Trong chiết suất theo phơng thức chảy ngợc của nhóm thùng vật liệu rắn không chuyển động, nớc mơí vẫn cho vào thùng cuối theo nguyên tắc chảy ngợc tuần tự tiến lên và chiết suất, sau khi chiết suất nguyên liệu mới ở thùng đầu trở thành dung dịch chiết suất và đợc lấy ra. Nhng nguyên liệu từ khi cho vào thùng (trở thành thùng đầu) đến khi là bã (trở thành thùng cuối) thải ra, luôn luôn ở trong một thùng. Thùng cuối sau khi tháo bã cho ra nguyên liệu mới, trở thành thùng đầu mới. Vì thế, mỗi một thùng trong nhóm thùng luân phiên theo thứ tự là thùng đầu thùng cuối.…
4.3. Thiết bị chiết suất
a. Nhóm thùng chiết suất
Mỗi nhóm gồm 6 đến 8 thùng liên kết với nhau. Thùng chiết suất kiểu áp lực cho phép sử dụng nhiệt độ chiết suất tơng đối cao khoảng 1200C. Vì thế hiệu quả sản xuất và tỷ suất chiết suất tơng đối cao, phù hợp với nhiều loại nguyên liệu, thao tác thuận lợi, tổn thất nhiệt ít, chất lợng dung dịch chiết suất tốt, tuổi thọ của thiết bị cao, dễ sửa chữa. Nhợc điểm là giá thiết bị và nhà xởng tơng đối cao, tốn vật liệu.
Tuy nhiên nếu so sánh với thiết bị chiết suất liên tục thì nhóm thiết bị chiết suất thuộc loại thao tác gián đoạn, tháo bã không thuận lợi, khả năng tự động hoá thấp, giá thành cao. Để khắc phục các nhợc điểm này, sẽ thay bằng dây chuyền công nghệ thiết bị chiết suất liên tục.
b. Phơng thức liên kết nhóm thùng chiết suất
Hình 2.6 (a) và (d) không có đờng ống khi nén dùng cho trớc khi thão bã thùng cuối, dung dịch trong thùng cuối ép vào thùng cuối thứ hai, hình 2.6 (b) và (c), dung dịch trong thùng cuối qua máy bơm đến thùng đựng nớc chiết suất hoặc nhờ tác dụng tự chảy, sau đó tháo bã. Hình 2.6 (d). Mỗi thùng chiết suất có thiết bị gia nhiệt trung gian để khống chế nhiệt độ các thùng chiết suất không có đờng ống vợt qua bất kỳ thùng chiết suất nào tách khỏi nhóm, thùng vẫn tiếp tục làm việc. Hình 2.6 (b), lợi dụng nhóm val để thao tác.
Thao tác của nhóm thùng bao gồm: Nạp nguyên liệu, chuyển dung dịch, tháo dung dịch, thoá bã, cho dung dịch muối sulphít (nếu cần thiết) điều chỉnh thời gian và thứ…
tự tiến hành.
c. Thiết bị bổ trợ chiết suất (thiết bị lọc)
Dung dịch chiết suất tháo từ thùng chiết suất ra còn lẫn nhiều hạt nhỏ, nó có thể đọng ở thùng dung dịch, chiết suất hoặc làm tắc ống gia nhịêt của thiết bị cô đặc, làm giảm chất lợng tannin, nên phải tiến hành lọc dung dịch chiết suất.
Hình 3.4.3. Một số phơng thức liên kết nhóm thùng chiết suất có áp lực
1. ống nớc vào, 2.ống chuyển dung dịch, 3. ống thoá dung dịch chiết suất, 4. ống xả khí, 5. ống thoá nớc thùng cuối, 6. đờng kính khí nén, 7.ống vợt qua, 8.ống gia nhiệt trung gian.
Khi nớc ở thùng cuối nhóm thùng chiết suất đa vào thùng đựng nớc, chiết suất cũng phải lọc thô, để tránh làm tắc máy bơm hoặc làm đọng nhiều ở thùng dung dich.
4.4. Yêu cầu công nghệ và các yếu tố ảnh hởng đến chiết suât
a. Yêu cầu của công nghệ chiết suất
Yêu cầu công nghệ chiết suất là bố trí thiết bị hợp lý để đạt đợc chất lợng tốt, sản l- ợng cao, tỷ suất chiết suất cao, nồng độ cao, tiêu hao năng lợng ít. Các yêu cầu công nghệ cụ thể nh sau :
- Khi chiết suất cố tránh không để tannin phân huỷ và sẫm mầu, công nghệ chiết suất hợp lý, nâng cao chất lợng.
