活性炭國家專精特新“小巨人”企業活性炭產學研合作

　　活性炭漂白葵花籽油，本文講述了活性炭對葵花籽油的漂白過程，研究了時間，溫度和用量等參數對葵花籽油漂白的影響。植物油和脂肪是人類食品的重要組成部分。世界上生產的所有油中約有70%來自植物。在現代社會中，由于一些顏色和氣味，消費者不喜歡直接使用沒有適當的加的工原油。通常，植物油含有微量成分，通過改變其味道，顏色和加工效率來影響最終產品質量。水，游離脂肪酸(FFA)，顏色，磷脂，偏甘油酯，氧化產物和一些微量元素如鐵，銅，硫和鹵素都是影響食用油質量的雜質。這些雜質可以在常規化學精制的各個步驟中除去，包括脫膠，中和，洗滌，干燥，漂白，過濾和除臭。

　　漂白是食用油物理和化學精煉過程中的關鍵步驟，選擇漂白過程的最佳條件取決于原油的質量和類型。漂白過程總是被誤解為僅僅是油的脫色過程。事實上，漂白是通過吸附劑與油的物理和化學相互作用選擇性除去顏色和雜質以改善其質量的過程。整個過程中除去不僅僅是顏色，還有微量氧化金屬和去各種有機雜質的去除。

　　漂白過程在化學精制中脫膠和中和后應用，更適合稱為吸附處理。粗制食用油仍含有不良物質，如FFA，膠狀物質和著色物質。著色是由于粗制食用油中存在顏料。這些顏料是類胡蘿卜素，葉綠素，棉酚和相關化合物。通過使用具有強吸附力的材料除去來自原油的這些雜質。通常的漂白方法是將著色物質吸附在吸附材料上。煉廠有多種吸附劑可供選擇，其主要標準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�；钚蕴客ǔ＞哂写蟮谋砻娣e，其對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發漂白工藝的一個非常關鍵和必要的步驟。本研究的目的是確定活性炭的漂白性能，特別是溫度，時間等參數的影響，和葵花籽油的漂白過程中的水分和用量。

　　研究材料準備

　　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。通過用硫酸洗滌除去化學試劑，這產生高度多孔的結構，然后在真空下干燥。韓研活性炭樣品A3和漂白土樣品A4。葵花籽油從油廠獲得。所有的化學品和溶劑是HPLC級的。

　　檢測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，將混合物通過濾紙過濾。以0.6,0.9,1.2和1.5g的劑量重復該過程以確定劑量的影響。在40,60,80和100℃下研究溫度的影響。通過改變時間(15,20,25,30,35和35分鐘)來完成時間的影響。

　　圖1：在500-1000放大倍數下掃描活性炭的電子顯微照片。

　　活性炭的化學和物理性質根據其吸附性質來確定。結果如表1所示。

　　溫度的影響

　　溫度對活性炭漂白過程的影響如圖2a所示。漂白過程在30分鐘內進行，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漂白獲得的結果。因此，在溫度圖表中，將1.5%的A3和A4與1%的A1和A2進行比較。使用1%的A4時獲得紅色值2.6。漂白溫度通常為90至125℃。因為，油的粘度隨著溫度的升高，導致顆粒的更好的分散，改進了吸附劑油相互作用和流動性降低。從圖2中可以看出發現，對于活性炭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)溫度和時間(b)對漂白過程的影響。

　　接觸時間的影響

　　還研究了漂白接觸時間對活性炭和漂白土樣品的影響。為了研究接觸時間對活性炭漂白性能的影響，漂白過程在15至35分鐘的不同時間進行，其中1%的A1，A2和1.5%的A3，A4吸附劑。結果如圖2所示漂白性能的變化在前20分鐘時顯示出增加，并且當時間的增加對吸附劑改性因此對漂白過程沒有顯著影響時略微增加至30分鐘。接觸時間的進一步增加趨于使漂白油的顏色變暗。因此，對于所有吸附劑，最佳活化時間為約30分鐘。研究表明有效漂白的接觸時間通常為15至45分鐘，最常見的是20至30分鐘。從圖2b，可以看出活性炭樣品A1和A2的漂白曲線類似于漂白土的漂白曲線。然而，A1和A2可被認為是更有效的吸附劑，因為它比其它吸附劑少0.5%。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。結果清楚地表明，活性炭樣品A2在1%吸附劑用量下達到最佳值，吸附劑用量的進一步增加對其沒有顯著影響。這可以通過吸附平衡在吸附劑/油混合物之間達到最大值的事實來解釋。然而，通過在漂白過程中增加其它吸附劑A1，A3和A4的數量來增加顏色吸收，并且1.5%地球樣品A4顯示與1%活性炭樣品A2相同的結果。圖3b顯示當使用漂白土和活性炭漂白葵花籽油時劑量對葉綠素減少的影響。該圖還表明吸附劑A2對顏色去除的影響比其它的更為有效。

　　圖3：劑量對漂白過程的影響。

　　因此，已經在不同的溫度，接觸時間和漂白材料劑量下研究了在具有不同類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的另一個優點是游離脂肪酸的減少，并且發現樣品A2的有效總體性能高于漂白土和其它活性炭樣品。根據油分析結果，1%濃度，30分鐘接觸時間，20℃漂白溫度是活性炭A1和A2的最佳漂白參數。

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