TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
-------o0o-------
BÀI TẬP MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM
CHẤT TRỢ LỌC
Nhóm SVTH:
- Nguyễn Huy Lộc (60801164)
- Võ Hoài Đông (60800461)
GVHD:
Cô Tôn Nữ Minh Nguyệt
1
MỤC LỤC
1.Giới thiệu về chất trợ lọc..........................................................................................3
1.1 Chất trợ lọc (Thomas E.Sulpizio, 1999) ............................................................ 3
1.2 Các chất trợ lọc thông dụng. .............................................................................. 3
1.2.1 Diatomite (Vũ Trung, 2000, 2004) ............................................................. 3
1.2.2 Than hoạt tính. ............................................................................................ 5
1.2.3 Bentonite ..................................................................................................... 7
1.2.4 Perlite .......................................................................................................... 8
1.2.5 Silic oxit và khoáng garnet ........................................................................ 8
1.2.6 Zeolite ....................................................................................................... 9
1.2.7 Tannin ......................................................................................................... 9
1.2.8 Cellulose và các chất trợ lọc khác ............................................................ 10
Ứng dụng của chất trợ lọc trong Công nghệ hóa học và thực phẩm. ......................10
1.3 Trong quá trình sản xuất bia người ta có thể cho thêm các phụ gia vào để đạt các
yêu cầu kỹ thuật và tăng chất lượng của bia, nâng cao độ bền sinh học cho bia. .......... 10
1.4 Nghiên cứu sử dụng Bentonite Bình Thuận biến tính làm xúc tác cho phản ứng
ghép đôi Heck giữa Iodotoluene và Styrene. .................................................................. 10
1.5 Ảnh hưởng của việc thêm Zeolite vào sữa lên sự bay hơi ammoniac và các hợp
chất hóa học. .................................................................................................................... 11
2
1.Giới thiệu về chất trợ lọc.
1.1 Chất trợ lọc (Thomas E.Sulpizio, 1999)
Chất trợ lọc là những bột vô cơ hay nguyên liệu sợi hữu cơ dùng để hỗ trợ quá
trình lọc để nâng cao hiệu quả lọc. Những chất trợ lọc thường gặp bao gồm diatomite,
perlite và cellulose, và các chất này đã được sử dụng trên bảy mươi lăm năm nay.
Hiện nay chất trợ lọc và lọc màng đang được sử dụng rất rộng rãi trong công
nghiệp, bao gồm công nghiệp hóa chất, chế biến thực phẩm, dược, khai thác quặng mỏ,
xử lý nước uống và xử lý nước thải. World Minerals Inc., công ty mẹ của Celite và
Harbolite, và những tổ chức khác đã có nhiều thành tựu to lớn trong kĩ thuật trợ lọc.
Những nghiên cứu này đã thúc đẩy việc sản xuất và làm sạch bằng các sản phẩm trợ lọc
mới.
Một trong những chất được dùng nhiều nhất trong kĩ thuật lọc chất lỏng hiện nay
là các loại bột mịn, chất trợ lọc. Chất trợ lọc có những đặc điểm thích hợp cho việc lọc
chất lỏng như có thể tích chất rắn lớn, độ trong cao, dễ tăng hoặc giảm hàm lượng, giá
thành rẻ… Kĩ thuật ngày nay đã cho ra nhiều chất trợ lọc mới cải tiến độ tinh khiết và
khả năng lọc, và cũng mở rộng phạm vi sử dụng của chất trợ lọc.
Chất trợ lọc thường dùng kết hợp với nhiều dụng cụ lọc khác nhau để làm tăng sự
phân ly lỏng - rắn. Lựa chọn chất trợ lọc phụ thuộc vào tùy từng ứng dụng và dung dịch
cần lọc. Ví dụ, trong enzyme và thuốc kháng sinh, phương pháp lọc quay chân không
được dùng làm cách lọc chính để loại bỏ tối đa các tế bào bụi.
1.2 Các chất trợ lọc thông dụng.
1.2.1 Diatomite (Vũ Trung, 2000, 2004)
Diatomite tự nhiên là 1 loại đá trầm tích dễ dàng đập vỡ thành dạng bột màu trắng
hoặc trắng nhạt, có cấu trúc rỗng, xốp. Khi nó ở dạng bột sờ vào sẽ có cảm giác trầy da,
bột diatomite rất sáng. Thành phần chủ yếu của diatomite là SiO
2
86%, Na 5%, Mg 3%
và Fe 2%.
Diatomite hình thành từ hoá thạch của tảo cát, đựơc sử dụng như chất trợ lọc, chất
mài mòn nhẹ, thuốc trừ sâu, chất hút làm trong dung dịch… Nó còn là chất chịu nhiệt
tốt nên được sử dụng làm chất cách nhiệt hữu hiệu.
Tất cả các dạng sản phẩm của diatomite đều có tính ứng dụng cao và hữu ích. Năm
2002, 68% lượng diatomite được sử dụng hoặc bán ra ở Mỹ là dùng cho các quá trình
lọc. Do cấu trúc của diatomite có các lỗ xốp lớn và nhiều khoảng trống nên vật liệu này
có khả năng thấm hút cao. Diatomite có tính trơ hóa học. Cùng với năng suất lọc cao
(tốc độ lọc lớn); diatomite có khả năng tách các hạt chất rắn có kích thước < 0,5 mm.
