活性炭是一種黑色多孔粉末或顆粒,無氣味和味道。它在室溫下表現出穩定的化學性質,不溶於水和普通溶液。活性炭的表觀密度根據原材料和生產方法的不同而有很大差異。其結構由縱向和橫向相互連通的孔隙組成,孔徑範圍為0.1~100.0 nm,特別是0.1~1.0 nm。這些孔隙形成了相當大的微孔表面積,總面積超過 1000 平方米/克。這種物理特性對其吸附有機物的卓越能力起著至關重要的作用。因此,活性炭是食品工業中常用於食用油脫色的高效吸附劑。此過程涉及去除可能對油的外觀、味道和保質期產生負面影響的雜質和色素。
活性炭在煉油中的應用
食用油的主要成分是脂肪,即脂肪酸甘油酯,還含有少量游離脂肪酸和其他雜質。精煉油的方法通常有三個步驟:中和、脫色、脫臭。油精煉後,去除有害成分,保留有益成分。
中和一般用氫氧化鈉除去游離脂肪酸,也有除去蛋白質和膠質的作用,並減少其他雜質。如果要將油的顏色變為單色,則需要進行進一步的處理。通常活性白土和粉末活性炭結合使用,以達到脫色和油品淨化的效果。
脫色用活性炭
活性炭具有多孔結構,孔隙疏鬆,比表面積大,脫色係數優異。此外,它還具有疏水性,使其能夠有效吸收聚合物物質。此外,活性炭對藍色和綠色色素的去除效果也很出色,還可以消除微量礦物油造成的油脂殘留。與活性白土相比,活性炭在油品脫色方面具有明顯的優勢。它產生的油具有較低的紅色值,從而產生優異的脫色效果,同時通常避免加工後的油中出現任何不良氣味。但活性炭成本較高,且吸油率較高,導致脫色後過濾速度較慢。
因此,通常與白土一起使用,典型的混合比為1:(10~20)。這種組合方法顯著增強了脫色能力,並有效消除了與漂白土相關的任何殘留氣味。
苯並芘用活性炭
苯並芘是一種強致癌物。它是由5個苯環組成的多環芳香烴。常溫下為無色至淡黃色針狀晶體。它很穩定,不溶於水。微溶於乙醇、甲醇等有機溶劑。 《食用植物油衛生標準》規定食用植物油中苯並芘含量≤10μg/Kg;歐盟限量標準為2.0μg/Kg。植物油中的苯並芘主要來源於以下來源:
- 原料種植過程中的空氣污染。
- 原材料在瀝青路上曬乾並儲存在化學品容器中。
- 壓制前處理時高溫乾燥、炒製。
- 漏油、高溫加熱無真空保護。
活性炭可由多種含碳原料(煤、木材、果殼等),經高溫處理後,再用化學活化劑(磷酸、氧化鋅等)、空氣、和蒸汽以增加其表面積並提高吸附活性。
活性炭可以有效去除白土無法吸附的高分子量PAHs(而除臭過程只能去除含4個以下的低分子量PAHs)。活性炭對PAHs的吸附能力特別強,即使壓榨活性炭濾餅,過濾出來的油也不含PAHs。
關於活性炭油脫色的結論
食用油的脫色對於活性炭的選擇也很重要。不同活化方法生產的活性炭產品也不同。適用於不同油類的脫色。一般在使用前最好先進行實驗。活性炭的pH值也很重要,控制在5-8之間,太鹼或太酸都會引起食用油的不良變化。
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