Đồ án Ứng dụng kỹ thuật membrane trong trích ly các hợp chất từ thực vật

Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane ỨNG DỤNG KĨ THUẬT MEMBRANE TRONG TRÍCH LY CÁC HP CHẤT TỪ THỰC VẬT MỤC LỤC Danh mục hình bảng .1 1: Mở đầu 2: Tổng quan .4 2.1 Khái niệm membrane phân loại 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Phân loại membrane 2.1.3 Vật liệu membrane 2.2 Các kó thuật membrane 11 2.2.1 Kó thuật vi lọc (microfiltration) .11 2.2.2 Kó thuật siêu lọc (Ultrafiltration) 12 2.2.3 Kó thuật lọc nano (Nanofiltration) 12 2.2.4 Kó thuật lọc thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis) 12 2.3 Các dạng thiết bò: .13 2.3.1 Membrane dạng ống (Tubular module) 13 2.3.2 Membrane dạng khung (Plate and Frame module) 15 2.3.3 Membrane dạng cuộn xoắn (Spiral wound module) .15 2.3.4 Membrane dạng sợi rỗng (Hollow fibre module) 17 2.4 Động học trình truyền khối membrane 20 2.4.1 Mô hình phân riêng membrane 20 2.4.2 Động học trình membrane 21 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình membrane 25 2.5.1 Đặc tính membrane 25 2.5.2 Đặc tính nguyên liệu 26 2.5.3 Các thông số kó thuật trình 28 2.6 Hiện tượng Fouling 31 2.7.1 Đònh nghóa 32 2.7.2 Nguyên nhân gây fouling 32 2.7 Ưu điểm nhược điểm kó thuật membrane .37 3: Ứng dụng kó thuật membrane trích ly hợp chất từ thực vật: 38 3.1 ng dụng kỹ thuật membrane trích ly protein từ thực vật 38 3.1.1 Nguyên liệu: Bột đậu nành tách béo 39 3.1.2 Quy trình sản xuất soy protein 41 3.1.3 Phương pháp trích ly protein membrane 41 3.1.4 Các hệ thống cô đặc màng .43 3.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng 45 Trang Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane 3.1.5.1 Khả phân riêng membrane vào phân tử lượng .45 3.1.5.2 Bản chất nguyên liệu 46 3.1.6 Sản phẩm trình cô đăc dung dòch protein siêu lọc 48 3.2 Ứng dụng kỹ thuật membrane trích ly hợp chất chống oxi hóa từ thực vật 50 3.2.1 Kỹ thuật trích ly hợp chất chống oxi hóa từ thực vật .51 3.2.2 ng dụng membrane trích ly hợp chất chống oxi hóa từ nho .52 3.2.3 ng dụng kỹ thuật membrane trích ly hợp chất chống oxi hóa từ olive mill wastewater 53 3.2.4 ng dụng membrane làm thu hồi phenolic từ táo 54 3.3 ng dụng kỹ thuật membrane trích ly lipit từ thực vật .54 Kết luận 56 Tài liệu tham khảo Trang Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane MỞ ĐẦU Hiện nay, ngành công nghiệp không ngừng tăng trưởng phát triển vấn đề cần quan tâm vấn đề lượng vấn đề bảo vệ, chống ô nhiễm môi trường, kỹ thuật phân riêng membrane trở thành giải pháp hiệu việc tiết kiệm lượng, đồng thời hạn chế biến đổi làm giảm chất lượng bán thành phẩm thành phẩm xử lý nước thải công nghiệp độc hại hay thu hồi cấu tử q kỹ thuật điện thẩm tích Các hợp chất từ thực vật protein, lipit, hợp chất chống oxi hóa… có vai trò quan trọng ngành công nghệ thực phẩm ngành công nghệ khác nhu cầu sống người Việc trích ly hợp chất từ thực vật phương pháp truyền thống làm cho hợp chất nhiều tính chất chức Để cải thiện tính chất chức hợp chất người ta ứng dụng kỹ thuật membrane để trích ly Kỹ thuật membrane ưu kỹ thuật truyền thống không sử dụng hóa chất xử lí nhiệt nên sản phẩm bò tính chất Các ứng