CHƯƠNG 3 : QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỦ CỐM VÀ MỦ LY TÂM
3.4. Quy trình sản xuất mủ ly tâm
3.4.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất mủ ly tâm
3.4.2.1. Chuẩn bị hóa chất
Chuẩn bị dung dịch NH3 18%: Công nhân tiếp nhận cho nước vào gần đầy bồn NH3, sau đó nạp NH3 vào bồn theo tỷ lệ cứ 82 kg nước thì nạp vào 18 kg NH3 theo yêu cầu. Lấy mẫu đem vào cho cơng nhân hóa nghiệm kiểm tra nồng độ NH3. Nếu thấy chưa đạt thì cho thêm hoặc là nước hoặc là NH3 vào cho đạt.
Chuẩn bị TMTD/ZnO 25%: cơng nhân hóa nghiệm cân hóa chất theo bảng sau đây:
Đối với Attritor: Cho 25 kg nước vào máy bật khuấy cho lần lược bentonite – tanol – ZnO – TMTD khuấy trong 5 phút cho phần nước còn lại và KOH (để ổn định hỗn hợp TMTD/ZnO) đóng nắp laị vệ sinh sạch dừng khuấy 3 phút, bật khuấy 90 phút, dừng khuấy dùng bơm hút dung dịch ra cho hết pha loãng bằng 100kg nước để đạt dung dịch 25%. Bảng 3.3: Bảng thành phần pha TMTD/ZnO 25% STT Tên hóa chất 1 TMTD 2 ZnO 3 Dipersant (Tamol) 4 KOH
5 Bentonite (Haillin clay)
6 Nước
Cộng
Cách thức thử đám mây:
Lấy 1000mL nước cất cho vào ống đong.
Nhỏ 1 giọt TMTD/ZnO vừa chuẩn bị cho vào ống đong 1000mL. Sau đó, tiến hành bấm giây khoảng thời gian dung dịch đi từ đỉnh xuống tới đáy của ống đong từ 55-60 giây thì đạt yêu cầu. Ghi lại thời gian thử đám mây.
Một số chất bảo quản phụ thường dùng và tỉ lệ của chúng kết hợp với NH3 : 0,2% NH3 – 0,2% pentaclorophenate de sodium.
0,2% NH3 – 0,2% diethyl ditho carbarnate Zn. 0,2% NH3 – 0.025% TMTD/ZnO.
0,2% NH3 – 0,24% axit boric.
3.4.2.2. Bảo quản mủ nước vườn cây
Mủ nước vườn cây phải được bảo quản càng sớm càng tốt, ngay sau khi tạo mủ, để tránh không cho vi khuẩn phát triển và điều này được biểu thị bằng sự gia tăng nhanh chóng VFA (khi lượng acid béo bay hơi càng nhiều thì mủ bị nhiễm khuẩn càng cao). Có nhiều chế độ bảo quản khác nhau trong đó chế độ được sử dụng nhiều nhất là ammoniac (NH3).
Cấp phát chất bảo quản: Hằng ngày tổ trưởng sẽ cấp phát NH3 loại 10% hoặc 15% cho vào can nhựa để lái xe vận chuyển mủ xuống nông trường.
Khi bắt đầu thu hoạch mủ lần đầu tiên để ly tâm phải khử trùng toàn diện tất cả các dụng cụ tiếp xúc với mủ nước.
Sử dụng ammoniac NH3: Khi vi khuẩn còn chưa kháng NH3 người ta có thể dùng thuần túy dung dịch NH3 để diệt khuẩn, tính nhiễm khuẩn của mủ, dùng trong khoảng 0.3 – 0,5% w/w dung dịch NH3 10% hoặc 15%. Lưu ý, ở vườn cây việc cho
chất diệt khuẩn vào càng sớm càng tốt vì nếu trễ q sẽ khơng cịn tác dụng. Vấn đề sử dụng amoniac riêng lẻ này sinh ra hiện tượng các vi khuẩn sẽ quen với amoniac và các gốc biểu hiện kháng amoniac sẽ nảy sinh nên phải khử trùng tổng quát toàn bộ dây chuyền tối thiểu 2 lần/năm.
