活性炭は黒色の多孔質の粉末または顆粒で、臭いや味がありません。室温で安定した化学的特性を示し、水や一般的な溶液には不溶性を保ちます。活性炭の見掛け密度は原料や製造方法により大きく異なります。その構造は、縦方向と横方向に相互につながった細孔で構成されており、細孔直径は 0.1 ～ 100.0 nm、特に 0.1 ～ 1.0 nm の範囲にあります。これらの細孔は実質的な細孔表面積に寄与し、総面積は 1000 m2/g を超えます。この物理的特性は、有機物を吸着する優れた能力において重要な役割を果たしています。したがって、活性炭は食用油の脱色のために食品業界で一般的に使用されている非常に効果的な吸着剤です。このプロセスには、オイルの外観、味、保存期間に悪影響を与える可能性のある不純物や色素の除去が含まれます。
石油精製用途における活性炭
食用油の主成分は脂肪であり、脂肪酸グリセリドには少量の遊離脂肪酸やその他の不純物も含まれています。油の精製方法は通常、中和、脱色、脱臭の3段階で行われます。油を精製した後、有害な成分を除去し、有益な成分を保持します。
中和は一般的に水酸化ナトリウムを使用して遊離脂肪酸を除去し、タンパク質やガムを除去し、その他の不純物を減らす働きもあります。オイルの色をモノクロにしたい場合はさらに加工が必要です。通常、脱色や油の浄化効果を得るために、活性白土と粉末活性炭を組み合わせて使用します。
脱色用活性炭
活性炭は空隙のある多孔質構造を有しており、比表面積が大きく、脱色係数に優れています。さらに、疎水性を示すため、高分子物質を効果的に吸収します。また、活性炭は青色や緑色の色素の除去に優れ、微量鉱物油によるグリース残留物も除去します。活性白土と比較して、活性炭は油の脱色において明確な利点をもたらします。赤色値が低いオイルが得られるため、優れた脱色効果が得られ、通常、加工オイルに含まれる不要な臭いが回避されます。しかし、活性炭は比較的高価であり、吸油率が高いため脱色後の濾過速度が遅くなります。
そのため、漂白土と併用するのが一般的で、一般的な混合比は1：（10～20）です。この組み合わせたアプローチにより、脱色能力が大幅に向上し、漂白土に伴う残留臭気が効果的に除去されます。
ベンゾピレン用活性炭
ベンゾピレンは強力な発がん物質です。 5つのベンゼン環から構成される多環芳香族炭化水素です。室温では無色から淡黄色の針状結晶です。安定で水に不溶です。エタノール、メタノールなどの有機溶媒にわずかに溶けます。 「食用植物油衛生基準」では、食用植物油中のベンゾピレン含有量が10μg/Kg以下と定められています。 EUの制限基準は2.0μg/Kgです。植物油中のベンゾピレンは主に次の供給源に由来します。
- 原料栽培時の大気汚染。
- アスファルト道路上での原材料の天日乾燥や薬品容器への保管。
- プレス前処理時の高温乾燥と炒め。
- 真空保護なしでの油漏れと高温加熱。
活性炭は、さまざまな炭素含有原料（石炭、木材、果物の殻など）から高温処理した後、化学活性剤（リン酸、酸化亜鉛など）、空気、表面積を増加させ、吸着活性を向上させるために蒸気を加えます。
活性炭は白土では吸着できない高分子量PAHを効果的に除去できます（脱臭処理では分子量4以下の低分子量PAHしか除去できません）。活性炭は特にPAHsの吸着力が強く、活性炭ろ過ケーキを加圧してもろ過油にはPAHsが含まれません。
油脱色用活性炭についての結論
食用油の脱色も活性炭の選択において重要です。賦活方法によって製造される活性炭製品も異なります。各種油の脱色に適しています。一般に、使用前に実験を行うことをお勧めします。活性炭の pH も非常に重要で、5 ～ 8 の間に制御されます。アルカリ性すぎたり、酸性すぎたりすると、食用油に望ましくない変化が生じます。
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