CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ (R2 - PHYSICAL SEPARATION PROCESSES)

Mục Lục CHƯƠNG 13 1 CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ 1 13.1. Lọc 1 13.1.A Một số công thức thường gặp 3 13.1.1 Dòng chảy qua bộ lọc 3 13.1.2. Bộ lọc áp suất không đổi 6 13.1.3 Sự phụ thuộc theo cấp số nhân của tỷ lệ lọc 8 13.1.4 Phương trình mô hình dựa trên sức cản của bộ lọc cụ thể phụ thuộc vào thời gian 9 13.1.5.Tối ưu hóa các bộ lọc 11 13.1.B Màng lọc 12 13.1.1 Quy trình tách màng bằng áp suất 12 a) Quy trình tách màng bằng áp suất là gì ? 12 b) Kỹ thuật lọc màng hay tách màng 13 c) Cơ chế hoạt động của quy trình tách màng 13 d) Lọc thông thường và lọc dòng chéo 14 13.1.2 Màng được sử dụng trong công nghệ lọc: 14 13.1.3 Cấu hình hệ thống màng 16 13.1.4 Các quy trình tách màng khác: 17 13.1.C Một số phương pháp dùng để lọc 19 13.1.1 Lọc khử trùng 19 13.1.2 Siêu lọc 21 13.1.3 Thẩm thấu ngược 22 13.1.D Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình lọc : 22 13.1.1 Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình lọc 22 13.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lọc 23 13.1.E Mục đích công nghiệp và phạm vi thực hiện 24 13.1.F Thiết bị lọc trong công nghệ thực phẩm 25 13.1.1 Thiết bị lọc nhờ áp suất thủy tĩnh 25 13.1.2 Thiết bị lọc áp suất 26 13.1.3 Thiết bị lọc chân không 29 13.2 Sàng 32 13.2.1 Khái quát về phân loại 32 13.2.2 Phương pháp sàng 32 13.2.3 Kích thước sàng tiêu chuẩn 34 13.3 Tách trọng lực 38 13.3.1 Cân bằng lực giữa các chất lỏng trong chất lỏng 38 13.3.2 Vận tốc cuối 40 13.3.3 Hệ số cản 41 Danh mục hình ảnh Hình 13.1.1: Các quá trình lọc 2 Hình 13.1.2 : Sự phân bố bã lọc trên vách ngăn 2 Hình 13.1.3: Nguyên lý hoạt động của chất trợ lọc 3 Hình 13.1.4 Bộ lọc áp suất 4 Hình 13.1.5 Bộ lọc chân không 4 Hình13.1.6 : Sơ đồ của phần vải lót cho thấy vải lót, lớp sơn trước và bánh lót. 6 Hình 13.1.7: Bộ lọc áp suất 8 Hình 13.1.8 Mặt cắt ngang của màng trong siêu lọc 13 Hình 13.1.9 Lọc thông thường và lọc dòng chéo 14 Hình 13.1.10 : Màng lọc MF, UF, NF. 15 Hình 13.1.11 : Nguyên lí hoạt động của quá trình thẩm phân điện. 18 Hình 13.1.12 : Bộ lọc khử trùng nước . 21 Hình 13.1.13: thiết bị lọc ép 26 Hình 13.1.14: Thiết bị lọc ép sử dụng dĩa lọc 28 Hình 13.1.15 : Thiết bị lọc ép sử dụng cột lọc 29 Hình 13.1.16 : Nguyên tắc hoạt động của thiết bị lọc chân không dạng thùng quay 30 Hình 13.1.17 : Thiết bị lọc chân không dạng dĩa quay 31 Hình 13.2.1 Máy sàng rung dạng hình chữ nhật 34 Hình 13.2.2 Máy sàng rung dạng tròn 34 Hình 13.2.3 Máy sàng thùng quay 34 Hình 13.2.1.1 Một số sàng với kích thước khác nhau 36 Hình 13.3.1 Sơ đồ hệ thống phân loại không khí để tách vỏ đậu nành ra khỏi lá mầm 42 LỜI NÓI ĐẦU Ăn uống là một trong những nhu cầu cơ bản của con người. Ngày nay, bên cạnh nhóm thực phẩm được chế biến ở quy mô gia dình, nhóm thực phẩm được chế biến ở quy mô công nghiệp ngày càng trở nên da dạng và giữ vai trò quan trọng trong bữa ăn hàng ngày, đặc biệt là ở các nước công nghiệp phát triển. Thực phẩm công nghiệp có ưu điểm là tiện dụng và chất lượng ổn dịnh. Công nghiệp thực phẩm luôn được xem là ngành công nghiệp quan trọng ở bất kỳ quốc gia nào. Phát triển ngành công nghiệp thực phẩm không chỉ để cung cấp các sản phẩm dảm bảo cho nhu cầu an uống của người dân trong nước mà còn để xuất khẩu, góp phần thúc dẩy sự phát triển chung của nền kinh tế quốc dân.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

