Phơng pháp này dùng hạt cánh kiến đỏ ớt làm nguyên liệu, trực tiếp cho hơi nớc vào thùng nóng chảy, dới áp suất của hơi nớc, cánh kiến nóng chảy qua lới lọc và tạp chất đợc phân ly. Trong cả quá trình lọc nóng, hạt cánh kiến đỏ trực tiếp tiếp xúc với hơi n-
ớc, vì thế, gọi là phơng pháp lọc nóng hơi nớc gián tiếp. Quá trình công nghệ phơng pháp này cơ bản giống phơng pháp lọc nóng hơi nớc gián tiếp, điểm khác nhau là độ ẩm của cánh kiến nóng chảy của phơng pháp hơi nớc trực tiếp từ 25 – 30%, sau khi lọc xong, cánh kiến nóng chảy phải tiến hành sấy đến độ ẩm dới 2% rồi mới cán
mỏng. Nếu không do độ ẩm lớn quá, độ trong của sản phẩm kém, khi cán có hiện tợng dính trục. Đồng thời, trong quá trình vận chuyển và bảo quản, dễ phát nhiệt vón cục, biến chất.
Khi dùng phơng pháp hơi nớc trực tiếp, đòi hỏi độ khô của hơi nớc lớn, nếu không trên mặt cánh kiến dễ hình thành một lớp nớc ảnh hởng đến truyền nhiệt, làm cho hạt cánh kiến đỏ nóng chảy không đều.
Đặc điểm của phơng pháp hơi nớc trực tiếp: độ ẩm cánh kiến nóng chảy cao, lọc nhanh, lớp bã lọc mỏng, lực cản nhỏ, năng suất lao động cao. Có thể dùng nớc để rửa loại bỏ một số chất màu tan trong nớc, nớc ngăn cản quá trình polyme hoá, có lợi cho chất lợng sản phẩm. Cánh kiến dính ở thành ống ít, giảm số lần làm sạch thùng. Nguyên liệu là hạt cánh kiến ớt, tiết kiệm công đoạn sấy. Nhng sau khi lọc nóng phải thêm công đoạn sấy, lợng hơi nớc tăng, tốn nhiệt, trong nớc ngng lạnh có ion sắt dễ lẫn vào sản phẩm, giảm chất lợng.
4.3. Công nghệ sản xuất nha cánh kiến tẩy trắng
Chất màu vàng trong nhựa cánh kiến đỏ, còn có thẻ dùng phơng pháp tẩy trắng bằng thuốc tẩy để loại bỏ, sản phẩm thu đợc gọi là cánh kiến tẩy trắng. Nừu sản phẩm vừa tẩy trắng vừa tách sáp gọi là cánh kiến tẩy trắng tinh chế, có nhiều loại hoá chất tẩy trắng, nhng thờng dùng nhất là NaClO.
Các phản ứng sẩy ra trong quá trình tẩy trắng: NaClO – NaCl + [O]
Hoặc
NaClO + H2O = HClO + NaOH HClO – HCl + [O]
HClO + HCl - Cl2 + H2O HCl + NaOH - NaCl + H2O
Tẩy trắng nhựa cánh kiến là một quá trình phản ứng hoá học rất phức tạp. Các phản ứng này đều ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng nhựa cánh kiến tẩy trắng. Vì thế, tỷ lệ Clo là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lợng cánh kiến tẩy trắng. Nắm vững tính năng của hoá chất tẩy trắng và nguyên liệu, khống chế điều kiện thao tác nghiêm ngặt, giảm tỷ lệ Clo, là mấu chốt để sản xuất cánh kiến tẩy trắng chất lợng cao.
Hiện nay có 3 phơng pháp sản xuất cánh kiến tẩy trắng: phơng pháp tẩy trắng thông thờng, phơng pháp tẩy trắng thuần hoá, phơng pháp tẩy trắng cải tiến.
Phổ biến nhất là phơng pháp tẩy trắng thông thờng. Phơng pháp này dùng Na2CO3 hoà tan nhựa cánh kiến, dùng NaClO tẩy trắng, không sử lý tách sáp và tách Clo.
Công nghệ sản xuất cánh kiến tẩy trắng thông thờng bao gồm các công đoạn chính sau: Hoà tan, lọc, tẩy trắng, trung hoà, rửa, hoá mền, cán mỏng, tách nớc, sấy khô…
Dùng dung dịch Na2CO3 hoà tan cánh kiến hạt, nhựa cánh kiến và chất mầu vàng tan vào pha lỏng. Khi thao tác hoà tan, lợng Na2CO3, nhiệt độ và thời gian hoà tan đều có ảnh hởng đến chất lợng và tỷ suất thu hồi của cánh kiến tẩy trắng.
