硅水凝胶对磷脂、微量金属和肥皂的高吸附能力和亲和力，使这些合成非晶态二氧化硅非常适合用于各种食用油的精炼过程。自由流动的硅水凝胶粉末可以准确地配制，并容易分散到油中。

硅水凝胶不吸附油中的色素，如叶绿素和胡萝卜素。因此，如果需要去除色素，则需要与硅水凝胶和脱色吸附剂的联合处理。在这种情况下，吸附剂的添加顺序是非常重要的。处理油品的优选顺序，首先用硅水凝胶，然后用脱色粘土。第一阶段，硅水凝胶吸附磷脂、微量金属和残皂。在第二阶段，加入足够的漂白土来去除色素。

化学精炼

甘油三酯油的化学精炼包括碱中和步骤和洗涤步骤[7]。这种化学中和，通常使用氢氧化钠，将游离脂肪酸转化为肥皂，并具协助非水合磷脂的水合作用。

碱中和后，通过连续离心过程从油相中分离出肥皂和磷脂等杂质。然而，经过一级离心后，油中仍然含有大量的残皂和磷脂。通常，肥皂含量可以为300ppm，磷含量可以为10ppm。因此，然后用水清洗油，以达到最终的残皂水平

化学精炼过程中的中和和水洗过程之后是脱色过程。脱色包括吸附去除色素以及碱中和、水洗后残皂和磷。传统上使用的吸附剂是漂白粘土，它是一种以蒙脱石粘土为基础的酸性活性土。活性粘土的表面有许多Bronsted和Lewis酸位点，它们是漂白活性的基础[2,3]。

非晶态硅水凝胶吸附剂可通过两种方式之一用于化学精炼。硅水凝胶可以用来代替漂白土的任何一部分，或减少水洗要求。

 硅水凝胶用于化学精炼过程

在不改变碱中和和洗涤过程的情况下，可在最后洗涤阶段后添加硅水凝胶，以去除肥皂和磷脂的残留水平（二氧化硅选项1）这里肥皂的残留量通常小于50ppm，可能低至10ppm。残余磷含量将小于10ppm，可能低至3ppm这些污染物通常在随后的脱色过程由漂白土去除。然而，通过使用二氧化硅水凝胶，所需的漂白土水平和所使用的吸附剂总量减少。因此，产生的废物更少，减少了油耗，提高了过滤性能，部分原因是二氧化硅的渗透性更高，部分原因是每吨加工的油中过滤器的固体负荷更低。

或者，可以从苛性碱精炼过程中去除水洗过程，并且硅水凝胶可用于吸附肥皂和残余磷脂（二氧化硅选项2）。不同洗涤阶段的皂的水平取决于所用的混合技术和分离器的有效性。在一级离心机之后，在没有水洗的情况下，油中的肥皂含量可能在200ppm到600ppm之间，通常在300ppm左右，采用硅水凝胶代替洗油，消除了洗水排出水洗水的问题，降低了滤油损失。此外，水洗离心机从过程中被淘汰，从而降低能源和维护成本。

物理精炼

物理精炼可定义为不包括碱中和步骤的精炼过程。因此，这一工艺因其简单性和环境效益而受到青睐，因为它消除了皂脚和水洗废水的形成。然而，在没有碱中和的情况下，脱胶后油中的磷含量必须非常低，这样才能使用可接受的吸附剂有效地脱色。在物理精炼的情况下，所有游离脂肪酸的去除都发生在随后的除臭阶段。

在物理精炼过程中，硅水凝胶被用作漂白土的一部分甚至全部替代物，如图7所示。由于物理精炼过程通常会给吸附剂带来更大的除磷负担，因此硅水凝胶优异的吸附磷脂能力可以带来可观的效益。在某些情况下，如物理精炼超级脱胶葵花籽油，对于脱色不是一个大问题，漂白土可以完全取代硅水凝胶。在所有情况下，二氧化硅的使用将减少脱色吸附剂的总体使用，从而减少油损失和更好的过滤性能。

 硅水凝胶用于物理精炼过程

脱镍

由于硅水凝胶吸附剂对痕量金属有很高的亲和力，因此也被用于食用油加氢后剩余镍的吸附去除。

氢化过程的目的是通过去除不饱和脂肪酸链上的双键来改变油或脂肪的熔融性质，在镍催化剂存在下，氢化反应在高温高压下进行。氢化后，镍催化剂通过过滤从油中除去。根据过滤器性能、过滤器预涂层的使用以及油和催化剂类型，过滤后的油可能含有残余镍。显然，如果油或脂肪用于食用目的，则必须通过进一步加工去除油中的任何残余镍。这有时是通过漂白后的步骤来实现的，包括用漂白粘土进行吸附处理。

