助滤剂在食用油脂脱色工艺中的应用分析（助滤剂在食用油脂脱色工艺中的应用分析）

食用油脂

由于天然色素和加工、储存过程中产生的杂质的存在，会对食用油脂的外观、深加工和稳定性等产生一定不利影响。因此，在食用油脂精炼过程中需要进行脱色处理。油脂加工中常用的脱色方法是吸附脱色法，利用某些物质(脱色剂)对部分色素的选择性吸附作用，除去油脂内色素及其它杂质。常用的脱色剂有活性白土、凹凸棒土、活性炭、沸石、酸化稻壳灰、炭化豆壳灰等，其中，应用最广泛的是活性白土。

活性白土是天然漂土经过强无机酸酸化处理而成，活性度得到很大提高。对叶绿素及其它胶溶性物质具有很强的吸附能力，对碱性原子团和极性原子团有着更强的吸附能力。但同时，活性白土也具有吸油性，脱色过滤后的废白土中含油25％～40％，而且，由于活性高的原因，会使接触活性白土的油脂发生部分水解，导致脱色后的油脂酸价上升。研究表明，加入1％的活性白土可使脱色油酸值(KOH)增加0.01mg/g。

在脱色工艺中，活性白土的添加量一般为油脂重量的1％～7％。白土用量太少，无法达到预期的脱色效果；白土用量太多，会导致油脂损害增大，脱色油酸价回升高、过氧化值增大且带有过浓的白土味，使后续的油脂脱臭工段的难度增大。因此，在活性白土脱色工艺中，最大的问题之一是如何在保证脱色效果的情况下，进一步地减少白土的使用量，提高脱色速率。

针对该问题，油脂工程技术研究人员一直在进行探索，提出了各种方法，例如：活性白土与其它脱色剂混合使用；对活性白土进行改进；对脱色工艺和设备进行改进，都取得了一定的成果。笔者分别对硅藻土和珍珠岩这两种助滤剂进行了介绍，并分析了其在活性白土脱色工艺中的应用情况，为进一步的研究做基础。

食用油脂

01助滤剂的特征及应用

助滤剂是一种坚硬而细碎程度不同的辅助性粉粒状物质，能形成结构疏松的滤饼，且在操作压强范围内几乎不可压缩，可以减少滤饼阻力或过滤介质阻力。在食品行业中使用的助滤剂必须是惰性和无毒的，不能含有可被滤液溶解的有机和无机物质以及微生物，要对滤液的色香味影响小。油脂脱色工艺中常用的助滤剂是硅藻土和珍珠岩。

1、硅藻土助滤剂

天然硅藻土是一种单细胞水生植物死亡以后的硅酸盐遗骸沉积物，其中主要化学成分是二氧化硅，还有少量的杂质。硅藻土助滤剂是根据需要选择一定品质的硅藻土，通过酸化处理、添加其它助剂等工序后，再经过干燥或煅烧而制成的一类粉状物质。

硅藻土助滤剂是由盘状、管状和不规则形状的颗粒组成的粉状产品，这些颗粒具有独特的微孔结构、不同的粒度分布、较大的比表面积和稳定的化学性质等特征，因此可使被过滤液体获得高流速比，并能滤除微细的固体悬浮物，最小可截留0.1～1um的杂质粒子。

硅藻土助滤剂形成的饼层，具有高度的渗透性和吸附性，从而提高截流精度和处理能力。应用研究表明，硅藻土助滤剂过滤可去除固体颗粒、悬浮物质、胶体粒子、细菌和病毒等，其过滤作用主要是对杂质的机械截留作用和吸附作用。硅藻土助滤剂己广泛应用于食品酿造、医药、石油、化工和水处理等部门，主要应用领域有啤酒、医药(用于抗生素、血浆、维生素、合成医药、注射液等的过滤)、净水过滤、油脂工业、有机溶液、涂料和染料、肥料、酸类、碱类、调味料、糖类、酒类等。

2.珍珠岩助滤剂

珍珠岩是一种含结晶水的酸性硅质火山玻璃熔岩，其中主要化学成分是SiO2，还有少量的氧化钾、氧化钠、氧化镁、氧化钙、氧化铝和有机杂质。珍珠岩助滤剂是将一定品质的珍珠岩原料，经高温煅烧处理，使其中的结晶水蒸发，体积迅速膨胀，形成膨胀珍珠岩，再经过研磨和筛选而成。

珍珠岩助滤剂是一种白色固体粉末，由非常不规则的曲卷片状颗粒组成，具有质量轻、对比重小、比表面积小、渗透性好、导热系数低和化学稳定性好等特点。由于不含有潜在污染物，其重金属离子的含量一般在0．005％，因此可用于食品级过滤。形成的滤饼孔隙率为80％～90％，各颗粒之间有大量的毛细孔相通，在滤液长期稳定快速过滤的同时，能截留0．6微米以上的粒子，起到吸附杂质、澄清滤液的作用。珍珠岩助滤剂广泛应用于石油、化工、医药、食品饮料和污水处理等行业。