3.4.2.3. Tiếp nhận mủ nước
Formol 5% xử lý tại bồn lưu trữ.
Việc kiểm tra mủ nước trải qua rất nhiều công đoạn từ nông trường đến khi về tới nhà máy. Mủ nước vận chuyển về được xử lí với NH3 để chống đơng (liều lượng 10 lít NH3/1000 lít mủ nước gần bằng pH = 9).
Khi mủ đưa về nhà máy, công nhân tiếp nhận sẽ xả mủ vào mương qua rây 40 mesh (1 inch có 40 lỗ), dùng gậy để khuấy không cho mủ đông và cặn bẩn làm tắc nghẽn lỗ rây (hạn chế không sử dụng nhiều nước để xịt vào rây khi xả mủ vì nước cịn tạp chất).
Khi xả mủ được 1/3 tank, công nhân sẽ lấy mẫu để kiểm tra sau đó chuyển mủ lên hồ chứa. Các tiêu chuẩn cần để kiểm tra:
Đo nhanh TSC và quy ra DRC.
Kiểm tra ngoại quan để xác định trạng thái, màu sắc và tạp chất của latex theo yêu cầu kỹ thuật đối với latex ngoài vườn cây.
Xác định hàm lượng NH3.
Xác định VFA. Xác định độ pH.
Việc kiểm soát chỉ tiêu VFA và NH3 ở khâu tiếp nhận nguyên liệu rất quan trọng, chỉ số VFA cao có nghĩa mủ nguyên liệu đã bị nhiễm khuẩn (vi sinh vật đã tác động trên một số hidrocacbon của serum) và khi bị nhiễm khuẩn thì rất khó tách và tiêu diệt vi khuẩn. Dung dịch NH3 dùng để diệt vi khuẩn nhưng khi cho NH3 tốt mà mủ vẫn bị nhiễm khuẩn là do việc cho NH3 vào mủ nguyên liệu để diệt vi khuẩn q trễ. Vì vậy, kiểm sốt chỉ số VFA và chỉ tiêu NH3 là kiểm soát sự xâm nhập và sự tiêu diệt vi khuẩn trong mủ phải chặt chẽ.
Nhìn chung, tỉ lệ VFA của các loại mủ latex thơng dụng nằm giữa 0,01% và 0,04%. Nếu VFA có chỉ số >= 0,04% thì QLCL lập biên bản báo cáo cho lãnh đạo nơng trường đó biết để có hướng khắc phục trong vịng một tuần.
Độ pH quan trọng vì nó cho biết một cách nhanh gọn về sự bảo quản mủ nước và sự tiến triển của nó. Nếu pH < 9 thì cơng nhân hóa nghiệm lập biên bản báo cho lãnh dạo nhà máy để xử lý cùng nông trường và cơng nhân vận chuyển.
3.4.2.4. Xử lý hóa chất
Tại hồ hỗn hợp chứa mủ, khuấy đều 5 đến 10 phút, lấy mẫu tại hồ để kiểm tra. Tùy theo các giá trị NH3, VFA, Mg, DRC mà có các bước xử lí như sau:
NH3: tính tốn lượng NH3 thêm vào cho đủ như đã cấp ban đầu cho vườn cây (là do NH3 đã thất thốt trong q trình vận chuyển).
TMTD/ZnO 25%: thêm dung dịch TMTD/ZnO 25% vào cho đủ hàm lượng TMTD/ZnO.
DRC: Tất cả mủ nước được dành để chế biến mủ ly tâm phải được pha loãng nhằm cho phép hoạt động đều đặn của dây chuyền ở bất kì mùa nào và sự lắng tụ cặn tốt nhất được hình thành. Sự pha loãng mủ này phải được ấn định tùy theo chất lượng của mủ nước có sẵn và đặc biệt hàm lượng chất phi cao su, pha loãng đến DRC từ 26% đến 28% (chỉ sử dụng ở một mức ổn định).
