Acid acetic (hay còn gọi là ethanol acid) là một hóa chất có giá trị kinh tế cao,
được ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp như: công nghiệp tổng hợp hữu cơ,
công nghiệp thực phẩm, công nghiệp chế biến mủ cao su.
Ở Việt Nam tuy ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ còn non trẻ nhưng nhu cầu
sử dụng acid acetic trong đời sống và trong hoạt động công nghiệp rất lớn. Đặc biệt là
đối với ngành chế biến cao su thiên nhiên đang phát triển rất mạnh và vươn lên thành
ngành công nghiệp quan trọng hiện nay thì acid acetic là hóa chất có vai trò không thể
thiếu trong quy trình làm đông tụ mủ cao su thiên nhiên.
Do là một nước nông nghiệp có khí hậu nhiệt đới nên nguồn nguyên liệu sản
xuất acid acetic (như mật rỉ, hoa quả chín, tinh bột, cồn.) trong nước khá dồi dào.Với
điều kiện như vậy thì rất thích hợp cho việc triển khai và áp dụng quy trình sản xuất
acid acetic bằng phương pháp sinh học vào thực tế sản xuất. Cho nên việc nghiên cứu
và thiết kế một quy trình sản xuất acid acetic bằng phương pháp sinh học (ứng dụng
công nghệ sinh học) mang ý nghĩa thực tiễn trong tình hình phát triển của nước ta hiện
nay và trong tương lai.
Đó cũng là mục đích chính để tôi thực hiện đề tài “ Thiết kế phân xưởng sản
xuất acid acetic bằng phương pháp lên men phục vụ chế biến mủ cao su” tại Bộ
môn Công Nghệ Sinh Học thuộc trường Đại học Nông Lâm, thành phố Hồ Chí Minh –
năm 2005.
87 trang |
Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 2841 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế phân xưởng sản xuất acid acetic bằng phương pháp lên men phục vụ chế biến mủ cao su, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
3
LỜI MỞ ĐẦU
Acid acetic (hay còn gọi là ethanol acid) là một hóa chất có giá trị kinh tế cao,
đƣợc ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp nhƣ: công nghiệp tổng hợp hữu cơ,
công nghiệp thực phẩm, công nghiệp chế biến mủ cao su...
Ở Việt Nam tuy ngành công nghiệp tổng hợp hữu cơ còn non trẻ nhƣng nhu cầu
sử dụng acid acetic trong đời sống và trong hoạt động công nghiệp rất lớn. Đặc biệt là
đối với ngành chế biến cao su thiên nhiên đang phát triển rất mạnh và vƣơn lên thành
ngành công nghiệp quan trọng hiện nay thì acid acetic là hóa chất có vai trò không thể
thiếu trong quy trình làm đông tụ mủ cao su thiên nhiên.
Do là một nƣớc nông nghiệp có khí hậu nhiệt đới nên nguồn nguyên liệu sản
xuất acid acetic (nhƣ mật rỉ, hoa quả chín, tinh bột, cồn...) trong nƣớc khá dồi dào.Với
điều kiện nhƣ vậy thì rất thích hợp cho việc triển khai và áp dụng quy trình sản xuất
acid acetic bằng phƣơng pháp sinh học vào thực tế sản xuất. Cho nên việc nghiên cứu
và thiết kế một quy trình sản xuất acid acetic bằng phƣơng pháp sinh học (ứng dụng
công nghệ sinh học) mang ý nghĩa thực tiễn trong tình hình phát triển của nƣớc ta hiện
nay và trong tƣơng lai.
Đó cũng là mục đích chính để tôi thực hiện đề tài “ Thiết kế phân xƣởng sản
xuất acid acetic bằng phƣơng pháp lên men phục vụ chế biến mủ cao su” tại Bộ
môn Công Nghệ Sinh Học thuộc trƣờng Đại học Nông Lâm, thành phố Hồ Chí Minh –
năm 2005.
