基于干法活化的食用油脱色吸附材料开发与应用

2012年中国食用油消费2800多万t，其中精炼油占70%以上。吸附脱色是食用油精炼关键工序，旨在去除油中色素、残皂／磷、氧化产物等微量杂质，其效果直接影响食用油品质和食用安全性。传统脱色吸附材料以膨润土为原料，采用高温高酸湿法加工而成，其特点是活性度高，催化能力强，又称活性白土，但用于油脂脱色时存在选择性差、吸油率高、副反应严重和过滤性差的缺陷。为此，研究了微量多组分油相吸附机制、脱色对油品品质影响，发现具有适度结构微孔和纳米棒晶属性的凹凸棒石粘土(简称凹土)是油脂吸附脱色理想材料，通过酸、热处理作用机理和结构演化规律研究，发明了凹土干法活化工艺和低活性度食用油脱色专用吸附材料，以及符合该材料特性的“两步”脱色工艺，并进一步对吸附材料进行多元复合改性，开发了高吸湿性凹土系列干燥剂。主要发明内容：1．系统研究了膨润土与凹土对油相中多种微量组分吸附机制及脱色对油脂品质的影响，将吸附材料的活性度与油脂品质、食用安全性相关联，提出了适度孔径模型，发现具有适度孔径的结构微孔、纳米棒晶属性和低活性度的凹土是更理想的食用油吸附脱色材料；通过研究凹土矿物嵌布、微观结构、物化特性与宏观吸附、催化性能闻的联系，揭示了凹土酸、热处理的作用机理和结构演化规律，为凹土干法活化及多元复合改性奠定了坚实基础。2．发明了超低量酸挤压捏合、中温活化解聚扩孔干法改性技术并创新设计大型凹土专用挤压改性装备，实现凹土脱色吸附材料绿色制造，成为该领域核心加工技术与通用生产模式，彻底改变了传统高温高酸高能耗湿法加工模式，吨吸附材料酸用量由500kg降到2kg，废水排放由60t降到零，孔径由0.5-2.5nm扩大到0.5～20nm，脱色率从60提高到90。并发明了符合该材料特性的预脱一复脱两步脱色工艺和折流脱色装置，充分发挥其吸附容量大、过滤速率快、催化活性和吸油率低的优势，大幅提高了脱色吸附效果和食用油品质。3．在干法活化基础上研究凹土吸湿微孔扩散机理，建立分形BET吸附模型，发明了凹土多元复合改性技术，强化对空气中水的吸附，获得了调控干燥过程温升的最佳配方和工艺条件，开发出新型高吸湿性干燥剂，解决了凹土干燥剂生产技术难题，实现吸附材料增值开发。与分子筛相比，成本降低60%，能耗降低70%，无废水排放，再生温度从300℃降到200℃，质量指标优于欧盟标准。获授权专利19项，其中发明专利16项、新型实用3型：制定国家标准1项；出版著作1部，发表论文320篇，其中SGI收录68篇；成果鉴定3项；获中国商业联合会科学技术奖特等奖、安徽省一等奖等4项。成功培育7家高新技术企业，产品包括2大类9种，近三年新增销售收入5亿元，利润1.1亿元，税收7000万元：推广应用以来，共减少酸废水排放1亿多t，由于吸油率降低和油品品质提高，相当于节约食用油20多万t，减少合成抗氧化剂用量2000多t，取得了显著的经济与社会效益。

申报信息

• 公布年份：
  2015
• 学科分类号：
  TS2
• 关键词：
  食用油 脱色吸附材料 精炼工艺