02助滤剂在食用油脱色工艺中的应用

1、操作方法

助滤剂的使用方法通常为预涂层过滤、掺浆过滤和预涂一掺浆过滤3种方式。

(1) 预涂层过滤

将预先计量好的助滤剂与适量的洁净水或滤浆在加料桶内混合成悬浮液，然后进行循环预涂。待滤液澄清度达到要求后，即可对滤浆进行过滤。此时，预涂层直接起介质作用，此法一般适用于深层过滤。滤床厚度一般为3～80 mm。

(2) 掺浆过滤

先将滤浆和助滤剂混合后，再通过滤机进行过滤。助滤剂与滤浆中的固形物共同堆积在滤层表面形成滤层，从而使过滤能够保持相对稳定的过滤速度。此时，所添加的助滤剂，其粒度仅决定于滤浆中固形物的种种特性，而不受滤机形式上的影响。

(3) 预涂一掺浆过滤

分预涂和添加两步进行：预涂层厚度一般为2～3 mm。其主要作用是保护滤材不被污染，并保证转入添加过滤的瞬间即可获得澄清滤液。预涂层的薄厚与构造在整个过滤过程中尤为重要。预涂完成后，待滤浆进入滤机，需同时添加浆液重量0.1％～2.0％的助滤剂。过滤过程中助滤剂与滤浆中县浮的杂质微粒形成疏松多孔滤饼，以保持经济滤速。添加量的多少取决于微粒杂质的数量及其可压缩性，压缩率大的杂质，助滤剂添加量相应增加。

对压滤机而言，理想的添加量应是过滤压力达到额定压力时，形成的滤饼基本填满滤机的允许容纳滤渣空间，至此完成一个过滤周期，滤机进入清洗阶段。本次研究采用掺浆过滤的方法，先将外购的硅藻土助滤剂和珍珠岩助滤剂按照一定比例分别与活性白土混合后，应用到食用油脱色工段，采用常规工艺过滤，记录相关参数，比较两种助滤剂的效果(表1)。

研究表明：两种助滤剂在活性白土脱色中应用，均可以提高过滤速度，延长滤饼的过滤周期。其中，珍珠岩助滤剂在提升过滤速度和延长滤饼过滤周期上的效果相对于硅藻土助滤剂要好些，但由于组成 颗粒的不同，硅藻土助滤剂的吸附效果要好些，过滤后脱色油要更加澄清一些。

表2两种助滤剂的综合比较

特性

硅藻土

珍珠岩

结构

具有良好的微孔结构、吸附性能和抗压缩性能

具有发达的微孔结构、质量轻、相对比重小、比表面积小、渗透性好、导热系数低、抗压缩性能好等优点。

吸附能力

能滤除微细的悬浮物，保证了澄清度

能过滤0.6微米以上固体粒子，滤液质量相对较差。

流速比

滤速相对缓慢，堆密度较大，按其质量加入往往达不到预期要求，多加又将使成本上升。

过滤速度快，堆积密度小

化学稳定性

化学稳定性不很理想。硅藻土中的铁、钙等有害成分含量相对较高，并以分离状态存在，所以其溶出率较高。

不含有潜在污染物，其重金属离子的含量一般在0.005%,溶出率较小。

资源

资源缺乏。生产硅藻土助滤剂需要硅藻含量高的优质硅藻土。尽管我国的硅藻土资源丰富，但绝大多数为中低品位硅藻土矿，难以满足生产要求。

资源丰富，美国市场上的珍珠岩助滤剂年销量在10万吨以上，我国也是珍珠岩矿产资源大国。

生产成本

生产成本较高。硅藻土的生产工艺较复杂，加之优质硅藻土矿资源价格较高，目前国内硅藻土助滤剂的生产成本一直维持在较高水平。

生产成本相对较低，市场价格较低

03结语

(1) 助滤剂也有一定的吸附作用，添加助滤剂可以适当降低活性自土的用量。

(2) 添加助滤剂能够很好地提高活性白土脱色过滤速度，从而提高产品质量。

(3) 珍珠岩助滤剂在提升过滤速度和延长滤饼过滤周期上的效果相对于硅藻土助滤剂要好些，但硅藻土助滤剂的吸附效果要好些，过滤后脱色油要更加澄清一些。

(4) 可以尝试将珍珠岩助滤剂和硅藻土助滤剂按照一定比例混合使用，进行优势互补，在成本允许范围内，提高过滤速度和过滤油质量。

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