4
NỘI DUNG THỰC HIỆN
Đề tài đƣợc thực hiện dựa trên việc phân tích và xử lý các số liệu thu thập đƣợc
từ thực tế và từ nhiều nguồn tƣ liệu khoa học có giá trị nhằm thiết kế một mô hình phân
xƣởng sản xuất acid acetic bằng phƣơng pháp lên men phục vụ cho yêu cầu chế biến
mủ cao su. Mô hình này phải hoàn toàn phù hợp với các điều kiện về mặt kỹ thuật và
công nghệ của nƣớc ta hiện nay. Mô hình phải đạt đƣợc độ ổn định về hiệu suất phản
ứng và cho hiệu quả kinh tế cao. Do đó, để thiết kế một mô hình sản xuất hoàn chỉnh
cần thực hiện các yêu cầu sau:
Phân tích và lựa chọn phƣơng pháp lên men acid acetic phù hợp
Lựa chọn chủng vi sinh vật acid acetic cho năng suất cao và ổn định
Lựa chọn nguyên liệu làm môi trƣờng lên men
Lựa chọn vật liệu trong nƣớc thay thế cho vật liệu nƣớc ngoài làm chất mang
vi khuẩn acid acetic trong quá trình lên men
Tính toán, thiết kế quy trình sản xuất và các thiết bị phù hợp với trình độ kỹ
thuật của nƣớc ta.
Đánh giá hiệu quả kinh tế và khả năng ứng dụng của quy trình sản xuất vào
phục vụ chế biến mủ cao su và các mục đích khác.
5
Phần 1:
TỔNG QUAN
VÀ
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
6
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LATEX (MỦ) CAO SU THIÊN NHIÊN
1.1 TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN CỦA LATEX CAO SU [8]
Cao su thiên nhiên sinh ra từ một số loại thực vật có khả năng tạo ra latex. Chức
năng này là điều kiện cần để có cao su, nhƣng không hẳn tất cả những cây tiết ra mủ
đều có chứa cao su.
1.1.1 Hệ thống latex và latex cao su
Latex đƣợc tạo từ những tế bào sống gồm những nguyên sinh chất, nhân và các
thành phần hiện diện khác. Tế bào latex đƣợc một lớp nguyên sinh chất lỏng bao phủ,
bao cả một không bào lớn – nơi tiết ra latex. Tùy theo loại cây cao su, hệ thống latex
đƣợc tạo thành từ tế bào cô lập rải rác không tƣơng thông với nhau (có ở hầu hết các
loại cây cao su); hoặc từ các tế bào có kích thƣớc lớn trong nhu mô nhƣng không tƣơng
giao với nhau; hoặc từ mạng tế bào dài nằm nối tiếp có vách chung tự tiêu. Loại mạch
này chỉ có ở giống Hevea và Manihot (thuộc họ Euphorbiaceae).
Dù mạch thẳng hay mạch nhánh, các mạch đều định vị trong nhu mô thực vật,
đặc biệt là trong vùng tạo lập libe vỏ. Các cơ quan khác của cây cũng đều có chứa latex.
Toàn bộ hệ thống latex đều kín, cần phải rạch cạo để cho latex tiết chảy ra ngoài.
Nhiều thực nghiệm đã chứng minh latex và cao su trong latex là do nguyên sinh
chất của tế bào latex tiết ra. Nhƣ vậy, latex đƣợc tạo ra “tại chỗ” từ nƣớc và muối
khoáng do rễ cây hấp thụ, không phải từ quang tổng hợp của lá. Sự thay đổi của thành
phần latex không thể nào quan sát hết đƣợc, chức năng của chúng có thể khác nhau tùy
theo loại. Trong những thuyết đƣa ra, có thuyết cho latex chỉ là chất ngoại tiết, hoặc là
một nguồn chất tự dƣỡng, hoặc thuyết cho rằng latex là chất luân chuyển tập trung
dƣỡng chất hoặc là chất bảo vệ chống tổn thƣơng ...
Cao su là một chất isoprene đƣợc tạo ra qua các phản ứng khử và ngƣng tụ liên
tiếp bắt đầu từ một hydrocarbon có 5 nguyên tử carbon, chuyển hóa chất của acid
β-methylcrotonic. Acid này lại do sự hóa hợp của acid acetic và acetone.
7
1.1.2 Thành phần và tính chất latex
A. Thành phần latex
Hydrocarbon cao su: chiếm hàm lƣợng cao trong latex (gần 40%) với công
thức nguyên là (C5H8)n. Những nghiên cứu gần đây đã đi tới kết luận hydrocarbon cao
su lúc chảy khỏi cây cao su ở dƣới dạng polymer (chất trùng phân), có phân tử khối từ
5.10
5
đến 3.106 Da. Trong đó, trên 60% là các hydrocarbon có phân tử khối lớn trên
1.10
6
Da. Hàm lƣợng hydrocarbon có trọng lƣợng phân tử thấp (nhỏ hơn 25000 Da) có
ảnh hƣởng tới độ cứng của cao su.
