油脂的脫色
純凈的甘油三酸酯呈液態(tài)時(shí)無(wú)色,呈固態(tài)時(shí)為白色。但常見(jiàn)的各種油脂都帶有不同的顏色,影響油脂的外觀(guān)和穩(wěn)定性,這是因?yàn)橛椭泻袛?shù)量和品種都不相同的色素物質(zhì)所致,這些色素有些是天然色素,主要有葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素、黃酮色素等,有些是油料在儲(chǔ)藏、加工過(guò)程中糖類(lèi)、蛋白質(zhì)的降解產(chǎn)物等。在棉子油中含有棕紅色的棉酚色腺體,是一種有毒成分。植物油中的各種色素物質(zhì)性質(zhì)不同,需專(zhuān)門(mén)的脫色工序處理。
油脂脫色的方法很多,工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是吸附脫色法,此外還有加熱脫色法、氧化脫色法、化學(xué)試劑脫色法等。
吸附脫色就是利用某些具有吸附能力強(qiáng)的表面活性物質(zhì)加入油中,在一定的工藝條件下吸附油脂中色素及其他雜質(zhì),經(jīng)過(guò)濾除去吸附劑及雜質(zhì),達(dá)到油脂脫色凈化目的的過(guò)程。
1 吸附劑
(1)對(duì)吸附劑的要求 吸附力強(qiáng),選擇性好,吸油率低,對(duì)油脂不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),無(wú)特殊氣味和滋味以及價(jià)格低,來(lái)源豐富。
(2)吸附劑種類(lèi)①天然漂土,一種膨潤(rùn)土,其中主要含蒙脫土,呈酸性,又稱(chēng)為酸性白土;②活性白土,以膨潤(rùn)土為原料經(jīng)加工而成的活性較高的吸附劑,具有很強(qiáng)的吸附能力,在油脂工業(yè)的脫色中被廣泛應(yīng)用;③活性炭,由樹(shù)枝、皮殼等炭化后,再經(jīng)活化處理而成,一般不單獨(dú)使用,往往與活性白土混合使用,活性炭與活性白土的比例為1:(10~20)。
2 吸附原理
(1)吸附劑的表面性 吸附劑的顆粒很小,可獲得大的表面能。
(2)物理吸附 物理吸附是靠分子間的范德華力進(jìn)行吸附的,它無(wú)選擇性,具多層性,吸附熱很低,吸附速度和解吸速度都快。
(3)化學(xué)吸附 即在吸附劑的表面和被吸附物間發(fā)生了某種化學(xué)反應(yīng),這種反應(yīng)一般都是比較低級(jí)的化學(xué)反應(yīng),凡是被化學(xué)吸附的物質(zhì)解吸下來(lái)時(shí),都要發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)方面的變化,如異構(gòu)化等。
3 影響脫色的因素
溫度:在吸附劑表面生成“吸附劑一色素”化合物,需要一定的能量,所以必須有一定的溫度,才能提供足夠的能量使它們發(fā)生反應(yīng)。溫度太高,生成的熱無(wú)法放出。溫度太低,吸附反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行。吸附溫度為80~110℃,一般控制在80℃,不超過(guò)85℃。
壓力:脫色操作分常壓和減壓。常壓脫色時(shí),油脂熱氧化反應(yīng)總是伴隨著吸附作用;減壓脫色(壓力為6.7~8.o kPa即真空度93.3~94.7 kPa)可防止油脂氧化,水分蒸發(fā)速度(吸附劑的水分)加快,由于吸附劑被水屏蔽,只有去除水分,吸附劑才能吸附色素。
攪拌:攪拌速度≤80 r/min,使色素與吸附劑充分接觸,使吸附劑在油中分布均勻。
時(shí)間:脫色時(shí)間一般為10~30 min,間歇式操作15~30 min,連續(xù)脫色5~10min,加入酸性白土后,隨著時(shí)間的加長(zhǎng),油脂的氧化程度、酸價(jià)回升速度都會(huì)提高。
吸附劑用量:不同種類(lèi)的色素所需的白土量不同。目前,國(guó)內(nèi)大宗油脂的脫色,均使用市售的白土。達(dá)到高烹油、色拉油標(biāo)準(zhǔn)所需的白土量為油重的1%~3%,最多不大于7%。
油的色度:油的色度不同,選用白土量亦不同。
含水量:油中水分也影響白土對(duì)色素的吸附作用,因此油在脫色前,必須先進(jìn)行脫水,使水含量在0.1%以下。
油中的膠雜:白土和膠雜的相互吸附能力強(qiáng),白土首先和膠雜作用,使白土中毒,這大大影響了白土的用量和白土的吸附能力,故在脫色中應(yīng)盡量減少膠雜。
油中殘?jiān)恚簹堅(jiān)碓黾恿税淄恋挠昧?,影響了白土的吸附能力,使油脂酸價(jià)增加。
油中的金屬離子:脫色可以大大降低油中的金屬離子,油中金屬離子的濃度大,也將大大影響油脂的脫色.。
