CN107488504A

CN107488504A - 一种去除煎炸油中丙烯酰胺的过滤介质及其制备方法

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Publication number: CN107488504A
Application number: CN201710800087.4A
Authority: CN
Inventors: 蒋荣平; 曹龙基; 罗喆; 罗志华
Original assignee: Guangzhou Zhuo Zhuo Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Zhuo Zhuo Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2017-12-19

Abstract

本发明提供了一种去除煎炸油中丙烯酰胺的过滤介质的制备方法，包括以下步骤：a)将超高分子量聚乙烯粉、斜发沸石粉、膨润土、硅藻土粉和发孔剂混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、斜发沸石粉、膨润土、硅藻土粉和发孔剂的重量比为200~360:90~170:60~130:100~150:160~250；b)将步骤a）所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却；所述压制压力为0.4MPa~1Mpa，烧结温度为200℃~245℃，烧结时间为90~150min，冷却温度为40℃~60℃。本发明在上述原料协同作用下，配合特定的烧结温度、压力和冷却温度，得到的过滤介质对丙烯酰胺的去除率高。

Description

一种去除煎炸油中丙烯酰胺的过滤介质及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种去除煎炸油中丙烯酰胺的结构滤芯及其制备方法，属于食用油净化处理技术领域。

背景技术

丙烯酰胺(aerylamide，AA)是一种白色无味的化学物质，分子式为CH₂CHCONH₂，广泛应用于有机化工中。高碳水化合物、低蛋白质的植物性食物（如淀粉类食品）在高温(＞120℃)煎炸下容易产生丙烯酰胺。140-180℃为生成的最佳温度，特别是烘烤、油炸食品最后阶段水分减少、表面温度升高后，丙烯酰胺形成量更高。

动物试验研究发现，丙烯酰胺可致大鼠多种器官肿瘤，包括乳腺、甲状腺、睾丸、肾上腺、中枢神经、口腔、子宫、脑下垂体等。国际癌症研究机构（IARC）1994年对其致癌性进行了评价，将丙烯酰胺列为2类致癌物（2A）即人类可能致癌物，其主要依据为丙烯酰胺在动物和人体均可代谢转化为其致癌活性代谢产物环氧丙酰胺。因此，有效滤除煎炸油中的丙烯酰胺不仅是食品中化学污染物防治的热点问题，更是重要的民生问题。

一般常规处理工艺对丙烯酰胺的去除率很低；氧化法结构复杂，需要多级处理；生物法处理时间很长；膜法耗电，且操作麻烦，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题是提供一种过滤介质及其制备方法，该过滤介质对煎炸油中的丙烯酰胺的去除率高，并且方法简单。还提供了由这种过滤介质构成的滤芯、净油装置和滤油壶。

与现有技术相比，本发明提供了一种去除煎炸油中丙烯酰胺的过滤介质的制备方法，包括以下步骤：

a)将超高分子量聚乙烯粉、斜发沸石粉、膨润土、硅藻土粉和发孔剂混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、斜发沸石粉、膨润土、硅藻土粉和发孔剂的重量比为200~360:90~170:60~130:100~150:160~250；优选为210~350:100~160:70~120:110~140:180~240；更优选为220~340:110~150:80~110:120~130:190~235。

优选的，斜发沸石粉的粒径为80~160μm。

优选的，所述硅藻土为硅藻精土。

b)将步骤a）所得的混合物在模具中压制、烧结、冷却；所述压制压力为0.4MPa~1Mpa，烧结温度为200℃~245℃，烧结时间为90~150min，冷却温度为40℃~60℃。

具体为，将混合后的粉体填装入预先设计好的模具中，通过加压将其压实，压力优选不大于2MPa，更优选为0.4~1.0MPa，且与所用模具的材质相适应；模具可以由铸铁、钢或任何适当的能承受相应压力和温度的材料制造。可以在模具内表面涂敷脱模剂，可选用硅氧烷油或任何其他的几乎不会吸附到过滤介质上的市售脱模剂，也可以使用脱模纸。烧结温度为200℃～245℃，更优选为220℃～240℃；烧结时间为90分钟～120分钟，更优选为100分钟～110分钟；烧结后冷却至40℃～60℃脱模。在此制作过程中，在发明人很多次的试验之后，得出在上述烧结温度和时间范围内制作出的过滤介质，过滤效果更好。

在本发明中，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量优选为100万~400万，更优选为250万~400万，最优选为250万~350万。超高分子量聚乙烯可从国内生产厂家得到，如北京东方石油化工有限公司助剂二厂可提供M-I型（分子量为150±50万）、M-II型（分子量为250±50万）、M-III型（分子量为350±50万）、M-IV型（分子量为大于400万）等规格的产品。超高分子量聚乙烯的一个作用是粘结和形成过滤介质骨架，因为超高分子量聚乙烯的分子量大，熔融粘度非常高，熔融以后不能流动，所以利用超高分子量聚乙烯通过压制，烧结得到的过滤介质，容易形成微孔，可以起到吸附的作用。本发明优选采用粒径位80~134μm的超高分子量聚乙烯，更优选为90~113μm的超高分子量聚乙烯。