Đạm: chủ yếu đó là protein hay những dẫn xuất từ quá trình hydrate hóa
enzyme, chiếm khoảng 2%, trong đó protein chiếm từ 1-1,5%. Tỉ lệ này thay đổi theo
thành phần của cao su trong latex. Protein bám vào các hạt tử cao su giúp cho việc ổn
định thể giao trạng do một phần bởi đặc tính tích điện nhờ các nhóm –COO
–
và nhóm –
NH4
+
tự do và một phần bởi tính “hydrophilie”của chúng.
Lipid: trong latex, lipid và dẫn xuất của chúng chiếm khoảng 2%, có thể trích ly
bằng rƣợu hay acetone. Thành phần lipid trong latex khá phức tạp, qua các phƣơng
pháp ly trích khác nhau thu đƣợc rất nhiều dạng và dẫn xuất, bao gồm:
- Các chất đơn giản nhƣ acid oleic, acid linoleic, acid stearic và acid palmetic
- Các chất phức tạp nhƣ các sterol (phytosterol), các ester của sterol,
carotenoid, hợp chất phosphatid, glycolipid, sulfolipid ...
Lipid đóng vai trò là những chất hoạt động bề mặt và tham gia vào tính ổn định
giao trạng. Chúng còn gây đông đặc latex do phosphorus của phospholipid tham gia vào
phản ứng với magnesium (tỉ lệ Mg/P không thích hợp sẽ gây đông đặc latex).
Glucid: trong khi protein và lipid đều ảnh hƣởng đến tính chất của latex, thì
glucid cấu tạo chủ yếu từ những chất tan đƣợc (tỉ lệ từ 2-3% trong latex tƣơi) lại không
có tác động gì đến tính chất latex. Các glucid tìm thấy trong latex: quebrachitol (1-
methylinositol); dambonite (1,2-demethylinositol) và dambose (inositol)
Khoáng: cũng nhƣ hầu hết các dạng dung dịch sinh học khác trong mô thực vật,
trong thành phần latex chứa khá nhiều các loại muối khoáng dƣới dạng muối hòa tan
nhƣ: K, Mg, P, Ca, Cu, Fe, Mn, Rb...
8
B. Tính chất latex
Tỉ trọng: của latex khoảng 0,97; là sự kết hợp của tỉ trọng cao su là 0,92 và
serum là 1,02. Sở dĩ serum có tỉ trọng cao hơn nƣớc do chứa các chất hòa tan.
Độ nhớt: latex thuộc các giống khác nhau tuy có cùng hàm lƣợng cao su thô
nhƣng độ nhớt lại khác nhau. Nguyên nhân do sự kết hợp với ammoniac, kích thƣớc
trung bình của các phần tử cao su và hàm lƣợng các chất khoáng tố. Tổng quát, độ nhớt
latex tƣơi có 35% cao su là 12-15 centipoises, latex đã đậm đặc hóa là 40-120 cp.
Sức căng mặt ngoài: của một latex 30-40% cao su là khoảng 38-40 dynes\cm2,
trong lúc sức căng mặt ngoài của nƣớc nguyên chất là 73 dynes\cm2. Lipid và dẫn xuất
lipid là tác nhân ảnh hƣởng đến sức căng mặt ngoài latex, nhất là các savon acid béo.
pH :trị số pH của latex có ảnh hƣởng quan trọng tới độ ổn định latex. Latex tƣơi
khi chảy ra khỏi cây cao su có trị số gần bằng hoặc thấp hơn 7. Để trong vài giờ pH sẽ
hạ xuống gần 6 và latex sẽ bị đông lại. Đó là sự đông đặc tự nhiên của latex.
Tính dẫn điện: độ dẫn điện của latex biến đổi nghịch theo hàm lƣợng cao su và
hàm lƣợng acid béo bay hơi của latex, trong đó serum là chất ảnh hƣởng trực tiếp đến
trị số của độ dẫn điện đặc biệt do các hợp chất ion hóa mà nó chứa.