dụng membrane không bò bó hẹp việc phân riêng cấu tử háo học quy mô phòng thí nghiệm mà mở rộng công nghiệp Kỹ thuật membrane xem hướng đầu tư mũi nhọn thiết yếu tương lai thay dần kỹ thuật truyền thống Ở nước ta, việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật membrane nhiều hạn chế Chúng ta chủ yếu ứng dụng kỹ thuật membrane để xử lý nước áp dụng quy mô thí nghiệm Hiện tại, số lượng công trình nghiên cứu việc ứng dụng kỹ thuật membrane sản xuất thực phẩm khiêm tốn Về công nghệ chế tạo thiết bò, nước ta hạn chế công nghệ trình độ kỹ thuật, lónh vực chưa phát triển Việt Nam Mục tiêu đồ án tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane trích ly hợp chất từ thực vật nhằm biết yếu tố ảnh hưởng đến trình membrane chất lượng sản phẩm Trang Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT MEMBRANE 2.1 Khái niệm membrane phân loại 2.1.1 Khái niệm “Membrane” thuật ngữ khoa học có nghóa “màng” bề mặt mỏng cho phép số cấu tử khuếch tán qua Thuật ngữ “kỹ thuật membrane” (membrane technology) bắt đầu xuất từ người phát khả bán thấm phận nội tạng động vật bong bóng cá, bàng quang lợn….Sau đó, nhiều loại membrane nhân tạo đời ứng dụng rộng rãi kỹ thuật phân riêng Hiện nay, đònh nghóa membrane sau đa số nhà nghiên cứu đồng ý: membrane loại màng đặc biệt phân riêng cách chọn lọc cấu tử có kích thước khác nhau, từ hợp chất cao phân tử tinh bột, protein chất có kích thước phân tử thấp ion hóa trò 2.1.2 Phân loại Membrane phân loại theo cách sau: Theo nguồn gốc Theo nguồn gốc, membrane chia thành loại gồm: membrane tự nhiên membrane tổng hợp  Membrane tự nhiên Là loại màng chế tạo từ vật liệu có tự nhiên, chủ yếu cellulose  Membrane tổng hợp Là loại membrane chế tạo từ vật liệu tổng hợp Membrane tổng hợp chia thành hai nhóm chính: • Membrane hữu - organic (polymer hợp chất hữu cơ) • Membrane vô - inorganic (ceramic kim loại ) Trong đó, polymer (cellulose acetate, cellulose esters, polypropylene polyamides, polysulfones, ) ceramic (alumina, titania, and zirconia, ) sử dụng phổ biến nhất(Baker, 2000) Theo kích thước lỗ mao quản Theo kích thước lỗ mao quản, membrane chia thành loại sau: màng thẩm thấu ngược (RO - Reverse Osmosis), màng lọc nano (NF - Nanofiltration), màng siêu lọc (UF - Ultrafiltration) membrane vi lọc (MF - Microfiltration) Trang Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane Bảng 2.1: Kích thước lỗ mao quản số loại membrane Loại membrane Kích thước lỗ mao quản (nm) RO < 0,5 NF 1–2 UF – 200 MF > 200 Nguồn: Jorgen Wagner, Membrane Filtration Handbook, Osmonics Inc., USA, 2001 Theo cấu trúc membrane Theo cấu trúc, membrane chia thành loại sau:  Membrane có cấu trúc vi xốp: dựa vào kích thước phân bố mao quản membrane, người ta chia làm hai loại sau: Hình 2.1 Cấu trúc bề mặt membrane vi xốp  Đẳng hướng (symmetric, isotropic) Cấu trúc loại membrane có vô số lỗ xốp bên dạng mao quản lỗ hổng hình thành cách ngẫu nhiên Đường kính mao quản ổn đònh suốt chiều dày membrane, mao quản song song với Membrane vi xốp chế tạo số kỹ thuật như: nung kết, kéo căng, đảo Trang Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane pha,… từ nhiều loại vật liệu khác ceramic, graphite, kim