Lợng Na2CO3 dùng phải vợt quá lợng cần thiết để trung hoà trị số axit của nhựa cánh kiến (70 - 75), vì thế, lợng dùng không thể thấp hơn 7 – 7,5 % khối lợng nhựa cánh kiến. Do một phần của nhựa cánh kiến có tác dụng của diaxit, hơn nữa tẩy trắng tiến hành trong điều kiện môi trờng bazơ yếu (pH = 9 – 9,5), nên lợng Na2CO3 nên có nhiều một chút khoảng 10%.Khi lợng Na2CO3 quá ít, nhựa cánh kiến phân tán không tốt trong dung dịch, khi tẩy trăng tăng nhanh quá trình polyme hoá, ảnh hởng đến tính năng bảo quản của cánh kiến tẩy trắng. Nếu lợng dùng quá lớn, một mặt làm cho tính bazơ của dung dịch tăng lên, ảnh hởng đến hiệu quả tẩy trắng, mặt khác albumin trong xác con cánh kiến bị hoà tan ra, điều này không chỉ ảnh hởng đến mầu sắc mà còn làm cho một phần cánh kiến bị thuỷ phân, giảm tỷ suất thu hồi.
Nhiệt độ cao tuy tăng tốc độ hoà tan, nhng lợng các chất chứa Nitơ hoà tan tăng lên, làm tăng lợng hoá chất tẩy trắng. Đồng thời nhiệt độ làm cho nhựa và tạp chất thuỷ phân, ảnh hởng đến mầu sắc và tỷ suất thu hồi sản phẩm. Thời gian hoà tan dài, cũng đa lại hậu quả nh vậy.
Trong sản xuất khi dùng cánh kiến hạt làm nguyên liệu, nhiệt độ hoà tan khống chế ở 80 – 900C, lợng Na2CO3 dùng từ 10 – 12 % khối lợng cánh kiến hạt, tỷ lệ giữa cánh kiến hạt : nớc = 1:3-4, Khuấy khoảng 40 phút có thể hoà tan hoàn toàn.
Lọc:
Mục đích là phân ly tạp chất không hoà tan ra khỏi dung dịch, sau khi hoà tan xong, dung dịch nóng cho qua lới lọc thép không gỉ 120 mắt để loại bỏ tạp chất tơng đối lớn. Tiếp tục dùng nớc lạnh làm loãng đến tỷ lệ cánh kiến khoảng 10%, làm nguội, rồi dùng lới lọc bằng thép không gỉ 180 – 200 mắt lọc lần thứ 2, dung dịch đã lọc dùng dung dịch NaClO đã chuẩn bị sẵn tẩy trắng. Cũng có thể dùng máy lọc khung bản,lọc ép lọc trong điều kiện nóng hoặc dùng máy ly tâm phân ly tạp chất.…
Tẩy trắng:
Thao tác tẩy trắng là mấu chốt của quá trình sản xuất cánh kiến tẩy trắng, tạp chất trong nhựa cánh kiến cũng tiêu tốn hoá chất tẩy trắng. Cánh kiến hạt tốt, chất màu phân ly tơng đối triệt để, màu nhựa cánh kiến nhạt, chỉ số tẩy trắng tơng đối thấp, chất tẩy trắng tiêu hao ít, chất lợng cánh kiến tẩy trắng cao. Nừu cánh kiến hạt kết cục hoặc lão hoá, tỷ lệ chất màu và albumin trong xác con cánh kiến tơng đối nhiều, màu sắc của bản thân nhựa cánh kiến cũng tơng đối đậm. Cùng với việc tiêu hao dung dịch tẩy trắng, độ bazơ trong dung dịch cánh kiến cũng tăng lên, giảm tác dụng của chất tẩy trắng NaClO, tức là tăng lợng chất tẩy trắng phải dùng, độ trắng của sản phẩm cũng giảm.
Thời gian tẩy trắng càng ngắn, thời gian nhiệt rắn của sản phẩm càng ngắn, tính năng bảo quản không tốt. Thời gian tẩy trắng càng dài, thời gian nhiệt rắn của sản phẩm càng dài, tính năng dự trữ càng tốt. Thời gian tẩy trắng quá dài, không những không làm cho thời gian nhiệt rắn trăng lên, mà ngợc lại làm cho mầu sắc của sản phẩm giảm xuống. Vì thế, thờng khống chế thời gian tẩy trắng khoảng 18 giờ.