Hàm lượng Mg: phải được xác định và phải được hạ xuống mức cần thiết thông qua lượng DAP để đưa Mg về mức cần thiết và giữ tính ổn định. Thơng thường người ta không thể triệt tiêu hết lượng Mg bằng phản ứng DAP, liều dùng này tùy thuộc vào hàm lượng Mg tự nhiên có trong mủ của các nơi riêng biệt, chung quy sử dụng liều lượng sao cho Mg có trong thành phẩm nằm ở giới hạn cho phép, ln ln an tồn và có tính ổn định. Xác định lượng Mg là việc quan trọng, Mg có ảnh hưởng làm suy yếu tính ổn định cơ học do sự hình thành xà phịng Mg khơng tan, do vậy hàm lượng Mg phải được kiểm sốt chặt chẽ, nó cũng là tác nhân của một số các khuyết điểm sau này, trong các sản phẩm cơng nghiệp.
VFA: Nếu chỉ tiêu VFA của hồ có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng 0,04% thì nguyên liệu hồ đó là ngun liệu tốt, thực hiện cơng đoạn tiếp theo. Nếu chỉ tiêu VFA của hồ có giá trị lớn hơn 0,04% thì khi ly tâm phải tách riêng ra bồn khác để tránh lây lan vi khuẩn, khi tách riêng biệt có thể sử dụng tăng thêm NH3 đến 0,7% w/w.
Sau khi ly tâm xác định giá trị VFA:
Nếu VFA có giá trị nhỏ hơn hoặc bằng 0,02% thì cho vào hịa trộn chung với mủ tốt.
Nếu VFA có giá trị 0,02 - 0,04%: có thể dùng chung với các nhóm nguyên liệu khác nhưng phải gia tăng lượng NH3 trên hồ lưu trữ lên 0,7% w/w.
Sau khi xử lí trên hồ hỗn hợp xong, đối với mủ dùng để sản xuất Low protein (LP) thì ta phải quậy 24 giờ, để lắng 12 giờ. Đối với mủ để sản xuất HA, LA thì ta quậy 20 phút rồi để lắng trong vòng 12 giờ. Sau đó lấy mẫu để kiểm tra pH, TSC, DRC, VFA, Mg, NH3 hồ. Khi đủ điều kiện thì ta tiến hành ly tâm. Nếu thời gian quá ngắn, cặn sẽ không lắng hết hoàn toàn xuống đáy và hệ quả là các chén của máy ly tâm sẽ nhanh chóng bị đóng cặn hơn và phải ngưng máy thường xuyên để làm vệ sinh.
3.4.2.5. Ly tâm
Hàm lượng DRC tại hồ tiếp nhận mủ hạ xuống còn 25
Trước khi ly tâm phải xử lý hồ lắng 12 tiếng (cho Mg để lắng bùn), xả đáy hồ kiểm tra sao cho bỏ đi hết phần bùn lắng bên dưới đáy hồ, sau đó khuấy 15 phút nhằm tạo sự đồng đều cho mủ.
Khởi động máy ly tâm, cho dung dịch NH3 5% vào máy ly tâm để tráng và diệt khuẩn trong bowl.
Mủ từ hồ hỗn hợp sẽ thông qua ống dẫn (sau khi qua nhiều rây lọc) đưa vào máy ly tâm (quay 7200 vòng/1 phút).
Ở chu kì đầu chỉ định là 1,5 tiếng vì tua đầu bùn trong hồ, dưới đáy cịn nhiều, dơ nhiều, sau đó cơng nhân sẽ dùng Palan lấy Bowl ra, xem xét lượng bùn đóng lại thành máy nhiều hay ít để chỉ định cho các chu kì kế tiếp (lưu ý: ngồi việc xác định lượng bùn đóng lại trong thành máy nhiều hay ít để chỉ định cho các chu kì kế tiếp, khi chất lượng latex thành phẩm có vấn đề thì cũng phải xem xét đến thời gian ly tâm cho các chu kì sau).
Thơng thường, nếu trong lịng Bowl bị mủ đơng ít thì cứ 2 giờ 30 phút ta phải đem ra vệ sinh. Nếu mủ bị đơng nhiều hoặc bình thường chạy 15 phút là đầy bồn trung chuyển nhưng 17,18 phút mới đầy thì cứ 2 giờ ta phải đem ra vệ sinh. Sau khi vệ sinh xong công nhân sẽ tiến hành ráp máy lại và cho mủ vào máy để tiếp tục chạy chu kì khác, tiến hành như vậy cho đến khi hết mủ trong hồ.
