十四、转载：江南大学油脂园地-油脂脱色6：吸附剂

1、吸附剂选择依据

合乎油脂工业要求的吸附剂首先是多孔性、比表面积大的物质，除此以外，它还需具备以下基本性质：

（1）具有选择性吸附作用。大量吸附杂质而少吸油，用少量吸附剂就达到效果。

（2）化学性质稳定，与油脂不发生化学反应，不使油脂带上异味（白土味）。

（3）具一定工程特性，如机械强度、几何形状等，使用方便，能以简便的方法与油脂分离。

（4）来源广、价廉、使用经济。

完全具备上述诸条件的吸附剂尚未见报道，寻找和研制理想的吸附剂是油脂加工业重要的课题之一。

2、吸附剂的种类

01天然漂土

某些由层状硅酸盐所构成的矿物如膨润土（bentonite）、凹凸棒石和海泡石等，具有很高的表面积（40~120m2/g），显示出高吸附容量，经过干燥、煅烧和粉碎等简单的物理加工即可用于吸附，产生一定漂洗效果，这些矿物常被称为天然漂土。

膨润土的主要成分为蒙脱石（montmorillonite），其结构和成分如图所示。

凹凸棒土又称坡缕石（palygouskite）或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。凹凸棒石的化学结构式为Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4·4H2O，具有独特的晶体结构，晶体呈针状、纤维状或纤维集合状（见图），主要物化性能和工艺性能与蒙脱石相似，有：阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性、大的比表面积等。

02活性白土

活性白土又称为酸性白土，是目前在油脂脱色加工中用量最大的吸附剂。在本节中，“活性”是指活性白土所显示的各种性能，如吸附性、催化性、离子交换性能等综合性能，活性大小用活性度来表示。

用于生产活性白土的起始物料主要是膨润土矿物，如蒙脱石，其活化通常是用无机酸(硫酸或盐酸)在高温下处理数小时，这样可大大增加比表面积，从原来40–60 m2/g增加到约300 m2/g。图显示蒙脱石酸活化时，酸用量对比表面积和脱色性能的影响。膨润土是天然的阳离子交换剂，在自然条件下，其晶体层间的阳离子可被无机酸的质子所取代：

Ca型膨润土 + 2 H+ ——H型膨润土 + Ca2+      

自然发生的这个反应非常缓慢，但因为这个原因，天然漂土常呈微酸性，其悬浮液的pH为5~6。

用酸处理时，首先溶解掉土中杂物，如方解石等，无机酸的质子取代蒙脱石晶体层间的阳离子，如Ca2＋、Mg2＋、K＋、Na＋等，在不改变蒙脱石层状结构的情况下，溶出蒙脱石八面体层中部分Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋以及四面体的层中部分Al3＋，由小半径的H＋取代它们的相应位置，使蒙脱石晶格“松懈”，晶体二端孔道增大，比表面积增加，体积密度减小。

由于H＋对八面体或四面体多价离子的取代，造成白土表面的电性更负，强化了活性白土的酸性、催化性等多种化学活性。

03活性炭

活性炭是由树枝、皮壳等炭化后，再经活化处理而成。具有细密多孔结构，比表面积达200~1000m2/g；脱色系数很高，可有效除去油中红色素，脱色后油脂不带异味，能吸附低烟点物质，但活性炭价格较贵，吸油率也较高，过滤速度慢。故一般不单独用于脱色，而是与活性白土配合使用，搭配比常为1：10~20，这样有利于发挥这两类吸附剂的互补作用。

活性炭可以吸附白土不能吸附的重质多环芳烃，而且吸附后的活性炭滤饼中压榨出的油不含多环芳烃，表明活性炭可以牢固吸附此类芳烃。

04沸石

沸石是一种大小均匀、结果规则的含水碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物，它是一种具有分子筛（molecular sieve）作用的多孔吸附材料，可以在分子水平上筛分物质，即只吸附特定体积的分子，而排除其它尺寸的分子。虽然沸石只是分子筛的一种，但是沸石在其中最具代表性，因此“沸石”和“分子筛”这两个词经常被混用。沸石是沸石族矿物的总称，自然界已发现的沸石有30多种，较常见的有方沸石、钙沸石等。它们的含水量与外界温度及水蒸气的压力有关，加热时水分可慢慢逸出，但并不破坏其结晶构造。沸石除天然外，也可由人工合成，如磺酸化聚苯乙烯。

05硅胶

硅胶又称为“水凝胶”，其原料为水玻璃，又称“泡化碱”，经过稀硫酸处理，制备成一种多孔海绵状的水溶性硅酸盐，含水60~70%，它的比表面积为800 m2/g左右。尽管这种硅酸盐吸附剂的脱色活性较小，但是它对微量金属、磷脂有很高的选择性吸附作用。

06硅藻土

硅藻土（kieselguhrs）是一种由古代硅藻遗体组成的生物沉积矿物，其化学成份主要是SiO2，含有少量Al2O3、Fe2O3等，SiO2通常占80%以上，最高可达94%。硅藻土中的硅藻有许多不同的形状，如圆盘状、针状、筒状、羽状等，松散密度为0.3~0.5g/cm3，孔隙率达80%~90%，能吸收其本身重量1.5~4倍的水，化学稳定性高，不溶于强酸（氢氟酸除外），但能溶于强碱溶液中。

硅藻土具有一定的吸附性能，但在油脂工业中主要作为助滤剂使用。商用硅藻土的性能与原土粉碎、分选、煅烧、气流分级、去杂等加工工序有关。在约1000℃高温下加入助熔剂（通常纯碱）进行煅烧可制备快滤型硅藻土（见图），由于助熔剂的加入，这种硅藻土呈微碱性，pH为10。

合成硅酸镁合成硅酸镁(magnesium silicate)又名三硅酸镁，由泡花碱、氢氧化钠与可溶性镁盐（如硫酸镁）经预处理后进行反应，生成三硅酸镁沉淀，经漂洗、压滤、干燥、粉碎，制得成品。主要成分为MgO和SiO2。本品为白色、无味粉末，无臭、无味。不溶于水、油和有机溶剂。10%混悬液的pH值为7.0～10.8。易受无机酸分解，略有吸湿性。具有较强的选择吸附性，能吸附除去油脂中的色素、黄曲霉素、苯并比、胶质、游离酸、焦化物等，过滤速度较快，滤饼带油率低。目前主要用于延长煎炸油的使用寿命，在食用油脱色精炼中尚未见应用。

稿件来源：食用油营养与安全科技创新团队

编辑：黄雅祺   硕士研究生

校稿：金   俊   副研究员