Nhiệt độ tẩy trắng quá cao, cánh kiến tẩy trắng có thể thải ra một lợng lớn Clo, dễ dàng gây nên hiện tợng tẩy quá cục bộ, thời gian nhiệt rắn của sản phẩm quá ngắn, đồng thời làm cho sản phẩm có màu vàng. Ngoài ra, bazơ trong dung dịch tẩy trắng trong điều kiện nhiệt độ cao làm cho nhựa cánh kiến bị thuỷ phân, ảnh hởng đến tỷ suất thu hồi. Nhiệt độ tẩy trắng thờng khống chế khoảng 200C.
Trung hoà:
Dung dịch cánh kiến sau khi tẩy trắng xong dùng axit H2SO4 nồng độ khoảng 5% để trung hoà, khuấy thành trạng thái sơng mù rồi cho vào dung dịch cánh kiến, làm cho các hạt cánh kiến tách ra. Khi pH của dung dịch cánh kiến đạt 4 – 5, ngừng cho axit, sau khi khuấy vài phút, pH có thể tăng lên, cuối cùng khống chế ở trung tính, hơi nghiêng về bazơ là tốt. Độ bazơ lớn quá tỷ suất sản phẩm thấp, chỉ số màu sắc cao. Nếu lệch về axit quá thì thời gian nhiệt rắn của sản phẩm ngắn, tính năng bảo quản không tốt. Trong quá trình trung hoà chú ý tốc độ cho axit, đề phòng hiện tợng cho axit quá nhanh hoặc khuấy không đều gây nên nhiệt cục bộ, các hạt cánh kiến tách ra thành cúc lớn, bên trong có bazơ hoặc axit tự do, kho rửa, ẩnh hởng đến chất lợng sản phẩm.
Rửa
Các hạt cánh kiến tảy trắng phân ly ra sau khi trung hoà, trong đó còn có một lợng nhỏ axit tự do, muối vô cơ và Clo, phải dùng nớc sạch để rửa. Nừu không, do tồn tại của axit tự do, không chỉ thúc đẩy nhựa cánh kiến polyme hoá, tính năng bảo quản cũng kém, tính khô và màng sơn kém Th… ờng dùng nớc lạnh rửa 2 – 3 lần, sâu khi loại bỏ axit sót lại, ta đợc cánh kiến tẩy trắng hạt.
Hoá mền:
Đun cách thuỷ ở nhiệt độ 85 – 900C, sau đó dùng máy cán, cán thành màng mỏng. Sấy khô:
Cánh kiến tẩy trắng còn nhiều nớc, dễ kế tcục, nên sấy ở nhiệt độ thấp đến độ ẩm nhỏ hơn 2%. Nhiệt độ sấy không nên quá 400C, nếu không sẽ kết cục, thời gian nhiệt rắn của sản phẩm ngắn, màu sắc đậm. Trong sản xuất không chế nhiệt độ dới 300C, thì thời gian sấy trên 24 giờ. Cánh kiến tẩy trắng sau khi sấy khô, tiến hành bao gói. Để lợi dụng tổng hợp, bã lọc của quá trình chế biến bằng phơng pháp lọc nóng, phần bỏ khi sàng tuyển đều có thể sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất cánh kiến tẩy trắng.…
4.4. Thu hồi sản phẩm phụ a. Chiết suất chất màu a. Chiết suất chất màu
Trong quá trình chế biến cánh kiến hạt, hầu nh toàn bộ chất màu bị loại theo nớc thải, các nhà máy thờng dùng phơng pháp canxi để thu hồimột phần chất màu. Do không có khả năng lợi dụng toàn bộ nớc màu và chất màu trong xác con cánh kiến , nên tỷ suất thu hồi rất thấp, thờng chỉ đạt 0,3 % so với lợng nguyên liệu. Căn cứ vào đặc điểm: chất màu chủ yếu tồn tại trong xác con cánh kiến, cải tiến phơng pháp chế biến phải từ phơng pháp phân ly con cánh kiến ra khỏi nguyên liệu, dùng nớc chiết suất xác con cánh kiến, tinh chế chất mầu, tỷ suất thu hồi có thể đạt khoảng 0,7 – 0,8%.