loại, oxit kim loại loại polymer Hình 2.2 Cấu trúc membrane vi xốp đẳng hướng  Bất đẳng hướng (asymmetric, anisotropic) Loại có đường kính mao quản thay đổi theo chiều dày membrane, thường có lớp: lớp dày 0,1 – 0,5µm, đường kính mao quản nhỏ lớp đònh khả phân riêng màng; lớp dày 100 - 200 µm, đường kính mao quản lớn, thường đóng vai trò khung đỡ, cần có tính bền cao Membrane loại thường sửû dụng kỹ thuật nano, kỹ thuật thẩm thấu ngược, tinh khí, Hình 2.3 Cấu trúc membrane vi xốp bất đẳng hướng Trang Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane Bảng 2.2: Tính chất ứng dụng số loại membrane vi xốp Kích thước lỗ mao quản (m) 0,1 - 20 0,5 – 10 0,5 - 10 0,02 - 10 0,01 - Vật liệu Ceramic, kim loại Polyethylene (PE) Polytetrafluoroethylene (PTFE) Polycarbonate (PC) Cellulose nitrate (CN), Cellulose acetate(CA) Ứng dụng Vi lọc Vi lọc Vi lọc Vi lọc Vi lọc, siêu lọc Nguồn: Mark C Porter, Handbook of Industrial Membrane Technology, Noyes Publication, USA, 1990  Membrane đồng thể dạng lỏng (Homogeneous liquid Membrane) Membrane dạng lỏng lớp chất lỏng mỏng Khó khăn loại membrane trì lớp màng ổn đònh mặt cấu trúc đặc tính Để tránh phá vỡ cấu trúc membrane trình phân riêng, hai kỹ thuật thường dùng sử dụng chất nhũ hóa dùng vật liệu polymer có cấu trúc vi xốp với độ bền cao để chứa chất lỏng bên Membrane dạng lỏng thường dùng để tách ion kim loại nặng, chất vô từ nước thải công nghiệp  Membrane trao đổi ion (Ionic Membrane) Membrane trao đổi ion membrane mà bề mặt có nhiều điện tích âm dương Có hai loại membrane trao đổi ion • Membrane trao đổi ion dương • Membrane trao đổi ion âm Hai loại membrane hấp thu ion có điện tích trái dấu (counter-ion) so với ion bề mặt membrane (co-ion) không cho ion qua Sự phân riêng membrane trao đổi ion đạt chủ yếu trình tách ion tích điện trái dấu với membrane kích thước lỗ mao quản Sự phân riêng bò ảnh hưởng điện tích nồng độ ion dung dòch Membrane trao đổi ion thường dùng kỹ thuật điện thẩm tích 2.1.3 Vật liệu chế tạo membrane Cellulose Acetate (CA) Trang Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane Cellulose acetate (CA) vật liệu sử dụng chế tạo ứng dụng kỹ thuật thẩm thấu ngược, lọc nano siêu lọc • Nhược điểm vật liệu bền nhiệt độ, pH bò phá hủy vi sinh vật • Tuy nhiên, chế tạo vật liệu có giá thành tương đối rẻ, háo nước, bò tắc nghẽn (fouling) loại membrane khác Polyvinylidenedifluoride (PVDF) Polyvinylidenedifluoride (PVDF) loại vật liệu membrane truyền thống Tuy nhiên, kỹ thuật chế tạo membrane từ vật liệu khó khăn tính chất, cấu trúc membrane ổn đònh nên sử dụng ( − CH − CF2 − ) n Polysulfone (PS) Polysulfone loại vật liệu sử dụng nhiều kỹ thuật siêu lọc vi lọc Ưu điểm có khả chòu pH nhiệt độ cao Loại vật liệu sử dụng nhiều nhà máy thực phẩm, đặc biệt nhà máy chế biến sữa Về nguyên tắc, polysulfone vật liệu háo nước, sử dụng để xử lý chất dầu, mỡ hay chất ưa béo Tuy nhiên, có số loại membrane polysulfone sử dụng để xử lý chất nhũ tương tốt Các vật liệu khác - Ceramic: membrane chế tạo vật liệu ceramic thường có cấu tạo dạng ống lắp theo hệ thống • Ưu điểm loại vật liệu khoảng nhiệt độ pH hoạt động rộng, có độ bền hóa cao, thời gian