与其他微量金属一样，硅水凝胶对镍的性能也很好。因此，硅水凝胶可在漂白后阶段作为漂白土的部分或（通常）完全替代品使用。硅水凝胶的容量约为油中溶解镍的漂白土容量的3～5倍。因此，将其用于脱镍，可以减少吸附剂的总负荷和固体废物，提高过滤性能。

酯交换

作为氢化反应的一种替代方法，某些类型的油脂的熔融曲线可以通过酯交换过程来改变。这个过程包括甘油三酯分子上游离脂肪酸链的重排，以产生具有不同熔点的甘油三酯分布。

酯交换反应可以用化学或酶催化。化学催化的酯交换反应涉及使用甲醇钠作为催化剂。在重排反应结束时，均相催化剂通常被酸化水中和破坏。中和步骤还导致形成钠皂，因为催化剂水解形成的氢氧化钠与残留的游离脂肪酸反应。残留肥皂含量可能非常显著，有时超过1000 ppm。通过水洗、酸化和后漂白的组合，可以除去油中残留的肥皂。

由于硅水凝胶对肥皂分子有很高的亲和力，它被用于对酯交换油和脂肪的后处理。与漂白粘土相比，它对肥皂的更大吸附能力在这些高肥皂浓度下具有重要意义，其中粘土处理将需要过量的吸附剂。此外，酯交换通常作为间歇过程进行，因此后续的洗涤和分离步骤可能非常耗时。使用硅胶水凝胶可以减少所需的清洗水平，从而缩短批处理循环时间。此外，二氧化硅的使用降低了废水的排放水平和相关的油脂损失。

油脂加工-非食用油

硅水凝胶对极性杂质的亲和力除可用于食用油精炼外，还可应用于相关油脂和脂肪酸加工行业。

硅水凝胶吸附油脂中痕量金属的能力在油脂化工中得到了应用，在油脂化工中，二氧化硅吸附剂被用来去除酯化和氢化反应后残留的催化剂金属。硅水凝胶是脂肪酸酯化反应后去除锡和锌催化剂残渣的有效吸附剂。

全球对生物燃料和其他油脂工业应用的迅速增长的兴趣，为硅水凝胶吸附剂带来了新的机遇。

生物柴油是由甘油三酯油或脂肪（食用或非食用）与甲醇反应生成脂肪酸甲酯（生物柴油）和甘油副产品。生物柴油除了与甘油明显分离外，还必须经过进一步处理才能用作燃料来自酯交换反应的生物柴油可能含有微量未反应的甲醇、单甘酯、甘油三酯和水分此外，如果在生物柴油生产中使用甲醇钠均相催化剂，则该产品将含有钠皂。硅水凝胶可以用来帮助去除生物柴油中的一些杂质。更重要的是，硅水凝胶可用于酯交换反应前的油脂原料预处理。

原料的可得性和成本是生物柴油生产经济性的重要因素。许多中小型生物柴油生产商都以食用品质的精炼脱色、脱臭油（RBD）为原料。随着RBD油成本的增加，这些生产商很难从中获利，因为原料占其生产成本的80%以上，许多规模较大的生物柴油生产商重新整合到原料精炼中，能够处理各种各样的原料，在它们之间切换，随时加工成本最低、可广泛获得的原料。这为硅水凝胶基吸附剂提供了一个重要的发展机遇。

提供低成本、高质量的原料是高效生产生物柴油的关键。肥皂和磷脂等污染物将导致更高的催化剂消耗，这可能是非常昂贵的。它们还将导致形成乳状液，使得难以从副产物甘油中分离，从而降低得率。原料中的其他杂质，如微量金属，可能会对生物柴油的性能产生不利影响。

硅水凝胶可用于生物柴油原料的预处理，其方法与用于食用油加工的方法大致相同。它可以用来从油或脂肪中吸附肥皂、磷脂和微量金属，它大大简化了化学精炼过程，因为从生物柴油原料中脱色不需要漂白粘土吸附剂。因此，在用苛性碱中和和用离心机分离大部分肥皂后，油可以简单地用硅水凝胶吸附剂处理，以生产适合生物柴油生产的原料。或者，如果原料经过物理精炼，则可以使用硅水凝胶去除磷脂和微量金属，以生产优质原料。硅水凝胶也有助于从原料中除去铁的痕迹，有可能提高生物柴油的氧化稳定性。氧化稳定性是生物柴油生产商越来越感兴趣的，它现在被包括在ASTM（美国）和EN（欧洲）的生物柴油规范中。硅水凝胶还将有助于从动物脂肪基原料中去除一系列其他极性杂质。