Enzyme: latex tƣơi có chứa các enzyme nhƣ catalase, tyrosinase, oxydase và
peroxydase, esterase. Ngoại trừ catalase, các ezyme khác đều có chất kiềm hãm đi kèm.
Các enzyme oxydase, peroxydase trong latex xúc tác tác dụng của oxygen và peroxide
tới những chất cấu tạo latex làm cho cao su đông đặc có màu hơi xám hoặc hơi nâu
Các enzyme phân hủy protein (protease) sẵn có ở cây cao su hoặc do vi khuẩn
xâm nhập vào sẽ tạo nên sự hƣ thối protein có thể là nguồn gốc gây đông đặc latex ngẫu
sinh. Latex tƣơi để ngoài trời, trong vài giờ nó sẽ bị đông đặc tự nhiên là do các enzyme
có sẵn trong latex thƣờng gọi là enzyme coagulase.
Vi khuẩn: trong latex ngƣời ta tìm thấy nhiều loại vi khuẩn (ít nhất là 27 loại),
có khả năng phân hủy glucid và gây hƣ thối protein. Khi phân hủy glucid trong điều
kiện hiếu khí sẽ tạo thành acid acetic, acid lactic, acid butyric và carbonic gây đông đặc
latex. Còn trong điều kiện kỵ khí các vi khuẩn phân hủy protein tác động mạnh tạo ra
một số chất phân tiết màu vàng tên mặt latex.
9
1.2 SỰ ĐÔNG ĐẶC LATEX [13]
1.2.1 Bản chất của sự đông đặc latex
Bản chất của sự đông đặc latex có liên quan mật thiết đến khả năng tích điện của
các hạt tử cao su trong latex bởi lớp protein đƣợc hấp thụ trên bề mặt các hạt tử này.
Khả năng tích điện của các hạt tử cao su là do hấp thụ trên bề mặt một lớp
protein nên các hạt cao su mang điện tích của các phân tử protein đó. Cấu trúc của một
phân tử protein là tập hợp của các acid amin có công thức tổng quát:
NH2-R-COOH
Với -NH2 là gốc amin; -COOH là gốc acid; -R- là một mạch hydrocarbon. Khi
trong một dung dịch đẳng điện nó biểu hiện ở trạng thái cân bằng điện tích:
NH2-R-COOH
+
NH3-R-COO
-
Khi trong một dung dịch acid:
+
NH3-R-COO
-
+
NH3-R-COOH
Khi trong một dung dịch kiềm:
+
NH3-R-COO
-
NH2-R-COO
-
Một số phân tử acid amin có cấu tạo nhóm R khá phức tạp nên có các đầu tích
điện âm và dƣơng chênh lệch nhau dẫn đến cả phân tử mang điện tích. Do đó các phân
tử protein cũng mang một điện tích xác định, khi hấp thụ lên bề mặt của một hạt tử cao
su thì làm cho hạt tử cao su đó có khả năng tích điện.
Qua các phép đo đạt thực nghiệm, xác định đƣợc điểm đẳng điện của hấu hết các
loại latex cao su là tƣơng đƣơng pH = 4,7. Khi tồn tại trong dung dịch có độ pH > 4,7
thì các hạt tử cao su mang điện tích âm (các gốc -COO
-
chiếm ƣu thế) và ngƣợc lại khi
pH < 4,7 thì các hạt tử cao su mang điện tích dƣơng (các gốc –NH3
+
chiếm ƣu thế).
Các hạt tử cao su latex tƣơi mà pH tƣơng đƣơng 7 đều mang điện âm nhƣ trƣờng
hợp của đa số các thể nhũ tƣơng trong thiên nhiên. Chính sự tích điện của các hạt tử cao
su đã tạo ra lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt tạo nên tính ổn định thể giao trạng của latex,
không cho hiện tƣợng đông đặc xảy ra. Mặt khác các phân tử protein còn có tính hút
nƣớc mạnh giúp cho các phân tử cao su đƣợc bao bọc xung quanh một vỏ phân tử nƣớc
chống lại sự va chạm giữa các hạt tử, đây cũng là yếu tố ổn định của latex. Do đó, khi
hai yếu tố cân bằng bị phá vỡ thì sẽ gây ra hiện tƣợng đông đặc latex.
