,最常見(jiàn)的是20至30分鐘。從圖2b,可以看出活性炭樣品A1和A2的漂白曲線類(lèi)似于漂白土的漂白曲線。然而,A1和A2可被認(rèn)為是更有效的吸附劑,因?yàn)樗绕渌絼┥?.5%。因此,顯然活性炭可用于漂白植物油代替漂白土。
劑量的影響
吸附劑的量是漂白過(guò)程中最重要的因素。圖3中所示的吸附劑用量的幾種活性炭和漂白土的效果。結(jié)果清楚地表明,活性炭樣品A2在1%吸附劑用量下達(dá)到最佳值,吸附劑用量的進(jìn)一步增加對(duì)其沒(méi)有顯著影響。這可以通過(guò)吸附平衡在吸附劑/油混合物之間達(dá)到最大值的事實(shí)來(lái)解釋。然而,通過(guò)在漂白過(guò)程中增加其它吸附劑A1,A3和A4的數(shù)量來(lái)增加顏色吸收,并且1.5%地球樣品A4顯示與1%活性炭樣品A2相同的結(jié)果。圖3b顯示當(dāng)使用漂白土和活性炭漂白葵花籽油時(shí)劑量對(duì)葉綠素減少的影響。該圖還表明吸附劑A2對(duì)顏色去除的影響比其它的更為有效。
圖3:劑量對(duì)漂白過(guò)程的影響。
因此,已經(jīng)在不同的溫度,接觸時(shí)間和漂白材料劑量下研究了在具有不同類(lèi)型的活性炭和漂白土材料的中和葵花籽油中的有色顏料的吸附。結(jié)果表明,活性炭A1和A2在去除葵花籽油中的有色顏料和殘留物方面具有很大的潛力。在葵花籽油加工中使用活性炭A1和A2的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是游離脂肪酸的減少,并且發(fā)現(xiàn)樣品A2的有效總體性能高于漂白土和其它活性炭樣品。根據(jù)油分析結(jié)果,1%濃度,30分鐘接觸時(shí)間,20℃漂白溫度是活性炭A1和A2的最佳漂白參數(shù)。
漂白是食用油物理和化學(xué)精煉過(guò)程中的關(guān)鍵步驟,選擇漂白過(guò)程的最佳條件取決于原油的質(zhì)量和類(lèi)型。漂白過(guò)程總是被誤解為僅僅是油的脫色過(guò)程。事實(shí)上,漂白是通過(guò)吸附劑與油的物理和化學(xué)相互作用選擇性除去顏色和雜質(zhì)以改善其質(zhì)量的過(guò)程。整個(gè)過(guò)程中除去不僅僅是顏色,還有微量氧化金屬和去各種有機(jī)雜質(zhì)的去除。
漂白過(guò)程在化學(xué)精制中脫膠和中和后應(yīng)用,更適合稱為吸附處理。粗制食用油仍含有不良物質(zhì),如FFA,膠狀物質(zhì)和著色物質(zhì)。著色是由于粗制食用油中存在顏料。這些顏料是類(lèi)胡蘿卜素,葉綠素,棉酚和相關(guān)化合物。通過(guò)使用具有強(qiáng)吸附力的材料除去來(lái)自原油的這些雜質(zhì)。通常的漂白方法是將著色物質(zhì)吸附在吸附材料上。煉廠有多種吸附劑可供選擇,其主要標(biāo)準(zhǔn)是吸附劑材料的成本和性能。本次我們使用活性炭作為食用油的漂白劑。活性炭通常具有大的表面積,其對(duì)顏色分子具有特定親和力,因此活性炭能將它們從油中除去而不損害油本身。研究漂白材料在葵花籽油漂白中的高吸附能力是開(kāi)發(fā)漂白工藝的一個(gè)非常關(guān)鍵和必要的步驟。本研究的目的是確定活性炭的漂白性能,特別是溫度,時(shí)間等參數(shù)的影響,和葵花籽油的漂白過(guò)程中的水分和用量。
研究材料準(zhǔn)備
活性炭樣品A1,在茂金屬催化劑存在下,在850℃的MgO表面上,由熱解的C 5烴餾分得到,20分鐘,在CVD裝置中為氬氣氛。在二茂鐵催化劑存在下和在Al 2 O 3表面上從熱解的C 5烴餾分獲得的活性炭樣品A2在920°C,20分鐘和CVD單元的氬氣氛。通過(guò)用硫酸洗滌除去化學(xué)試劑,這產(chǎn)生高度多孔的結(jié)構(gòu),然后在真空下干燥。河南博友活性炭樣品A3和漂白土樣品A4。葵花籽油從油廠獲得。所有的化學(xué)品和溶劑是HPLC級(jí)的。
檢測(cè)活性炭漂白葵花籽油的方法
首先,將100ml中和的葵花籽油倒入500ml燒瓶中。然后將0.3g活性炭樣品加入油中并混合。將溫度保持在20℃下10分鐘。10分鐘后,將混合物通過(guò)濾紙過(guò)濾。以0.6,0.9,1.2和1.5g的劑量重復(fù)該過(guò)程以確定劑量的影響。在40,60,80和100℃下研究溫度的影響。通過(guò)改變時(shí)間(15,20,25,30,35和35分鐘)來(lái)完成時(shí)間的影響。
