Đề tài Thiết kế phân xưởng sản xuất acid acetic bằng phương pháp lên men phục vụ chế biến mủ cao su

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.

pdf87 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 2841 | Lượt tải: 1download
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

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfNoi dung khoa luan.pdf
  • docMO HINH SAN XUAT.doc
  • docPHAN MO DAU.doc