Hiệu chỉnh vít skim: ta sẽ lấy mẫu để xác định TSC sau đó quy ra DRC. Kết quả cho DRC thường trong khoảng 60 – 60,2. Nếu ngoài phạm vi này ta hiệu chỉnh vít skim. Vặn vơ sâu lượng mủ skim ra ngồi ít, vặn ra ngồi mủ skim ra ngoài nhiều, nếu
hàm lượng DRC mủ ly tâm quá cao thì cho mủ skim ra nhiều để hạ hàm lượng DRC xuống (chỉnh vít lúc vệ sinh máy). Số vít skim cần phải thay đổi tùy thuộc vào việc cần phải nâng lên hay hạ xuống mấy chỉ số. Ví dụ: Nếu chiều dài vít skim là 19cm thì DRC = 60,65%. Sau đó, nếu nâng chiều dài vít skim lên 19,5cm thì DRC giảm cịn 60,50%.
Vì mong muốn mủ thành phẩm có DRC = 60 người ta thường cố định vít skim nên đầu vào phải hạ DRC mủ xuống còn 25 mới đạt yêu cầu.
Máy ly tâm có cơng suất 500L/h vì nếu thiết kế máy nhỏ hơn hoặc lớn hơn sẽ không đạt kỹ thuật hoặc giá trị kinh tế.
Trong suốt quá trình ly tâm cần phải kiểm tra: việc cấp liệu mủ, độ rung của máy, tình trạng cúp điện để xử lý kịp thời do tốc độ ly tâm rất cao nên việc cân bằng máy trong lúc chạy là rất quan trọng. Ngồi ra cịn phải kiểm tra dòng mủ vào và đường mủ ra để khơng bị nghẹt và theo dõi dịng mủ thành phẩm và mủ skim chảy vào đúng máng quy định.
Máy ly tâm:
Công dụng
Máy ly tâm mủ cao su là một hệ gồm nhiều trang thiết bị hiện đại và thống nhất với nhau, hoạt động với tốc độ quay rất cao để có tách các thành phần hóa học trong latex theo cầu, thường được sử dụng để nâng cao chất lượng của nhiều sản phẩm có liên quan đến các thành phần mủ latex như: găng tay cao su, bao cao su, các thiết bị y tế.
Đặc tính kỹ thuật
Bao gồm các bộ phận chính: nạp liệu, thùng chứa nguyên liệu vào, phao nổi, nắp máy, nồi quay, động cơ, bộ phận chứa mủ tràn, bộ phận tháo mủ kem cô đặc, bộ phận tháo mủ skim, thắng điện từ, bộ trục quay, kính quan sát, dầu bơi trơn.
Nguyên lý hoạt động
Từ hộp đựng mủ vào, mủ latex thô chảy qua ống tube vào trong nồi đang quay, ở đó mủ được phân tách thành mủ skim và mủ ly tâm.
Mủ skim (DRC khoảng 5%) chảy xung quanh chu vi nồi và đưa qua xưởng mủ skim. Mủ kem chảy vào phía trung tâm nồi và chảy qua máng thoát liệu của mủ kem.
Khi xuất hiện hiện tượng có nhiều mủ đơng bị tràn phải dừng máy ly tâm lại và vệ sinh sạch sẽ nồi quay.
Hình 3.15: Máy ly tâm [8]. 3.4.2.6. Thu hồi các sản phẩm từ ly tâm
Qua ly tâm, mủ nước vườn cây được tách ra thành hai thành phẩm:
Mủ latex ly tâm chứa khoảng hơn 60% cao su. Mủ latex ly tâm sẽ chảy vào ống trên vì chứa cao su nhiều có khối lượng riêng (~0.92) nhẹ hơn nước và tạp nên có xu
hướng chạy dọc theo cối, gần trung tâm máy ly tâm, mủ sau ly tâm đi ra máng thoát liệu ở trên.
Skim chứa khoảng từ 3 đến 6% cao su. Mủ skim sẽ chảy vào máng dưới vì skim chứa 94 - 97% là nước có khối lượng riêng (=1) và tạp chất có khối lượng riêng (>=1) nặng hơn cao su nên có xu hướng văng xa hơn lên thành máy ly tâm, mủ sau ly tâm đi ra máng thoát liệu ở dưới.