sử dụng dài, vệ sinh đơn giản • Nhưng bên cạnh độ bền học không cao, không chòu tượng shock nhiệt, giá thành cao - Kim loại: kim loại thường dùng để chế tạo membrane paladi hợp Trang 10 Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane kim paladi với số kim loại khác niken, bạch kim, Loại membrane sử dụng chủ yếu trình phân riêng khí nhiệt độ cao (ví dụ trình tinh khí hydro từ khí thải) - Bên cạnh có loại vật liệu khác số polimer tổng hợp, Bảng 2.3: Độ bền hóa số vật liệu membrane Các tác nhân < pH P x P P P P Nhiệt độ > 35 oC P x P P P P Protein P (P) P (P) P P (P) x P X P x Hydrocacbon ưa béo x x x (P) P P Chất thơm x x x P P (P) Chất oxi hoá x (P) P P P (P) Ketone, ester x x x P P (P) Rượu P x P P P P Polysaccharide Chú thích: - P: độ bền hóa cao - (P): chưa xác đònh rõ - x : độ bền hóa thấp (Nguồn: Jorgen Wagner, Membrane Filtration Handbook, Osmonics Inc., USA, 2000) Trang 11 Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane Bảng 2.4: Các vật liệu sử dụng để chế tạo membrane Vật liệu Nhôm Carbon-carbon composites Cellulose ester Cellulose nitrate Polyamide, aliphatic (nylon) Polycarbonate Polyester Polypropylene Polytetrafluoroethylene (PTFE) Polyvinyl cloride (PVC) Polyvinylidene flouride (PVDF) Cellulose Ceramic composites Polyacrylonitrile (PAN) Polyvinyl alcohol (PVA) Polysulfone (PS) Polyethersulfone (PES) Cellulose acetate (CA) Cellulose triacetate (CTA) Polyamide, aromatic (PA) Polyimide (PI) Hỗn hợp CA/CTA Composites, polymeric thin film (PA hay polyetherurea polysulfone) Polyetherimide (PEI) MF X X X X X X X X X X X X X X X X X X X UF X X X X X X X X X RO X X X X X X X X (Nguồn: Munir Cheryan, Ph.D Ultrafiltration and Microfiltration Handbook, Technomic publishing co., inc.) Trang 12 Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane Hình 3.2 Mô hình hồi lưu toàn phần retentate Hình 3.1 cho thấy sơ đồ thiết bị thiết lập sử dụng nghiên cứu Hệ thông gồm thiết bò membrane, bồn chứa nguyên liệu, bơm, mô đun màng, lưu lượng kế thiết bò trao đổi nhiệt Bơm đưa nguyên liệu vào thiết bò membrane Dòng permeate thu hồi riêng, dòng retentate qua lưu lượng kế để xác đònh lưu lượng qua thiết bò trao đổi nhiệt để ổn đònh nhiệt độ, sau hồi lưu toàn phần bồn chứa nguyên liệu Quá trình tiếp diễn nồng độ cấu tử retentate tăng đến giá trò mong muốn Mô hình cho phép cô đặc sản phẩm khoảng thời gian ngắn tiết kiệm diện tích membrane sử dụng Trong mô hình chất trích ly từ bột đậu nành khử chất béo trình siêu lọc, mô hình xoắn ốc mô-đun ống cao phân tử để sản xuất soy protein concentrate Dòch đậu nành có xu hướng nghẽn màng thấp với hai mô-đun hoạt động áp suất 235 kPa (35 psi)  Mô hình hồi lưu phần retentate Trang 48 Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane mô hình phần retentate cho hồi lưu trở lại thiết bò membrane nhờ bơm hồi lưu riêng Quá trình tiếp diễn nồng độ cấu tử dòng retentate đạt giá trò mong Như cần hai bơm: bơm cho nguyên liệu để tạo áp lực chung hệ thống bơm cho phần retentate – động lực để dẩy cấu tử qua màng tạo nên dòng permeate Mô hình thường sử dụng quy mô công nghiệp với diện tích membrane hệ Retentate thống thiết bò từ 100m2 trở lên Dòch đậu