活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　活性炭漂白葵花籽油，本文讲述了活性炭对葵花籽油的漂白过程，研究了时间，温度和用量等参数对葵花籽油漂白的影响。植物油和脂肪是人类食品的重要组成部分。世界上生产的所有油中约有70%来自植物。在现代社会中，由于一些颜色和气味，消费者不喜欢直接使用没有适当的加的工原油。通常，植物油含有微量成分，通过改变其味道，颜色和加工效率来影响最终产品质量。水，游离脂肪酸(FFA)，颜色，磷脂，偏甘油酯，氧化产物和一些微量元素如铁，铜，硫和卤素都是影响食用油质量的杂质。这些杂质可以在常规化学精制的各个步骤中除去，包括脱胶，中和，洗涤，干燥，漂白，过滤和除臭。

　　漂白是食用油物理和化学精炼过程中的关键步骤，选择漂白过程的最佳条件取决于原油的质量和类型。漂白过程总是被误解为仅仅是油的脱色过程。事实上，漂白是通过吸附剂与油的物理和化学相互作用选择性除去颜色和杂质以改善其质量的过程。整个过程中除去不仅仅是颜色，还有微量氧化金属和去各种有机杂质的去除。

　　漂白过程在化学精制中脱胶和中和后应用，更适合称为吸附处理。粗制食用油仍含有不良物质，如FFA，胶状物质和着色物质。着色是由于粗制食用油中存在颜料。这些颜料是类胡萝卜素，叶绿素，棉酚和相关化合物。通过使用具有强吸附力的材料除去来自原油的这些杂质。通常的漂白方法是将着色物质吸附在吸附材料上。炼厂有多种吸附剂可供选择，其主要标准是吸附剂材料的成本和性能。本次我们使用活性炭作为食用油的漂白剂。活性炭通常具有大的表面积，其对颜色分子具有特定亲和力，因此活性炭能将它们从油中除去而不损害油本身。研究漂白材料在葵花籽油漂白中的高吸附能力是开发漂白工艺的一个非常关键和必要的步骤。本研究的目的是确定活性炭的漂白性能，特别是温度，时间等参数的影响，和葵花籽油的漂白过程中的水分和用量。

　　研究材料准备

　　活性炭样品A1，在茂金属催化剂存在下，在850℃的MgO表面上，由热解的C 5烃馏分得到，20分钟，在CVD装置中为氩气氛。在二茂铁催化剂存在下和在Al 2 O 3表面上从热解的C 5烃馏分获得的活性炭样品A2在920°C，20分钟和CVD单元的氩气氛。通过用硫酸洗涤除去化学试剂，这产生高度多孔的结构，然后在真空下干燥。韩研活性炭样品A3和漂白土样品A4。葵花籽油从油厂获得。所有的化学品和溶剂是HPLC级的。

　　检测活性炭漂白葵花籽油的方法

　　首先，将100ml中和的葵花籽油倒入500ml烧瓶中。然后将0.3g活性炭样品加入油中并混合。将温度保持在20℃下10分钟。10分钟后，将混合物通过滤纸过滤。以0.6,0.9,1.2和1.5g的剂量重复该过程以确定剂量的影响。在40,60,80和100℃下研究温度的影响。通过改变时间(15,20,25,30,35和35分钟)来完成时间的影响。

　　图1：在500-1000放大倍数下扫描活性炭的电子显微照片。

　　活性炭的化学和物理性质根据其吸附性质来确定。结果如表1所示。

　　温度的影响

　　温度对活性炭漂白过程的影响如图2a所示。漂白过程在30分钟内进行，使用1%A1和A2以及1.5%A3和A4，温度范围为20至100℃。使用A4，以1.5%获得使用1%样品A2漂白获得的结果。因此，在温度图表中，将1.5%的A3和A4与1%的A1和A2进行比较。使用1%的A4时获得红色值2.6。漂白温度通常为90至125℃。因为，油的粘度随着温度的升高，导致颗粒的更好的分散，改进了吸附剂油相互作用和流动性降低。从图2中可以看出发现，对于活性炭A3和土A4样品，随着温度从20℃升高到100℃，颜色减少增加，因此升高的温度增加了A3和A4的活化。但与预期相反，A1和A2活性炭样品在20°C温度下获得最高漂白。

　　图2：(a)温度和时间(b)对漂白过程的影响。

　　接触时间的影响

　　还研究了漂白接触时间对活性炭和漂白土样品的影响。为了研究接触时间对活性炭漂白性能的影响，漂白过程在15至35分钟的不同时间进行，其中1%的A1，A2和1.5%的A3，A4吸附剂。结果如图2所示漂白性能的变化在前20分钟时显示出增加，并且当时间的增加对吸附剂改性因此对漂白过程没有显着影响时略微增加至30分钟。接触时间的进一步增加趋于使漂白油的颜色变暗。因此，对于所有吸附剂，最佳活化时间为约30分钟。研究表明有效漂白的接触时间通常为15至45分钟，最常见的是20至30分钟。从图2b，可以看出活性炭样品A1和A2的漂白曲线类似于漂白土的漂白曲线。然而，A1和A2可被认为是更有效的吸附剂，因为它比其它吸附剂少0.5%。因此，显然活性炭可用于漂白植物油代替漂白土。

　　剂量的影响

　　吸附剂的量是漂白过程中最重要的因素。图3中所示的吸附剂用量的几种活性炭和漂白土的效果。结果清楚地表明，活性炭样品A2在1%吸附剂用量下达到最佳值，吸附剂用量的进一步增加对其没有显着影响。这可以通过吸附平衡在吸附剂/油混合物之间达到最大值的事实来解释。然而，通过在漂白过程中增加其它吸附剂A1，A3和A4的数量来增加颜色吸收，并且1.5%地球样品A4显示与1%活性炭样品A2相同的结果。图3b显示当使用漂白土和活性炭漂白葵花籽油时剂量对叶绿素减少的影响。该图还表明吸附剂A2对颜色去除的影响比其它的更为有效。

　　图3：剂量对漂白过程的影响。

　　因此，已经在不同的温度，接触时间和漂白材料剂量下研究了在具有不同类型的活性炭和漂白土材料的中和葵花籽油中的有色颜料的吸附。结果表明，活性炭A1和A2在去除葵花籽油中的有色颜料和残留物方面具有很大的潜力。在葵花籽油加工中使用活性炭A1和A2的另一个优点是游离脂肪酸的减少，并且发现样品A2的有效总体性能高于漂白土和其它活性炭样品。根据油分析结果，1%浓度，30分钟接触时间，20℃漂白温度是活性炭A1和A2的最佳漂白参数。

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