- Tỷ suất chiết suất là tỷ lệ phần trăm giữa lợng chiết suất lấy ra so với lợng nguyên liệu. Tỷ suất chiết suất cao thì nguyên liệu tiêu hao ít. Tỷ suất chiết suất tannin khoảng 90%, khi tỷ lệ tannin trong nguyên liệu lớn hơn 20%. Tỷ suất chiết suất tannin từ 80 - 85% khi tỷ lệ tannin trong nguyên liệu thấp.
- Nồng độ dung dịch chiết suất cao có lợi cho khâu cô đặc, nhng làm giảm tỷ suất chiết suất. Yêu cầu tăng nồng độ nhng không đợc giảm tỷ suất chiết suất.
- Yêu cầu năng suất chiết suất đạt cao nhất trong điều kiện thoả mãn chất lợng và tỷ suất chiết suất.
b. Các yếu tố ảnh hởng đến chiết suất
Có rất nhiều yếu tố ảnh hởng đến hiệu quả chiết suất nh: nguyên liệu, dung môi, nhiệt độ, thời gian, công nghệ, hoá chất Ngoài ra, còn cần tìm hiểu ảnh h… ởng qua lại của các yếu tố.
- Kích thớc nguyên liệu nhỏ thì khi chiết suất khoảng cách khuyếch tán của chất hào tan trong nguyên liệu ngắn lại, diện tịch bề mặt khuyếch tán tăng lên, phần vách tế bào bị phá vỡ tăng, làm cho tốc độ chiết suất tăng lên. nêú nguyên liệu quá nhỏ (dạng bột) tính thấu nớc của bột kém, trong nhóm thùng chiết suất, bột cản trở truyền dung dịch tắc các đờng ống, gây khó khăn cho tháo bã, thậm chí có một bộ phận thành cục không thấm nớc, không thể chiết suất đợc, vì thế không dùng bột để chiết suất. Kích thớc của nguyên liệu tốt nhất cho chiết suất là 3 – 5(mm) và nên đồng đều.
- Nhiệt độ chiết suất và tốc độ khuếch tán chất hoà tan quan hệ tỷ lệ thuận với nhau. Nhiệt độ tăng là cho độ nhớt của dung môi giảm, tăng tốc độ khuếch tán chất hoà tan. Nhng nhiệt độ quá cao tannin bị nhiệt phá huỷ, làm cho chất lợng của dung dịch chiết suất giảm, vì thế nhiệt độ phải có giới hạn nhất định, trong phơng pháp chiết suất chảy ngợc, nhiệt độ chiết suất không phải là cố định, nhiệt độ chiết suất của nguyên liệu mới thấp nhất, tannin dễ hoà tan và nhậy cảm với nhiệt độ bị chiết suất trớc tiên và kịp thời lấy ra với dung dịch chiết suất, nhiệt độ sau đó tăng dần lên. Trớc khi tháo bã nhiệt độ đạt cao nhất, vì tannin khó hoà tan và không nhạy cảm với nhiệt độ.
Nhiệt độ chiết suất thích hợp (nhiệt độ thùng đầu – thùng cuối) của các loại nguyên liệu rất khác nhau, phải căn cứ vào nguyên liệu cụ thể để xác định nhiệt độ chiết suất hợp lý. Nói chung nhiệt độ chiết suất tannin của một số vỏ cây chủ yếu th- ờng khoảng 1000C (nhiệt độ thùng cuối).
- Thời gian chiết suất tuỳ thuộc vào nguyên liệu, thiết bị chiết suất và các điều kiện chiết suất. Thời gian chiết suất còn nồng độ của tannin trong nguyên liệu và trong dung dịch, nếu độ chênh về nồng độ lớn, tốc độ khuyếch tán nhanh, lợng tannin thu đ- ợc trong một đơn vị thời gian lớn.
Nếu sự chênh lệch nồng độ giảm, tốc độ khuyếch tán giảm, lợng tannin đợc chiết suất giảm đi, thời gian chiết suất của một số nguyên liệu là vỏ cây thờng từ 12 đến 14 giờ (cho nhóm thùng có áp suất).