nành Permeate Nguyên liệu Membrane Hình 3.3: Mô hình hồi lưu phần retentate 3.1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng protein Chất lượng protein đánh giá dựa vào tiêu chí nồng độ protein sau trình siêu lọc thành phần tạp chất lại sản phẩm retentate Ta tiến hành khảo sát yếu tố chất membrane, chất nguyên liệu thông số kỹ thuật nhiệt độ, áp suất , đến chất lượng protein đậu nành 3.1.5.1 Khả phân riêng membrane vào phân tử lượng (molecular weight-cut off ) MWCO Đối với siêu lọc, giá trị MWCO nằm khoảng 2000-300000Da Giá trị MWCO cho biết màng giữ lại bề mặt chất có phân tử lượng lớn giá trị MWCO qua màng Tùy vào mục đích sử dụng mà ta lựa chọn giá trị MWCO cho phù hợp Với MWCO lớn khả thu hồi protein có phân tử lượng nhỏ MWCO thấp 3.1.5.2 Bản chất nguyên liệu Trang 49 Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane • Tổng chất khô có nguyên liệu Theo giả thiết, tổng chất khô có dòng nhập liệu tăng thành phần protein phần retentate cuối tăng Bảng 3.4: Các thí nghiệm chứng minh ảnh hưởng tổng chất khô Thí nghiệm Thí nghiệm Tổng chất khô có 1,9 4,6 dòng nhập liêu (%) Tỉ lệ protein có 50,5 50,5 dòng nhập liệu (% chất khô) Tốc độ dòng ban đầu 77,9 55,1 (LM H) Tổng chất khô có 11,6 17,1 retentate (%) Tốc độ dòng kết 36,7 22,6 thúc trình (LM H) Tỉ lệ protein có 66 62,6 retentate Dựa vào bảng, ta thấy tổng chất khô dòng nhập liệu tăng tổng chất khô retentate tăng Tuy nhiên, dù có tổng chất khô tròng dòng nhập liệu cao tỷ lệ thành phần protein có retentate cuuói lại thấp Điều chứng tỏ giả thiết khoảng tổng chất khô dòng nhập liệu Nguyên nhân gây mát protein protein có số nhóm chức kỵ nước số nhóm chức tích điện, nhốm tương tác kết hợp tạo phức với số nhóm chức của membrane hay kết hợp với chất khoáng làm thay đổi tính chất protein số trường hợp protein chui vào mao quản gây tổn thất protein Trang 50 Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane • PH Ta khảo sát PH giá trị 9,7 đến nồng độ protein thành phần tro, cacbonhydrate, nồng độ chất Na, Ca, K P có dịch đậu nành sau trình lọc Bảng 3.5: Thành phần protein, tro, cacbonhydrate dịch retentate sau trình lọc ( kích thước mao quản 100kDa, áp suất 30psi) Thanh protein khô) trích 59,9 Dịch pH=9 76,8 Siêu lọc Siêu lọc + 87,6 diafiltration Dịch trích 57,6 pH=7 74,2 Siêu lọc Siêu lọc + 86,3 diafiltration phần Thành phần tro Thành phần (% chất (% chất khô) cacbonhydrate (% chất khô) 10,4 29,7 8,4 7,5 14,8 4,9 11,9 30,5 8,9 6,9 16,9 6,8 Dịch trích 55,2 36,8 pH=6 71,7 5,7 Siêu lọc 22,6 Siêu lọc + 84,7 3,8 11,5 diafiltration Thành phần protein Dựa vào bảng pH=9 thành phần protein chiếm tỷ lệ cao đến pH=7 cuối pH=6 Điều chứng tỏ giảm pH lượng protein thu giảm theo Thành phần tro carbonhydrate: - Ở pH=6 khả loại tro tốt - Ở pH=7 khả loại carbonhydrate tốt - Ở hai giá trò pH=6 tỉ lệ loại tro carbonhydrate cao nhiều so với pH=9 Trang 51 Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane Bảng 3.6: Thành phần loại khoáng có dòch retentate sau trình siêu lọc (kích thước mao quản 100kDa, áp suất 30psi) Thành phần Thành phần Thành phần Thành phần Na (mg/ml K (mg/ml Ca (mg/ml P (mg/ml dịch dịch dịch dịch 29 3,95 Dịch trích 7,1 