助濾劑在食用油脂脫色工藝中的應用分析

由于天然色素和加工、儲存過程中產生的雜質的存在，會對食用油脂的外觀、深加工和穩定性等產生一定不利影響。因此，在食用油脂精煉過程中需要進行脫色處理。油脂加工中常用的脫色方法是吸附脫色法，利用某些物質(脫色劑)對部分色素的選擇性吸附作用，除去油脂內色素及其它雜質。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，應用廣泛的是活性白土。

活性白土是天然漂土經過強無機酸酸化處理而成，活性度很大提高。對葉綠素及其它膠溶性物質具有很強的吸附能力，對堿性原子團和極性原子團有著更強的吸附能力。但同時，活性白土也具有吸油性，脫色過濾后的廢白土中含油25％～40％，而且，由于活性高的原因，會使接觸活性白土的油脂發生部分水解，導致脫色后的油脂酸價上升。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，無法達到預期的脫色效果；白土用量太多，會導致油脂損害增大，脫色油酸價回升高、過氧化值增大且帶有過濃的白土味，使后續的油脂脫臭工段的難度增大。因此，在活性白土脫色工藝中，大的問題之一是如何在保證脫色效果的情況下，進一步地減少白土的使用量，提高脫色速率。

針對該問題，油脂工程技術研究人員一直在進行探索，提出了各種方法，例如：活性白土與其它脫色劑混合使用；對活性白土進行改進；對脫色工藝和設備進行改進，都取了一定的成果。筆者分別對硅藻土和珍珠巖這兩種助濾劑進行了介紹，并分析了其在活性白土脫色工藝中的應用情況，為進一步的研究做基礎。

一、助濾劑的特征及應用

助濾劑是一種堅硬而細碎程度不同的輔助性粉粒狀物質，能形成結構疏松的濾餅，且在操作壓強范圍內幾乎不可壓縮，可以減少濾餅阻力或過濾介質阻力。在食品行業中使用的助濾劑是惰性和無毒的，不能含有可被濾液溶解的有機和無機物質以及微生物，要對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胞水生植物死亡以后的硅酸鹽遺骸沉積物，其中主要化學成分是二氧化硅，還有少量的雜質。硅藻土助濾劑是根據需要選擇一定品質的硅藻土，通過酸化處理、添加其它助劑等工序后，再經過干燥或煅燒而制成的一類粉狀物質。

硅藻土助濾劑是由盤狀、管狀和不規則形狀的顆粒組成的粉狀產品，這些顆粒具有獨特的微孔結構、不同的粒度分布、較大的比表面積和穩定的化學性質等特征，因此可使被過濾液體獲高流速比，并能濾除微細的固體懸浮物，小可截留0.1～1um的雜質粒子。

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。應用研究表明，硅藻土助濾劑過濾可去除固體顆粒、懸浮物質、膠體粒子、細菌和病毒等，其過濾作用主要是對雜質的機械截留作用和吸附作用。硅藻土助濾劑己廣泛應用于食品釀造、醫藥、石油、化工和水處理等部門，主要應用領域有啤酒、醫藥(用于抗生素、血漿、維生素、合成醫藥、注射液等的過濾)、凈水過濾、油脂工業、有機溶液、涂料和染料、肥料、酸類、堿類、調味料、糖類、酒類等。

2.珍珠巖助濾劑

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

珍珠巖助濾劑是一種白色固體粉末，由非常不規則的曲卷片狀顆粒組成，具有質量輕、對比重小、比表面積小、滲透性好、導熱系數低和化學穩定性好等特點。由于不含有潛在污染物，其重金屬離子的含量一般在0．005％，因此可用于食品級過濾。形成的濾餅孔隙率為80％～90％，各顆粒之間有大量的毛細孔相通，在濾液長期穩定快速過濾的同時，能截留0．6微米以上的粒子，起到吸附雜質、澄清濾液的作用。珍珠巖助濾劑廣泛應用于石油、化工、醫藥、食品飲料和污水處理等行業。

二、助濾劑在食用油脫色工藝中的應用

1、操作方法

助濾劑的使用方法通常為預涂層過濾、摻漿過濾和預涂一摻漿過濾3種方式。

 (1) 預涂層過濾

 將預先計量好的助濾劑與適量的潔凈水或濾漿在加料桶內混合成懸浮液，然后進行循環預涂。待濾液澄清度達到要求后，即可對濾漿進行過濾。此時，預涂層直接起介質作用，此法一般適用于深層過濾。濾床厚度一般為3～80 mm。

 (2) 摻漿過濾

先將濾漿和助濾劑混合后，再通過濾機進行過濾。助濾劑與濾漿中的固形物共同堆積在濾層表面形成濾層，從而使過濾能夠保持相對穩定的過濾速度。此時，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，而不受濾機形式上的影響。

 (3) 預涂一摻漿過濾

 分預涂和添加兩步進行：預涂層厚度一般為2～3 mm。其主要作用是保護濾材不被污染，并保證轉入添加過濾的瞬間即可獲澄清濾液。預涂層的薄厚與構造在整個過濾過程中尤為重要。預涂完成后，待濾漿進入濾機，需同時添加漿液重量0.1％～2.0％的助濾劑。過濾過程中助濾劑與濾漿中縣浮的雜質微粒形成疏松多孔濾餅，以保持經濟濾速。添加量的多少取決于微粒雜質的數量及其可壓縮性，壓縮率大的雜質，助濾劑添加量相應增加。

對壓濾機而言，理想的添加量應是過濾壓力達到額定壓力時，形成的濾餅基本填滿濾機的允許容納濾渣空間，至此完成一個過濾周期，濾機進入清洗階段。本次研究采用摻漿過濾的方法，先將外購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，應用到食用油脫色工段，采用常規工藝過濾，記錄相關參數，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用，均可以提高過濾速度，延長濾餅的過濾周期。其中，珍珠巖助濾劑在提升過濾速度和延長濾餅過濾周期上的效果相對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，過濾后脫色油要更加澄清一些。

三、 結語

(1) 助濾劑也有一定的吸附作用，添加助濾劑可以適當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濾速度，從而提高產品質量。

(3) 珍珠巖助濾劑在提升過濾速度和延長濾餅過濾周期上的效果相對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，進行優勢互補，在成本允許范圍內，提高過濾速度和過濾油質量。

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