六、脫臭
純凈的甘油三酸酯是沒(méi)有氣味的,但各種植物油脂都有其特有的風(fēng)味和氣味,而這些氣味一般都是由揮發(fā)性物質(zhì)所組成的,主要包括某種微量的非甘油酯成分,例如酮類(lèi)、醛類(lèi)、烴類(lèi)等的氧化物,油料中的不純物,油中含有的不飽和脂肪酸甘油酯所分解的氧化物等。另外,在制油工藝過(guò)程中,也會(huì)產(chǎn)生一些新的氣味,例如浸出油脂中的溶劑味,堿煉油脂中的肥皂味和脫色油脂中的泥土味等。所有這些為人們所不喜歡的氣味,都統(tǒng)稱(chēng)為“臭味”。
脫臭的目的主要是除去油脂中引起臭味的物質(zhì)。除去這些不良?xì)馕兜墓ば蚍Q(chēng)脫臭。
脫臭的方法有真空蒸汽脫臭法、氣體吹入法、加氫法、聚合法和化學(xué)藥品脫臭法等幾種。其中真空蒸汽脫臭法是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用得最為廣泛、效果較好的一種方法。它是利用油脂內(nèi)的臭味物質(zhì)和甘油三酸酯的揮發(fā)度的極大差異,在高溫高真空條件下,借助水蒸氣蒸餾的原理,使油脂中引起臭味的揮發(fā)性物質(zhì)在脫臭器內(nèi)與水蒸氣一起逸出而達(dá)到脫臭的目的。氣體吹人法是將油脂放置在直立的圓筒罐內(nèi),先加熱到一定溫度(即不起聚合作用的溫度范圍內(nèi)),然后吹入與油脂不起反應(yīng)的惰性氣體,如二氧化碳、氮?dú)獾?,油脂中所含揮發(fā)性物質(zhì)便隨氣體的揮發(fā)而除去。
七、脫蠟
某些油脂中含有較多的蠟質(zhì),如米糠油、葵花子油等。蠟質(zhì)是一種一元脂肪酸和一元醇結(jié)合的高分子酯類(lèi),具有熔點(diǎn)較高、油中溶解性差、人體不能吸收等特點(diǎn),其存在影響油脂的透明度和氣味,也不利于加工。為了提高食用油脂的質(zhì)量并綜合利用植物油脂蠟源,應(yīng)對(duì)油脂進(jìn)行脫蠟處理。脫蠟是根據(jù)蠟與油脂的熔點(diǎn)差及蠟在油脂中的溶解度隨溫度降低而變小的物性,通過(guò)冷卻析出晶體蠟,再經(jīng)過(guò)濾或離心分離而達(dá)到蠟油分離的目的。
脫蠟從工藝上可分為常規(guī)法、堿煉法、表面活性劑法、凝聚劑法、靜點(diǎn)法及綜合法等。米糠油脫蠟及商品糠蠟的制備見(jiàn)第2章。
菜子油的精煉(工藝實(shí)例)
1 過(guò)濾
毛油升溫至30~32℃,并以60 r/min的速度進(jìn)行攪拌,以除去油中氣泡。加入油重0.1%~0.2%的磷酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的工業(yè)磷酸)再攪拌30 min左右。
2 加堿中和
以160波美度,質(zhì)量為油質(zhì)量1.5%的液體燒堿和油質(zhì)量0.5%的液體泡花堿混合液進(jìn)行堿煉。先快速(60 r/min)攪拌10~15 min,繼以慢速(27 r/min)攪拌40min。
3 靜置沉淀
中和慢攪40 min后升溫至50~52℃,繼續(xù)慢速攪拌約10 min,待油皂分離后即停止攪拌,并關(guān)閉間接蒸汽。靜置沉淀6 h左右,再將油皂分離。
4 水洗
將分離皂腳后的凈油在攪拌下升溫至85℃,然后加入油質(zhì)量15%而溫度為90℃的鹽堿水(含0.4%燒堿和O.4%的工業(yè)用鹽)。加水完畢后即停止攪拌,靜置30 min后可放出下層廢水。廢水放盡后仍控制油溫在35℃,再?lài)娙?5%的沸水(清水)。同樣加水完畢后即停止攪拌,靜置0.5 h后再放掉下層廢水。如此水洗2或3次。
5 預(yù)脫色
開(kāi)動(dòng)真空泵將堿煉后的凈油吸入預(yù)脫色鍋內(nèi),升溫至90℃。在99 kPa的真空度下干燥脫水30 min。然后吸人少量酸性白土,攪拌20 min。預(yù)脫色后,在真空下將油冷卻至70℃,再用齒輪泵送入壓濾機(jī)過(guò)濾。
6 脫色
將預(yù)脫色后的油吸人脫色鍋內(nèi),在99 kPa(740 mm Hg)以上的真空度下,將油升溫至90℃,并吸入酸性白土100 kg,活性白土60 kg(按6 t油計(jì)),繼續(xù)攪拌10 min。脫色后,在真空下將油冷卻至70℃,也以齒輪泵送入壓濾機(jī)過(guò)濾。
7 脫臭
開(kāi)動(dòng)真空泵將脫色油吸入脫臭鍋內(nèi)。當(dāng)間接蒸汽將油加熱至90~100℃時(shí),開(kāi)始噴直接蒸汽,而油溫升至185C時(shí),開(kāi)始以三級(jí)蒸汽噴射泵抽真空,維持殘壓在400~666 Pa,油溫仍為185℃,脫臭約5 h。脫臭后在真空下將油冷卻至30℃,過(guò)濾后即得精煉菜子油。