10
1.2.2 Các phƣơng pháp làm đông đặc latex
Đông đặc tự nhiên
Latex tƣơi nếu để ngoài trời sẽ tự nhiên đông đặc lại. Một cách tổng quát ngƣời
ta thừa nhận hiện tƣợng này là do những nguyên nhân chính sau:
- Các enzyme hay vi khuẩn đã tác dụng tới những chất cấu tạo latex phi cao su
dẫn đến việc làm giảm pH của khối latex gây hiện tƣợng đông đặc tự nhiên.
- Ngay từ lúc cạo mủ latex đã có chứa anhydride carbonic mà hàm lƣợng vẫn
tiếp tục tăng lên (do sự khử carboxy của carbonxylic) làm giảm pH.
- Dƣới tác dụng của các protease (nhƣ trypsin, peptidase ...), protein bị
dehydrat hóa và nhƣ thế latex sẽ bị đông đặc khi khuấy trộn hay nung nóng lên.
- Một số tác nhân vẫn gây đông đặc latex mà không làm giảm pH. Nếu ta giữ
pH bằng 8 nhờ xút, sự đông đặc vẫn xảy ra. Đó là do các lipid phức hợp của latex,
phosphotid, lecithid đều bị dehydrat hóa bởi enzyme. Dẫn đến sự thành lập savon
không tan (alcalinoterreuz) thay thế lớp protein của hạt cao su và gây ra đông đặc.
Đông đặc bằng cồn
Khi ta cho vào latex một lƣợng cồn đầy đủ sẽ làm cho latex bị đông đặc. Nguyên
nhân là do tác dụng khử nƣớc của rƣợu. Rƣợu có nồng độ cao (96%) là một chất khử
nƣớc mạnh, cho nên khi đạt đƣợc nồng độ thích hợp trong serum nó sẽ hạ thấp trị số hút
nƣớc bình thƣờng của lớp protein bám quanh các hạt tử cao su. Chỉ một yếu tố về điện
tích thì không đủ đảm bảo tính ổn định cho latex và sự đông đặc xảy ra.
Đông đặc bằng cách khuấy trộn
Khi khuấy trộn mạnh và kéo dài latex sẽ vị đông đặc. Việc khuấy trộn đã làm
cho động năng trung bình của các hạt phân tử cao su tăng lên cho tới khi đạt đƣợc trị số
đủ để khống chế đƣợc lực đẩy tĩnh điện và vô hiệu hóa lớp protein hút nƣớc. Nếu cho
thêm vào latex chất có tác dụng làm giảm độ ổn định nhƣ oxid kẽm thì sự đông đặc
đƣợc gia tốc. Phƣơng pháp này ít đƣợc ứng dụng trong công nghiệp chế tạo mủ cao su
chỉ đóng góp là một giai đoạn trong phƣơng pháp CEXO chế tạo mủ tờ.
11
Đông đặc bằng acid
Đây là phƣơng pháp gây đông đặc latex thông dụng và hiệu quả nhất. Acid khi
đƣợc cho vào latex sẽ có tác dụng làm giảm pH và giúp cho latex đạt tới độ đẳng điện
(khi đó sức đẩy tĩnh điện không còn nữa và latex đông đặc).
Khi ta cho acid vào latex, sự đông đặc sẽ xảy ra nhanh chóng nhƣng không phải
là ngay lập tức mà nó sinh ra với một tốc độ tƣơng đối. Nếu ta cho acid vào quá nhanh
vƣợt quá điểm đẳng điện của latex thì sự đông đặc không xảy ra. Khi đó các hạt tử cao
su sẽ mang điện tích dƣơng, muốn ổn định và đông đặc lại latex thì chỉ cần bổ sung
thêm kiềm để đƣa pH về điểm đẳng điện.
Trong công nghiệp cao su, ngƣời ta thƣờng dùng acid formic (lƣợng dùng 0,5%
theo khối lƣợng latex) và nhất là acid acetic (liều dùng 1%) vì chúng tỏ ra kinh tế và
phổ biến. Thật ra mọi acid đều hạ đƣợc pH xuống, gây đông đặc hữu hiệu.
Hiện nay, hầu hết các cơ sở sản xuất mủ cao su ở nƣớc ta đều sử dụng phƣơng
pháp đánh đông mủ bằng acid acetic. Do đó, nhu cầu về sản xuất và cung ứng lƣợng
acid này cho ngành cao su là rất lớn.
