植物油脱酸剂的制备及应用研究

论文摘要

脱酸是油脂精炼中的重要工序之一,与成品油的得率和品质密切相关。传统脱酸技术存在水耗大、能耗大、中性油及营养物质损耗大等问题,大部分新型脱酸工艺又因成本较高而在应用方面受到限制。针对以上问题,本文以降低油脂脱酸成本,改善脱酸油品质为目的,在新型脱酸吸附剂的研制、吸附脱酸工艺优化以及吸附脱酸对油脂品质的影响等方面进行了深入研究,为新型脱酸剂及吸附脱酸工艺的推广提供了理论依据。主要研究结果如下：1.植物油脱酸剂原料的选择通过比较不同原料制备而成的脱酸剂吸附游离脂肪酸的能力,吸附油脂中皂等杂质的能力以及废脱酸剂与油脂分离的难易程度,并结合原料成本、食品安全等方面的分析,最终确定脱酸剂的制备原料为农产品废弃物中的种子壳SH1。2.脱酸剂制备工艺优化及其脱酸机理探讨研究优化得到脱酸剂的最佳制备工艺条件为：种子壳粒度60目,活化剂浓度20%,活化剂用量（料液比）1：15（g：m1）,活化时间60min,活化搅拌速度150RPM。此条件下,制备的脱酸剂在油脂中具备良好的分散及分离效果,在相同的脱酸条件下脱酸效果最佳,其脱酸能力主要来自暴露在表面的OH-活性位点与游离脂肪酸分子间形成的化学键吸附。脱酸剂的物理吸附性能主要表现在对油脂中脂肪酸盐及其他杂质的吸附分离。3.脱酸剂在吸附脱酸工艺中的应用研究（1）脱酸时间和脱酸剂用量对吸附脱酸效果具有显著影响,研究优化得到的最佳吸附脱酸工艺条件为：搅拌速度200RPM、吸附时间2.0h、脱酸剂添加量为油重的2.5%,吸附温度30℃。此条件下,可使原料油的酸价由2.44mgKOH/g降低到0.35mgKOH/g。（2）在脱酸剂吸附平衡的研究中,发现Langmuir吸附模型对脱酸剂吸附脱酸过程的拟合优于Freundlich,吸附温度为30℃时拟合效果最佳,相应的Langmuir等温方程为：Ce/Qe=0.0015Ce+0.0017,相关系数为0.9998,脱酸剂对FFA的最大吸附容量为666.7mg/g,吸附常数为0.88,表明该新型脱酸剂对油脂中游离脂肪酸的吸附性能优良。由吸附平衡试验推导出的适用于不同初始酸价油脂吸附脱酸的脱酸剂添加量计算公式为：脱酸剂添加量=0.006×（目标酸价+1）×（初始酸价/目标酸价-1）×100%（3）吸附脱酸工艺中性油损耗仅为0.1%,炼耗低,可以有效节约资源、提高油脂企业效益。废脱酸剂的热值为6762±265cal/g,约为29.3MJ/kg,与标准煤的热值相当,可以直接作为燃料使用,无浪费、无污染、再利用成本低廉。（4）联合脱胶-脱酸工艺与分步脱胶-脱酸工艺均能有效脱除菜籽油、大豆油、亚麻油等油脂中的磷脂及游离脂肪酸,且不影响它们的脂肪酸组成、氧化稳定性等特性。联合脱胶-脱酸工艺在操作上更为简便、省时,但废脱酸剂与废脱磷剂混合后难以分离,给吸附剂废弃物的再利用带来困难。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 英文缩略表
• 第一章 绪论
• 1 脱酸技术研究进展
• 1.1 传统脱酸技术
• 1.2 新型脱酸技术
• 2 论文研究目的、意义及内容
• 2.1 研究目的和意义
• 2.2 研究内容
• 第二章 植物油脱酸剂原料的选择
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料与仪器
• 2.2 试验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 由不同种子壳、活性炭制得的脱酸剂的脱酸效果比较
• 3.2 不同吸附树脂的脱酸效果比较
• 3.3 种子壳SH1及其脱酸剂制品对油脂卫生安全的影响
• 4 本章小结
• 第三章 脱酸剂制备工艺优化及其脱酸机理探讨
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料与仪器
• 2.2 试验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 脱酸剂制备工艺优化
• 3.1.1 种子壳粒度对脱酸剂效果的影响
• 3.1.2 热处理温度对脱酸效果的影响
• 3.1.3 活化剂浓度对脱酸效果的影响
• 3.1.4 活化剂用量对脱酸效果的影响
• 3.1.5 活化剂时间对脱酸效果的影响
• 3.1.6 活化温度对脱酸效果的影响
• 3.1.7 活化时的搅拌速度对脱酸效果的影响
• 3.1.8 脱酸剂制备正交试验
• 3.2 脱酸剂的红外图谱分析
• 3.3 脱酸剂吸附脱酸机理探讨
• 4 本章小结
• 第四章 脱酸剂在吸附脱酸工艺中的应用研究
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料与仪器
• 2.2 试验方法
• 3 结果与分析
• 3.1 吸附脱酸工艺优化
• 3.1.1 脱酸剂添加量对脱酸效果的影响
• 3.1.2 吸附时间对脱酸效果的影响
• 3.1.3 吸附温度对脱酸效果的影响
• 3.1.4 搅拌速度对脱酸效果的影响
• 3.1.5 吸附脱酸工艺正交试验
• 3.1.6 验证试验
• 3.2 脱酸剂吸附平衡试验
• 3.2.1 原料油初始酸价对脱酸效果的影响
• 3.2.2 吸附等温线
• 3.2.3 脱酸剂理论用量推导
• 3.3 废脱酸剂含油率
• 3.4 废脱酸剂再利用
• 3.5 工艺组合
• 3.5.1 不同吸附工艺对油脂酸价的影响
• 3.5.2 不同吸附工艺对油脂磷脂含量的影响
• 3.5.3 不同吸附工艺对油脂氧化稳定性的影响
• 3.5.4 不同吸附工艺对油脂总酚含量的影响
• 3.5.5 不同吸附工艺对油脂脂肪酸组成的影响
• 4 本章小结
• 第五章 全文总结和展望
• 1 结论
• 2 创新之处
• 3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介