沸石有很多种，已经发现的就有36种。它们的共同特点就是具有架状结构，就是说在它们的晶体内，分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔。因为在这些空腔里还存在很多水分子，因此它们是含水矿物。这些水分在遇到高温时会排出来，比如用火焰去烧时，大多数沸石便会膨胀发泡，像是沸腾一般。沸石的名字就是因此而来。不同的沸石具有不同的形态，如方沸石和菱沸石一般为轴状晶体，片沸石和辉沸石则呈板状，丝光沸石又成了针状或纤维状等等。各种沸石如果内部纯净的话，它们应该是无色或白色，但是如果内部混入了其他杂质，便会显出各种浅浅的颜色来。沸石还具有玻璃样的光泽。我们知道沸石中的水分可以跑出来，但这并不会破坏沸石内部的晶体结构。因此，它还可以再重新吸收水或其他液体。于是，这也成了人们利用沸石的一个特点。我们可以用沸石来分离炼油时产生的一些物质，可以让它使空气变得干燥，可以让它吸附某些污染物，净化和干燥酒精等等。

在本发明中，优选斜发沸石粉，所述斜发沸石的粒径为80~160μm。

膨润土(Bentonite)又称斑脱岩、膨土岩等，是以蒙脱石为主要成分的粘土岩一蒙脱石粘土岩，常含少量伊利石、高岭石及沸石、长石、方解石等，其中蒙脱石为少量碱金属及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物，其化学式为Na_X(H20)₄{(Al_2-XMg0.33)[Si₄O₁₀](OH)₂}。

膨润土具有很强的吸湿性、膨胀性和较强的阳离子交换能力，对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量。膨润土还有良好的粘结性。

天然的膨润土可通过湿法酸活化进行改型工艺。湿法酸活化反应实际是一个溶解杂质、离子交换以及部分结构破坏的过程。在酸活化反应过程中，一些如碳酸盐类的可被酸溶解的杂质矿物溶解后，提高了原料中蒙脱石的含量；小半径高活性的Ⅳ取代蒙脱石层间的可交换性阳离子Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺等，改变蒙脱石矿物晶体的表面电位，增加其吸附性能；在木改变蒙脱石层状结构骨架的情况下，强酸将蒙脱石八面体层边缘的部分Mg²⁺、Al³⁺、Fe² ⁺、Fe³⁺以及四面体中边缘部分的S1⁴⁺溶出，使蒙脱石晶格松解，晶体层两端孔道增大，其比表面积可从原土的80平方米／克增加至200～400平方米／克。因此，经酸活化处理的氢铝基膨润土具有较强的化学活性和吸附性。

本发明优选采用粒径为61~89μm的膨润土。

硅藻土是由含氧化物很高的硅藻、放射虫或海绵的遗体组成，硅藻骨架中的氧化硅类似于蛋白石或含水的氧化硅，主要由SiO2组成，并含有少量Fe₂O₃、CaO、MgO、Al₂O₃及有机杂质。硅藻土通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻。硅藻土在我国主要产于浙江省嵊州市。

硅藻精土是指硅藻土经过选矿，去除粘土、石英砂、碎屑矿物质等杂质，使得硅藻品质达到92%以上便是精土。硅藻精土形体内含有1000多个纳米微孔，也是天然的纳米微孔材料，能够吸收超过自身重量3~4倍的物质。作为一种纳米孔材料，硅藻精土在本发明的过滤介质及滤芯中还起到造孔的作用。硅藻土的粒径优选为74~89μm。

本发明所述发孔剂是一类易分解产生大量气体而引起发孔作用的物质，其中偶氮类化合物、碳酸氢钠、碳酸氢铵、碳酸铵、磺酰腈类化合物、草酸等是其典型的代表。作为优选，发孔剂为偶氮二甲酰胺、食品级碳酸氢铵、草酸中的至少一种。其中，食品级碳酸氢铵也称食用级碳酸氢铵，与工业级碳酸氢铵相区别。虽然工业级碳酸氢铵也有发孔的作用，但是它可能会含有对健康有害的杂质，不宜用作煎炸油过滤介质的生产原料。

本发明对于上述制备方法中步骤a）中所用的几种原料进行了较为详尽的描述，在这几种原料的协同加合作用下，煎炸油中的丙烯酰胺可以被充分吸附。

在本发明中，对于上述原料的来源和纯度没有特殊限制，优选为市售。

在本发明中，对于上述原料的混合没有任何限制，可以为任何不会显著改变粉体粒径和粒度分布的低剪切混合器或搅拌器，优选可以为钝的叶轮叶片的搅拌器、滚筒式混合器、螺旋式搅拌器等。对于上述混合器和搅拌器的转速要视混合器的类型而定，对此不进行限制，优选为避免扬起粉尘。