- Số lần chiết suất cần có trong thực tế chiết suất thờng cao hơn lý thuyết vì mỗi lần chiết suất đều không đạt đến trạng thái cân bằng. Số lần chiết suất thờng do thực nghiệm quyết định. Cùng với việc tăng số thùng chiết suất và số lần chiết suất tổng l- ợng dung dịch thông qua nguyên liệu cũng tăng lên. Số thùng chiết suất quá ít thì chiết suất không hoàn toàn. Tăng lợng dung dịch hoặc thời gian chiết suất ở mức độ nhất định cũng bù đắp đợc số lần chiết suất thiếu hụt, nhng làm cho nồng độ hoặc hiệu quả sản xuất giảm xuống. Ngợc lại số thùng chiết suất quá nhiều tỷ suất chiết suất không tăng rõ rệt mà làm cho chu kỳ sản suất kéo dài, lực cản của chất lỏng tăn lên, hiệu suất của thiết bị giảm.
- Hệ số dung dịch lấy ra là tỷ lệ phẩn trăm giữa lợng dung dịch lấy ra và lợng nguyên liệu (phơi khô) khi chiết suất. Để thu đợc dung dịch chiết suất có nồng độ cao, để giảm nhẹ phụ tải và tiêu hao hơi nớc khi cô đặc, nên giảm hệ số dung dịch lấy ra, nhng hệ số dung dịch quá nhỏ thì tỷ suất chiết suất giảm. Dùng phơng pháp chiết suất nhiều lần chảy ngợc, có hệ số dung dịch tơng đối nhỏ nhng có đủ thể tích cần thiết để dung dịch đủ làm ngập nguyên liệu. Đối vơi nguyên liệu là một số vỏ cây thông th- ờng, hệ số dung dịch lấy khoảng 360 -650%.
- Trong chiết suất khi tốc độ chuyển động của dung dịch trên bền mặt nguyên liệu đạt đến trạng thái chảy siết thì ngoài khuyếch tán phân tử còn khuyếch tán chảy rồi tồn tại làm tăng khuyếch tán, khuấy làm cho các hạt rắn rời khỏi vị trí ban đầu chuyển dịch ở một mức độ nhất định không chỉ làm tăng tốc độ khuyếch tán, còn làm tăng thêm diện tích tiếp xúc lỏng- rắn, loại bỏ hiện tợng kết cục không thấm nớc cho bột.
Trong nhóm thùng chiết suất thờng dùng phơng thức chuyển dung dịch, tháo dung dịch liên tục có thể luôn luôn giữ đợc trạng thái chuyển động của dung dịch, tỷ lệ phù hợp giữa chiều cao và đờng kính của thùng chiết suất có lợi cho nâng cao tốc độ chuyển động của dung dịch.
- Khi chiết suất thêm một số hoá chất, có thể nâng cao tỷ suất tannin, cải biến tính chất của tannin. Thờng dùng nhất là NaHS03, Na2S03 tỷ lệ giữa Na2S03: NaHS03 = 1: 1. Tỷ lệ hoá chất dùng 2% (so với lợng nguyện liệu khô kiệt), có thể cho trực tiếp hoặc pha thành dung dịch có nồng độ 5 – 10%; thờng cho vào thùng giữa trong nhóm thùng chiết suất.
- Chất lợng nớc dùng để chiết suất phụ thuộc chủ yếu vào hàm lợng ion sắt, pH, hàm lợng muối huyền phù của nớc. Chất lợng nớc có ảnh hởng rỗ rệt đến sản lợng và chất lợng của tannin, ion Ca++, Mg++ tác dụng với tannin tạo nên hợp chất làm cho tannin tổn thất và mầu sắc dung dịch sẫm lại, khi cô đặc sẽ tạo cặn trong thiết bị. Nếu hàm lợng muối trong nớc quá nhiều sẽ làm cho tannin kết tủa, làm tăng tỷ lệ tro. Độ pH của nớc tăng lên, có lợi cho quá trình hoà tan và khuyếch tán của tannin, nhng pH = 7 -8 khi tiếp xúc với không khí dễ bị ôxi hoá và mầu sẫm lại. Khi pH < 3, dễ làm cho tannin bị kết tủa, polime hoá hoặc thuỷ phân. Trong sản xuất thờng dùng nớc có pH bằng 6,5 – 7,0.