Dù chiết suất chất màu từ nớc màu hay xác con cánh kiến đều phải loại bỏ nguyên liệu quá nhỏ (dạng bột), sáp, đờng, đất cát lẫn với chất màu. Vì chất màu không ổn định trong môi trờng bazơ, nên quá trình chiết suất phải tiến hành trong môi trờng axit.
Phơng pháp thu hồi từ nớc màu:
Khi chế biến cánh kiến hạt, thu hồi nớc màu của 3 lần rửa đầu, tập trung vào bể axit hóa. Trớc tiên dùng axit HCl loãng điều chỉnh pH = 4 – 4,5, làm cho chất màu phân ly khỏi tạp chất. Sau khi để yên 4 giờ, lấy lớp dung dịch qua lọc, dùng bazơ loãng điều chỉnh pH = 5,5, - 6,0. Dùng dung dich CaCl2 bão hoà theo tỷ lệ 1000:1,3 cho vào để loại bỏ ion kim loại, sau khi khuấy đều, để yên, chất màu lắng xuống. Sau 8 giờ, rút lớp dung dịch trong ở phía trên, dùng ly tâm hoặc lọc loại trừ triệt để nớc trong kết tủa, sau đó lại dùng axit HCl đặc cho vào kết tủa để điều chỉnh pH = 0,5 – 1,0, để yên 24 - 48 giờ, tinh thể chất màu sẽ tách ra, sau khi lọc, dùng axit HCl đặc rửa 1- 2 lần, để loại bỏ các tạp chất kim loại, rồi dùng nớc cất rửa hết axit, sau đó sấy khô đến độ ẩm nhỏ hơn 15%, nghiền nhỏ đến dới 80 mắt lới bao gói, tức là sản phẩm chất màu cánh kiến đỏ. Các bã lọc có thể dùng phơng pháp trên sử lý nhiều lần để thu hồi phần lớn chất màu.
Phơng pháp chiết suất xác con cánh kiến :
Phơng pháp thu hồi chất màu đã trình bày ở trên phải sử lý một lợng nớc tơng đối lớn, công nghệ phức tạp, tỷ suất thu hồi không cao.
Chất màu chủ yếu tồn tại trong xác con cánh kiến. Khi nghiền nguyên liệu, phần lớn xác con cánh kiến ở trong cánh kiến hạt có kích thớc từ 1- 4 mm, có thể dùng sức gió để tách xác con cánh kiến, cũng có thể dùng cồn hoà tan nguyên liệu, lọc để thu hồi xác con cánh kiến trong bã lọc.
Xác con cánh kiến thu đợc cho vào nghiền, cho một lợng nớc thích hợp, gấp 4 – 6 lần khối lợng nguyên liệu, chiết suất 4 lần, dùng máy ly tâm để phân ly bã đợc dung dịch chất màu đặc. Cho một ít dung dịch NaOH và CaCl2 vào, khuấy mạnh và cho axit HCl loãng vào, từ từ điều chỉnh pH đến khoảng 2,1, albumin và các tạp chất khác mang theo một ít chất màu lắng xuống, để yên 3- 4 giờ. Sau khi lắng lọc, cho axit HCl đặc vào, lợng dùng khoảng 1,5 – 2,0%, cho đến khi không còn chất màu tách ra, dùng lới 100 – 200 mắt để lọc. Bã lọc chủ yếu là chất màu, tập trung để tinh chế, sau khi dung dịch lọc để yên 1 – 2 ngày, chất màu kết tinh, lại dùng lới 100 – 200 mắt để lọc. Chất màu kết tinh thu đợc dùng nớc cất rửa 3 lần, Sấy ở nhiệt độ 600C, nghiền, sàng thu đựơc sản phẩm.
Trong bã có chất màu tự do, đó là chất màu albumin và tạp chất hấp phụ và kết hợp, có thể dùng một lợng axit HCl đặc phù hợp, pha liên kết hydrat hoá, albumin sẽ giải phóng ra khá nhiều nớc, sau khi tách nớc, nhanh chóng cho bã ớt vào axit Formic (l- ợng axit từ 3 – 5 lần), để yên 2 – 7 ngày, chất màu kết tinh tách ra. Dung dịch thu đ- ợc qua ly tâm, dùng axit Formic rửa chất màu 3 lần, rồi dùng chất cồn rửa sạch axit đi, dùng nớc cất rửa nhiều lần, lọc, sấy, nghiền sàng đợc sản phẩm màu tinh chế. Dung dịch lọc ra có thể tập trung lại để chng cất thu hồi axit Formic.