本发明还提供了以下技术方案：由上述制备方法得到的用于去除煎炸油中丙烯酰胺的过滤介质。

本发明还提供了以下技术方案：一种由上述过滤介质构成的去除煎炸油中丙烯酰胺的滤芯。

本发明还提供了以下技术方案：一种净油装置，包括上述的过滤介质或者滤芯。

本发明还提供了一种包括上述净油装置的滤油壶。

本发明在上述原料的协同作用下，配合特定的烧结温度、压力和冷却温度，制备得到的过滤介质对煎炸油中丙烯酰胺的去除率高，适用于受其污染的煎炸油，免除丙烯酰胺对人体产生的伤害，方法简便，成本低，另外由于使用的是滤芯，不是粉体，所以无需后续处理。经检测该过滤介质对煎炸油中丙烯酰胺的去除率在96%以上。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的去除煎炸油丙烯酰胺的过滤介质进行详细描述。

实施例1

（1）称取粒径为100μm超高分子量聚乙烯粉200g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-I型产品，其分子量为150万；

（2）称取80μm的斜发沸石粉90g；

（3）称取粒径为65μm膨润土60g；

（4）称取硅藻土精土100g，所述硅藻精土产地为浙江省嵊州市，粒径为74~89μm；

（5）称取发孔剂160g；

（6）将上述五种粉末放入机械搅拌器中搅拌10分钟混合均匀；

（7）在混合后的粉末中取500g装填入管状模具中，在0.7MPa的液压压力下压制，在200℃温度下烧结120分钟；

（8）自然冷却至50℃然后用硅氧烷铀脱模剂脱模，即得滤芯。

实施例2

（1）称取粒径为102μm超高分子量聚乙烯粉280g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-III型产品，其分子量为350万；

（2）称取150μm的斜发沸石粉120g；

（3）称取粒径为70μm膨润土90g；

（4）称取硅藻土精土135g，所述硅藻精土产地为浙江省嵊州市，粒径为74~89μm；

（5）称取发孔剂180g；

（7）在混合后的粉末中取500g装填入管状模具中，在0.6MPa的液压压力下压制，在220℃温度下烧结100分钟；

实施例3

（1）称取粒径为104μm超高分子量聚乙烯粉350g，所述超高分子量聚乙烯为北京东方石油化工有限公司助剂二厂的M-IV型产品，其分子量为450万；

（2）称取120μm的斜发沸石粉160g；

（3）称取粒径为85μm膨润土130g；

（4）称取硅藻土精土150g，所述硅藻精土产地为浙江省嵊州市，粒径为74~89μm；

（5）称取发孔剂210g；

（7）在混合后的粉末中取500g装填入管状模具中，在0.9MPa的液压压力下压制，在240℃温度下烧结90分钟；

实施例4

取实施例1～3所得的滤芯，内衬两层无纺布，外包两层无纺布，再在外层裹上聚丙烯多孔网，滤芯两端粘接上连接端盖，放置于不锈钢或塑料壳体内，用于处理煎炸油，经检测，该结构滤芯对煎炸油中的丙烯酰胺的去除效果好。如表1所示，为采用实施1～4提供的滤芯对煎炸油处理前后的丙烯酰胺的含量。

表1使用滤芯处理前后煎炸油的丙烯酰胺含量，单位：ppb

从表1可以看出，利用本发明的滤芯去除煎炸油中的丙烯酰胺取得了很好的效果，去除率在96%以上，该滤芯非常适合家庭或餐饮煎炸油的过滤需要。

以上对本发明所提供的用于去除煎炸油中丙烯酰胺的过滤介质及其制备方法以及由该过滤介质构成的滤芯进行了详细介绍。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种去除煎炸油中丙烯酰胺的过滤介质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)将超高分子量聚乙烯粉、斜发沸石粉、膨润土、硅藻土粉和发孔剂混合，得到混合物，所述超高分子量聚乙烯粉、斜发沸石粉、膨润土、硅藻土粉和发孔剂的重量比为200~360:90~170:60~130:100~150:160~250；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述型斜发沸石粉的粒径为80~160μm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅藻土为硅藻精土。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法得到的用于去除煎炸油中丙烯酰胺的过滤介质。

5.一种滤芯，其特征在于，由权利要求4所述的过滤介质构成。

6.一种净油装置，其特征在于，包括权利要求4所述的过滤介质或者权利要求5所述的滤芯。

7.一种滤油壶，其特征在于，包括权利要求6所述的净油装置。