Hình 1.1. Sự thành lập các vùng theo độ pH
8 9
Vùng latex ổn định
(không đông đặc)
6 7 5 10 4 pH 2 3 1
Vùng latex bị
đông đặc
Đƣờng biểu diễn
đông đặc latex
Vùng latex ổn định
(không đông đặc)
12
Đông đặc bằng muối hay chất điện giải
Hiện nay ta biết rõ là khi cho một dịch muối vào latex với thể tích tăng dần, gây
đông đặc latex khi lƣợng chất điện giải cho vào vƣợt trội hơn “trị số đông kết”. Cơ chế
gây đông đặc nhƣ sau: phần tử thể giao trạng bị khử điện tích do sự hấp thu của ion điện
tích đối nghịch và sự đông kết tự sinh ra sau sự khử mất điện tích.
Trị số đông kết (đông cục) thay đổi tùy theo latex và bản chất của muối, chủ yếu
là muối cation bởi vì điện tích của các hạt tử cao su là âm. Tác dụng đông đặc là một
hiện tƣợng khử mất điện tích nên nó tăng theo hóa trị của cation. Thực tế không thể có
đƣợc sự đông đặc với các ion kiềm K+, Na+ (nhƣ muối ăn NaCl). Nó chỉ có thể xảy ra
với các ion Ca++, Mg++, Sr++, Ba++ và còn nhanh hơn nữa với ion Al+++.
Ảnh hƣởng của các anion muối tới sự đông đặc thì không đáng kể. Thực tế
những muối đƣợc dùng để đông đặc latex là nitrate calcium hay chloride calcium,
chloride magnesium, sulfate magnesium và sulfate nhôm.
Latex không phải luôn luôn nhạy với tác dụng đông đặc của muối. Chẳng hạn
latex thẩm tích (dialyse - latex bị lấy mất phần lớn chất điện giải) bị đông đặc khó hơn
dƣới tác dụng của muối. Những yếu tố nhƣ mùa, tuổi cây cao su, tính chất đất vùng
canh tác v.v... đều ảnh hƣởng tới tính chất khoáng chất của latex qua đó ảnh hƣởng tới
sự đông đặc.
Đông đặc bởi nhiệt độ
Latex có thể bị đông đặc nhờ làm lạnh, khi hạ nhiệt độ tới -15°C và đƣa trở lại
nhiệt độ bình thƣờng nó sẽ đông đặc lại. Nguyên nhân có lẽ do nhiệt độ quá thấp đã phá
vỡ hệ thống hấp thu nƣớc của protein. Phƣơng pháp đông đặc hóa này hầu nhƣ không
đƣợc sử dụng trong thực tế, bởi vì việc làm lạnh phải kéo dài tới 15 ngày thì sự đông
đặc mới có thể xảy ra.
Vài chất hóa học không có tác dụng gì tới latex ở nhiệt độ bình thƣờng, nhƣng
lại có tác dụng gây đông đặc khi nóng lên, những chất này gọi là chất nhạy nhiệt
(agents thermosensible). Trƣờng hợp tiêu biểu là khi latex có mặt ion kẽm và ion
ammonium; khi nóng , chúng tạo thành ion dƣơng phức hợp Zinc ammonium gây đông
đặc latex.
13
1.3 QUY TRÌNH ĐÁNH ĐÔNG MỦ CAO SU
1.3.1 Mô hình sản xuất mủ cao su kết hợp quy trình sản xuất acid acetic
1.3.2 Các bƣớc trong quy trình đánh đông mủ cao su
Thu nhận và sơ chế latex cao su :
Latex đƣợc thu từ các chén hứng mủ đƣợc cho vào các thùng sắt mạ kiềm dung
tích từ 20-30l. Sau đó, đƣợc tập trung vào một xe bồn có dung tích từ 1,5-5 m3 và đƣa
về nơi sản xuất. Khi thu nhận mủ đƣợc kháng đông bằng cách dùng một lƣợng dung
dịch ammoniac 3% hoặc hỗn hợp ammoniac và acid boric.
Đồng nhất mủ tại nhà máy :
Khi tới nhà máy, latex đƣợc chuyển tới bể lắng từ 10-20 m3 để đồng nhất mủ
latex thu đƣợc từ nhiều nguồn khác nhau bằng cách xáo trộn mủ với một chiếc máy
khuấy quay tròn với vận tốc chậm.