8,99 pH=9 5,6 23,5 4,61 Siêu lọc 10,47 17,5 5,38 Siêu lọc + 3,3 11,57 diafiltration Dịch trích pH=7 4,6 Siêu lọc Siêu lọc + diafiltration 64,5 3,81 8,73 27,7 17,3 4,56 4,98 9,83 10,5 24,6 4,25 Dịch trích 6,3 8,57 pH=6 4,5 12,3 3,58 Siêu lọc 7,48 Siêu lọc + 1,9 8,3 2,8 5,98 diafiltration Thành phần khoáng: Na, K, Ca, P Ở pH=6 khả loại Na, K, Ca, P tốt pH=7 cuối pH=9 Vậy pH lớn khả loại khoáng thấp Vậy giá trò pH ảnh hưởng lớn đến việc tách tro, carbonhydrate khả thu hồi protein Vì tùy theo nhu cầu hàm lượng protein hay độ tinh khiết protein mà ta lựa chọn giá trò pH cho phù hợp • Nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng lên cao (>600C) protein bị biến tính làm giảm chất lượng protein thành phẩm Ngoài yếu tố khác phương pháp sản xuất, vật liệu màng… 3.1.6 Sản phẩm trình cô đặc dung dịch protein siêu lọc Các sản phẩm protein đậu nành sản xuất trình cô đặc dung dịch protein nguyên liệu bột đậu nành tách béo Chúng ta có hai dạng sản phẩm là: Soy protein concentrate (SPC) Soy protein Isolate (SPI) Soy protein concentrate (SPC) Soy protein Isolate (SPI) ngày sử dụng phổ biến loại thực phẩm chế biến, tương tự thịt, sữa sản phẩm bánh Có giá trị dinh dưỡng cao chứa hàm lượng acid amin thiết yếu Trang 52 Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane  Soy protein concentrate  Định nghĩa: Theo định nghĩa Association of american feed control officials soy protein concentrate sản xuất từ hạt đậu nành bóc vỏ, tách gần hết dầu cấu tử tan nước protein phải chứa tối đa 70% protein hàm lượng chất khô Bảng 3.7: Thành phần Soy protein concentrate Loại Thành phần Protein >70% Tro [...]...Tổng quan về ứng dụng kỹ thuật membrane Trang 13 Tổng quan về ứng dụng kỹ thuật membrane 2.2 Các kỹ thuật membrane Hình 2.4 Kích thước mao quản và áp suất ứng với các kỹ thuật membrane 2.2.1 Kỹ thuật vi lọc - MF (Microfiltration) Membrane vi lọc với đường kính µ m mao dẫn 0,01-2 sẽ giữ lại các cấu tử lơ lửng có kích thước rất nhỏ như các tế bào vi sinh vật Có áp suất làm việc dao dộng trong khoảng... kỹ thuật được áp dụng các khá phổ biến trong chế biến thực phẩm như tách vi sinh vật từ sữa, nước trái cây (nước táo, nho,…) Trang 14 Tổng quan về ứng dụng kỹ thuật membrane 2.2.2 Kỹ thuật siêu lọc - UF (Ultrafiltration) Kỹ thuật siêu lọc là quá trình phân riêng chọn lọc các hợp chất với áp suất làm việc vào khoảng 1 – 10 bar Đường kính mao quản trung bình từ 2 đến 50 nm Kỹ thuật siêu lọc được áp dụng. .. qua Trở lực do các bánh nồng độ tạo ra sẽ tăng khi các phần tử cấu thành lên các bánh đó giảm kích thước Các lớp gel của các nguyên liệu có thành phần là các phân tử lớn sinh ra trở lực khá đáng kể Các bánh nồng độ và các lớp gel đóng vai trò như những thiết bò lọc hay là một membrane thứ hai loại đi những phân tử chất tan trong dòng lưu chất Trang 34 Tổng quan về ứng dụng kỹ thuật membrane Hình 2.24... làm việc trong kỹ thuật này phải đủ lớn (15 – 70bar), để thắng áp suất thẩm thấu trên bề mặt màng Hình 2.5 Mô hình kỹ thuật thẩm thấu ngược (RO) Bảng 2.5: Đặc tính của các quá trình membrane So sánh 4 quá trình membrane Nanofiltration Ultrafiltration Membrane Reverse Osmosis Bất đối xứng Bất đối xứng Trang 15 