圖1:在500-1000放大倍數(shù)下掃描活性炭的電子顯微照片。
活性炭的化學(xué)和物理性質(zhì)根據(jù)其吸附性質(zhì)來(lái)確定。結(jié)果如表1所示。
屬性 | A1 | A2 | A3 |
水分(%) | 0.7 | 0.6 | 7.2 |
PH(水提取物) | 4.2 | 3.9 | 7.45 |
表面積(m2/g) | 1210 | 1260 | 1200 |
孔容(cc/g) | 1.1 | 1.3 | 1.1 |
體積密度(kg/m3) | 498 | 513 | 504 |
Wt% 100目 | 97 | 98 | 95 |
Wt% 325目 | 82 | 86 | 83 |
溫度對(duì)活性炭漂白過(guò)程的影響如圖2a所示。漂白過(guò)程在30分鐘內(nèi)進(jìn)行,使用1%A1和A2以及1.5%A3和A4,溫度范圍為20至100℃。使用A4,以1.5%獲得使用1%樣品A2漂白獲得的結(jié)果。因此,在溫度圖表中,將1.5%的A3和A4與1%的A1和A2進(jìn)行比較。使用1%的A4時(shí)獲得紅色值2.6。漂白溫度通常為90至125℃。因?yàn)椋偷恼扯入S著溫度的升高,導(dǎo)致顆粒的更好的分散,改進(jìn)了吸附劑油相互作用和流動(dòng)性降低。從圖2中可以看出發(fā)現(xiàn),對(duì)于活性炭A3和土A4樣品,隨著溫度從20℃升高到100℃,顏色減少增加,因此升高的溫度增加了A3和A4的活化。但與預(yù)期相反,A1和A2活性炭樣品在20°C溫度下獲得最高漂白。
圖2:(a)溫度和時(shí)間(b)對(duì)漂白過(guò)程的影響。
接觸時(shí)間的影響
還研究了漂白接觸時(shí)間對(duì)活性炭和漂白土樣品的影響。為了研究接觸時(shí)間對(duì)活性炭漂白性能的影響,漂白過(guò)程在15至35分鐘的不同時(shí)間進(jìn)行,其中1%的A1,A2和1.5%的A3,A4吸附劑。結(jié)果如圖2所示漂白性能的變化在前20分鐘時(shí)顯示出增加,并且當(dāng)時(shí)間的增加對(duì)吸附劑改性因此對(duì)漂白過(guò)程沒(méi)有顯著影響時(shí)略微增加至30分鐘。接觸時(shí)間的進(jìn)一步增加趨于使漂白油的顏色變暗。因此,對(duì)于所有吸附劑,最佳活化時(shí)間為約30分鐘。研究表明有效漂白的接觸時(shí)間通常為15至45分鐘,最常見(jiàn)的是20至30分鐘。從圖2b,可以看出活性炭樣品A1和A2的漂白曲線類(lèi)似于漂白土的漂白曲線。然而,A1和A2可被認(rèn)為是更有效的吸附劑,因?yàn)樗绕渌絼┥?.5%。因此,顯然活性炭可用于漂白植物油代替漂白土。
劑量的影響
吸附劑的量是漂白過(guò)程中最重要的因素。圖3中所示的吸附劑用量的幾種活性炭和漂白土的效果。結(jié)果清楚地表明,活性炭樣品A2在1%吸附劑用量下達(dá)到最佳值,吸附劑用量的進(jìn)一步增加對(duì)其沒(méi)有顯著影響。這可以通過(guò)吸附平衡在吸附劑/油混合物之間達(dá)到最大值的事實(shí)來(lái)解釋。然而,通過(guò)在漂白過(guò)程中增加其它吸附劑A1,A3和A4的數(shù)量來(lái)增加顏色吸收,并且1.5%地球樣品A4顯示與1%活性炭樣品A2相同的結(jié)果。圖3b顯示當(dāng)使用漂白土和活性炭漂白葵花籽油時(shí)劑量對(duì)葉綠素減少的影響。該圖還表明吸附劑A2對(duì)顏色去除的影響比其它的更為有效。
圖3:劑量對(duì)漂白過(guò)程的影響。
因此,已經(jīng)在不同的溫度,接觸時(shí)間和漂白材料劑量下研究了在具有不同類(lèi)型的活性炭和漂白土材料的中和葵花籽油中的有色顏料的吸附。結(jié)果表明,活性炭A1和A2在去除葵花籽油中的有色顏料和殘留物方面具有很大的潛力。在葵花籽油加工中使用活性炭A1和A2的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是游離脂肪酸的減少,并且發(fā)現(xiàn)樣品A2的有效總體性能高于漂白土和其它活性炭樣品。根據(jù)油分析結(jié)果,1%濃度,30分鐘接觸時(shí)間,20℃漂白溫度是活性炭A1和A2的最佳漂白參數(shù)。
本文作者:董帝豪
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