Thu nhận và sơ chế latex
Vận chuyển latex tới nơi sản xuất
Đồng nhất latex tại nhà máy
Lọc sạch tạp chất
Chế biến cao su thành phẩm
Xác định hàm lƣợng cao
su khô DRC
Đánh đông mủ cao su
Rửa sạch và sấy khô
Acid acetic
Hình 1.2 Mô hình quy trình đánh đông mủ cao su
14
Trong giai đoạn này mủ latex
sẽ đƣợc làm đồng đều, đồng thời nhả
bớt lƣợng chất kháng đông có trong
mủ. Việc làm giảm nồng độ chất
kháng đông ammoniac sẽ giúp tiết
kiệm lƣợng acid trong giai đoạn đánh
đông mủ. Sau đó, dung dịch đƣợc
xác định hàm lƣợng chất khô DRC
(Dry Rubber Content) và lƣợng chất kháng đông còn lại.
Quy trình lọc mủ
Mủ sau khi khuấy trộn đồng đều sẽ đƣợc cho đi qua một thiết bị lọc. Mục đích
của việc này là nhằm giữ lại các hạt mủ đã đông trong khi chuyên chở và các mảnh vụn
cành, lá, vỏ, các chất lạ lẫn lộn trong mủ. Thông thƣờng thì các cơ sở chế biến nhỏ dùng
các loại rây lọc đơn giản (khoảng 20 lỗ/inch) hay qua lƣới lọc có mật độ dày hơn (60-80
lỗ/inch). Tại các nhà máy có công suất lớn thì thƣờng dùng máy lọc quay tròn.
Quá trình xử lý đông đặc mủ cao su
Hiện nay tại nƣớc ta có nhiều phƣơng pháp đánh đông mủ cao su, nhƣng nhìn
chung có ba phƣơng pháp đánh đông đƣợc sử dụng nhiều nhất là:
- Phƣơng pháp đánh đông trong bể hợp :
Hình 1.3. Bể khuấy trộn mủ latex
Máy khuấy
Van đóng mở
Hình 1.4. Bể đánh đông dạng bể hợp có vách ngăn
(a). Dạng vách ngăn không xen kẽ (a). Dạng vách ngăn xen kẽ
15
Bể đƣợc thiết kế có dung tích khoảng 1500 lít, xây bằng ximăng bên trong có
tráng lớp chống thấm. Trong bể là các vách ngăn xếp đều đƣợc làm bằng hợp kim
chống thấm và không rỉ, khoảng cách giữa hai vách từ 5-10 cm, có hai dạng vách ngăn:
vách ngăn xen kẽ (hình 1.4a) và không xen kẽ (hình 1.4b). Mủ cao su đƣợc pha loãng
hòa trộn với acid sẽ đƣợc đƣa vào bể theo máng dẫn, mủ sẽ đông đặc trong bể và đƣợc
lấy ra nhờ các móc sắt gắn ở đáy bể.
- Phƣơng pháp đánh đông trong mƣơng dài :
Mủ cao su sẽ chảy
vào các mƣơng dài và đƣợc
làm đông đặc. Các mƣơng
này có chiều dài từ 10-
20m, nằm liên tiếp nhau
với khoảng cách là 20cm.
Mƣơng có bề rộng và sâu
khoảng 40cm. Khối mủ sau khi đông đặc sẽ đƣợc nâng lên nhờ cho nƣớc với áp lực cao
từ đáy mƣơng. Đây là phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi nhất, thông thƣờng đánh
đông theo phƣơng pháp này thì cần từ 3,7-10 kg acid acetic nguyên chất cho 1tấn mủ
cao su thành phẩm (tỉ lệ 1%).
- Phƣơng pháp đánh đông bằng máy ly tâm
Đây là phƣơng pháp đánh đông mủ cao su mà không cần sử dụng acid acetic nhƣ
một tác nhân gây đông đặc latex cao su. Phƣơng pháp sử dụng lực ly tâm để kết tụ các
hạt tử cao su trong dịch latex khi nó đƣợc cho đi qua một máy ly tâm có số vòng quay
lớn. Sau ly tâm các phân tử cao su không hòa tan đƣợc lắng tụ dƣới đáy thiết b