Mủ latex ly tâm xuất phát từ máy ly tâm được thu bằng máng thép không rỉ và được đưa đến rây lọc được đặt bên trên 2 thùng trung chuyển.
Mủ skim bơm lên Spillway để khử bớt NH3.
Sau khi được khử amoniac, mủ skim được chuyển vào mương đánh đơng (có giữ lại một ít serum hạ NH3 và đơng một phần) và bơm lên hồ chứa đánh đông bằng CaCl2.
3.4.2.7. Mủ ly tâm về bồn trung chuyển
Sau khi ly tâm, latex cơ đặc được đưa đến bồn trung chuyển (có vai trị rất quan trọng vì tại đây ta sẽ kiểm soát được chất lượng của mủ thành phẩm) qua ray 2 ly. Trước khi bơm mủ phải xem xét các hệ thống van bồn cẩn thận, phải theo dõi liên tục để dịng mủ khơng chảy ra ngồi.
Nhập mủ nửa bồn là khuấy. Khuấy khoảng 15 phút đều mủ latex ly tâm được chứa trong bồn suốt q trình thực hiện. Nếu có bọt nổi trong bồn thì dùng dụng cụ lấy bọt ra. Sau đó lấy một mẫu để xác định tỷ lệ NH3, TSC, DRC nhanh. Sau khi bơm xong bồn trung chuyển phải khóa van bồn lưu trữ ngay, sau đó tiến hành vệ sinh thật sạch dụng cụ. Sau khi có kết quả kiểm tra, ta cho thêm hóa chất vào hai bồn trung chuyển:
Cho NH3 (dùng để chống đơng và diệt khuẩn): Khi có kết quả NH3 tiến hành xử lý theo 2 loại sản phẩm (tuân thủ theo chỉ định).
Loại mủ LA (0.18% NH3, tối đa 0.29% NH3): NH3 cần thiết thêm vào bồn (kg) = (0.2 x thể tích bồn)/(100-A).
Loại mủ HA (tối thiểu 0.6% NH3, tối đa 0.7% NH3) : NH3 cần thiết thêm vào bồn (kg) = (0.67 x thể tích bồn)/(100-A). (với A = kết quả NH3 đo được).
Cho Amonium laurat 10%: Tăng thời gian ổn định cơ học MST (tăng độ liên kết, kết dính lại để khi gia cơng sản phẩm bám vào khuôn). Ổn định cơ học là khả năng các hạt cao su được chứa trong mủ latex nhằm duy trì các hạt này tách rời nhau. Ngay sau khi ly tâm, mủ latex có một độ ổn định cơ học rất thấp. Đối với cao su LA, MST thường dao động từ 800 – 1400 giây. Đối với cao su HA, MST thường dao động từ 800 – 1200 giây. Độ ổn định quá cao cũng không được mong muốn nhất là khi độ này đạt được là do thêm quá nhiều xà bông.
Loại mủ LA: Dung dịch Amonium laurat 10% cần thiết (lít) = A x thể tích bồn/100 với A = (0.01 – 0.05).
Loại mủ HA: Dung dịch Amonium laurat 10% cần thiết (lít) = A x thể tích bồn/100, với A = (0.01 – 0.02).
Cho TMTD/ZnO 25%: Dùng để diệt khuẩn (dùng đối với mủ LA vì lượng NH3
thấp cịn mủ HA khơng cần vì lượng NH3 cao)
Dung dịch TMTD/ZnO 25% cần thiết (lít) = 0.1 x thể tích bồn /100.
Chế độ mới tiến hành loại bỏ TMTD/ZnO: Xí nghiệp Đức đề xuất một sản phẩm thay thế TMTD/ZnO là stucktol LB 219. Sản phẩm này có một hiệu ứng tương tự như TMTD/ZnO nhưng không chứa amine, như vậy tránh được sự hình thành Nitrosamine (chất gây ung thư).
Xử lý NH3: khi có số lượng NH3 đã tính tốn ở trên, dùng NH3 ga nẹt vào bồn. Xử lý dung dịch Amonium laurat 10% và TMTD/ZnO 25% (chỉ áp dụng cho