Bất đối xứng Microfiltratio n Bất đối xứng Đối xứng Tổng quan về ứng dụng kỹ thuật membrane. .. gian trong các mao quản dẫn tới giảm kích thước mao quản rpore và tăng trở lực Rm , đây là điều thường khó được khắc phục một cách triệt để Sự hấp thụ các vật liệu lên bề mặt membrane là khác nhau khi các vật liệu làm membrane khác nhau Tính chất của các vật liệu hữu cơ có Trang 36 Tổng quan về ứng dụng kỹ thuật membrane mối liên quan đến sự tắc nghẽn membrane bao gồm: sự tương đồng của chúng với membrane, ... thuốc nhuộm, và các hợp chất có khối lượng phân tử lớn hơn 10.000 Dalton 2.2.3 Kỹ thuật lọc nano – NF (Nanofiltration) Trong kỹ thuật lọc nano, mao quản có đường kính trung bình khoảng 2nm Áp suất làm việc trong quá trình lọc nano cần phải cao, thông thường từ 20 – 40bar Kỹ thuật này được áp dụng trong quá trình cô đặc đường, các dung dòch chứa gốc muối hóa trò hai, chất màu hay các hợp chất có khối lượng... membrane Tổng quan về ứng dụng kỹ thuật membrane 2.4 Động học của quá trình membrane 2.4.1 Các mô hình trong kỹ thuật membrane Trong kỹ thuật membrane, có hai loại mô hình được áp dụng là Dead-end (Deadend separation) và Cross-flow (Cross-flow separation) Hình 2.12 Mô hình dead-end và Cross-flow  Mô hình Deadend (Deadend Separation) Dead-end là mô hình trong đó dòng nhập liệu chảy vuông góc với membrane, ... Tổng quan về ứng dụng kỹ thuật membrane Hình 2.25 Trở lực do lớp gel gây ra khi độ dày của lớp gel thay đổi ở các áp suất khác nhau  Fouling do sự kết tủa Sự hình thành kết tủa và các cáu cặn trên membrane có thể xuất hiện khi các muối trong nguyên liệu có nồng độ quá khả năng hòa tan của chúng Trong quá trình phân riêng, dưới tác động của áp lực, các chất hòa tan, các chất keo, các chất có khối lượng... Dalton 2.2.4 Kỹ thuật thẩm thấu ngược – RO (Reverse Osmosis) Kỹ thuật thẩm thấu ngược còn được gọi là hyperfiltration, là quá trình phân riêng với đường kính lỗ mao quản nhỏ nhất và cũng là kỹ thuật phân riêng phức tạp nhất trong các kỹ thuật phân riêng bằng membrane Kỹ thuật này sử dụng membrane có đường kính lỗ mao quản nhỏ hơn 1nm, nên có khả năng tách các cấu tử có kích thước nhỏ như các ion của... phân tử, các nhóm chức và hình dạng Sự tắc nghẽn membrane cũng liên quan chặt chẽ với tương tác kỵ nước của các vật liệu làm membrane Theo đó, mambrane chế tạo từ các vật liệu có tính ưa nước thì thường ít gây tắc membrane hơn các membrane được chế tạo từ các vật liệu có tính kỵ nước  Fouling do vi sinh vật (Biofouling) Khi dung dòch nguyên liệu có chứa vi sinh vật, chúng sẽ bám trên bề mặt membrane ... Ứng dụng kỹ thuật membrane trích ly hợp chất chống oxi hóa từ thực vật 50 3.2.1 Kỹ thuật trích ly hợp chất chống oxi hóa từ thực vật .51 3.2.2 ng dụng membrane trích ly hợp chất. .. hợp chất từ thực vật phương pháp truyền thống làm cho hợp chất nhiều tính chất chức Để cải thiện tính chất chức hợp chất người ta ứng dụng kỹ thuật membrane để trích ly Kỹ thuật membrane ưu kỹ. .. Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane Trang 13 Tổng quan ứng dụng kỹ thuật membrane 2.2 Các kỹ thuật membrane Hình 2.4 Kích thước mao quản áp suất ứng với kỹ thuật membrane 2.2.1 Kỹ thuật vi lọc