3
Diatomite rất nhẹ và có thể chịu nén, trong khi đó vẫn giữ được 90% các khoảng trống;
với ưu điểm này trong sản xuất bia người ta thường dùng diatomite hơn là perlite.
Diatomite có nhiều ứng dụng, cụ thể như:
- Dùng để lọc: nhờ có cơ cấu hạt xốp và có tính trơ nên diatomite được dùng làm
chất trợ lọc trong sản xuất bia, rượu, nước mía ép, nước quả ép hoặc làm trong dầu ăn.
Làm chất độn: diatomite có độ trong lên tới 90%, chiết suất vào khoảng 1,42 -
1,48, khá trơ, chịu được lửa, có khả năng hấp thụ lớn nên rất thích hợp để làm chất độn
trong sản xuất sơn, gia công chất dẻo, cao su, giấy, sản xuất thuốc đánh răng và đúc
răng giả.
- Làm vật liệu mài bóng bạc, đánh bóng vỏ ôtô.
- Làm chất hấp thụ: diatomite có thể hấp thụ một lượng chất lỏng lớn gấp ba lần
khối lượng của nó. Nó được dùng làm chất mang cho các loại thuốc trừ sinh vật hại, các
chất xúc tác, làm chất chống đóng vón hay chất hấp thụ mùi hôi thối của phân súc vật
nuôi trong nhà.
- Các ứng dụng khác: làm phụ gia trong sản xuất xi măng poóc- lăng, sản xuất tấm
lợp, các chất bọc cách, sản xuất silic oxyt hoạt tính v. v...
Sản xuất rượu bia là thị trường tiêu thụ diatomite lớn nhất. Mức tiêu thụ các sản
phẩm này ở các nước công nghiệp phát triển sẽ không tăng nhiều do sự cạnh tranh từ
các loại đồ uống có cồn khác và một phần là do có những điều luật hạn chế tiêu thụ các
sản phẩm có cồn, trong khi đó ở các nước đang phát triển tiêu thụ rượu bia lại phụ thuộc
vào đồng lương thực tế. Diatomite mất dần thị phần trong lĩnh vực sản xuất bia rượu do
sự cạnh tranh của các chất trợ lọc tổng hợp đi từ polyme gốm hay màng carbon.
Mặc dù trong ứng dụng làm chất hấp thụ, nhu cầu diatomite có tăng nhưng nó vẫn
phải đối mặt với sự cạnh tranh của các khoáng chất khác như bentonite. Do có dư luận
cho rằng diatomite gây ung thư nên việc xử lý các chất thải diatomite đang trở thành
một vấn đề cần giải quyết. Người ta đang nghiên cứu và phát triển các công nghệ tái
sinh để sử dụng lại các bánh lọc (từ diatomite) thải đã qua sử dụng. Giá diatomite ở Mỹ
rẻ hơn ở châu Âu và dao động trong khoảng 370 - 420 USD/tấn.
Để làm chất trợ lọc, diatomite phải qua chế biến để đạt các tiêu chuẩn về độ sạch
mà vẫn giữ được vi cấu trúc thiết yếu phục vụ cho mục đích lọc. Khi đã qua chế biến,
người ta thu được các sản phẩm sau: khoáng diatomite tự nhiên, khoáng diatomite nung,
khoáng diatomite nung chảy. Khoáng diatomite tự nhiên được tạo ra bằng cách nghiền
và sấy quặng diatomite. Khi nung khoáng diatomite tự nhiên ở 1.000
o
C sẽ tạo ra khoáng
diatomite nung. Trong quá trình nung, các hạt diatomite cỡ nhỏ nóng chảy và gắn kết lại
với nhau, tạo ra các hạt có kích cỡ to hơn, nhờ vậy diatomite có diện tích bề mặt giảm
đi, kích thước các lỗ xốp tăng lên làm tốc độ lọc tăng theo. Trong quá trình nung nói
4
trên, nếu cho thêm một chất trợ dung (ví dụ như sôđa) thì sẽ tạo ra sản phẩm khoáng
diatomite nóng chảy; ở đây nhiệt độ nóng chảy của diatomite giảm xuống làm các hạt
diatomite kết tụ lại với mức độ lớn hơn mà vẫn giữ nguyên được cấu trúc của nó. Tùy
theo yêu cầu về độ trong của nước lọc hay tốc độ lọc mà người ta tạo ra nhiều phẩm cấp
(chất lượng) riêng, bằng cách trộn các sản phẩm nói trên với nhau theo một tỷ lệ nhất
định.
Bột diatomite
Diatomite có nguồn gốc hải sản
1.2.2 Than hoạt tính.
Than hoạt tính (Activated Carbon) là loại than được xử lý từ nhiều nguồn vật liệu
như tro của vỏ lạc (đậu phộng), gáo dừa hoặc than đá. Những nguyên liệu này được
nung nóng từ từ trong môi trường chân không, sau đó được hoạt tính hóa bằng các khí
có tính ô xi hóa ở nhiệt độ cực cao. Quá trình này tạo nên những lỗ nhỏ li ti có tác dụng
hấp thụ và giữ các tạp chất.
Than hoạt tính lọc nước qua hai quá trình song song:
• Lọc cơ học, giữ lại các hạt cặn bằng những lỗ nhỏ.
5