BÀI TẬP KIỂM TRA CUỐI KỲ 2 (2020-2021)

MÔN: KỸ THUẬT THỰC PHẨM 1

NHÓM 3

BẰNG VẬT LÝ (R2 - PHYSICAL SEPARATION PROCESSES)

GVHD : Phan Thế Duy TKB chính thức : sáng thứ 4, tiết 1 – 3

Lớp: 11DHTPTD

TP.HCM, tháng 6 năm 2021

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

BÀI TẬP KIỂM TRA CUỐI KỲ 2 (2020-2021)

MÔN: KỸ THUẬT THỰC PHẨM 1

NHÓM 3

cá nhân và của cả nhóm.

Soạn bài: 13.3 Soạn bài tốt, đầy đủ.

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, chúng em xin cảm ơn thầy Phan Thế Duy– giáo viên hướng dẫntrong bộ môn Kỹ thuật thực phẩm 1 Cảm ơn thầy đã giúp chúng em trong suốt quátrình học tập, trau dồi kiến thức, tiếp cận đến những lĩnh vực học tập mới Trong suốtquá trình học tập, chúng em luôn nhận được nhiều sự quan tâm và giúp đỡ đến từthầy

Hơn hết chúng em cũng xin cảm ơn quý thầy cô , cùng ban lãnh đạo trường ĐạiHọc Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM đã tạo điều kiện học tập, hỗ trợ chúng emtrong suốt quá trình học tập vừa qua

Qua quá trình học tập và thảo luận cùng nhau, chúng em xin gửi lời cảm ơn đếntừng bạn trong nhóm, vì đã giúp đỡ nhau trong quá trình hoàn thành bài tập

Nhóm em đã nỗ lực và cố gắng hết sức, nhưng thời gian và lượng kiến thức cònhạn chế nên cũng không thể tránh khỏi sai sót Mong thầy đóng góp ý kiến để nhóm

em có thể cải thiện vào những bài tiểu luận sau

Xin chân thành cảm ơn

Mục Lục

CHƯƠNG 13 1

CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ 1

13.1 Lọc 1

13.1.A Một số công thức thường gặp 3

13.1.1 Dòng chảy qua bộ lọc 3

13.1.2 Bộ lọc áp suất không đổi 6

13.1.3 Sự phụ thuộc theo cấp số nhân của tỷ lệ lọc 8

13.1.4 Phương trình mô hình dựa trên sức cản của bộ lọc cụ thể phụ thuộc vào thời gian 9

13.1.5.Tối ưu hóa các bộ lọc 11

13.1.B Màng lọc 12

13.1.1 Quy trình tách màng bằng áp suất 12

a) Quy trình tách màng bằng áp suất là gì ? 12

b) Kỹ thuật lọc màng hay tách màng 13

c) Cơ chế hoạt động của quy trình tách màng 13

d) Lọc thông thường và lọc dòng chéo 14

13.1.2 Màng được sử dụng trong công nghệ lọc: 14

13.1.3 Cấu hình hệ thống màng 16

13.1.4 Các quy trình tách màng khác: 17

13.1.C Một số phương pháp dùng để lọc 19

13.1.1 Lọc khử trùng 19

13.1.2 Siêu lọc 21

13.1.3 Thẩm thấu ngược 22

13.1.D Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình lọc : 22

13.1.1 Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình lọc 22

13.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lọc 23

13.1.E Mục đích công nghiệp và phạm vi thực hiện 24

13.1.F Thiết bị lọc trong công nghệ thực phẩm 25

13.1.1 Thiết bị lọc nhờ áp suất thủy tĩnh 25

13.2 Sàng 32

13.2.1 Khái quát về phân loại 32

13.2.2 Phương pháp sàng 32

13.2.3 Kích thước sàng tiêu chuẩn 34

13.3 Tách trọng lực 38

13.3.1 Cân bằng lực giữa các chất lỏng trong chất lỏng 38

13.3.2 Vận tốc cuối 40

13.3.3 Hệ số cản 41

Danh mục hình ản

Hình 13.1.1: Các quá trình lọc 2

Hình 13.1.2 : Sự phân bố bã lọc trên vách ngăn 2

Hình 13.1.3: Nguyên lý hoạt động của chất trợ lọc 3

Hình 13.1.4 Bộ lọc áp suất 4

Hình 13.1.5 Bộ lọc chân không 4

Hình13.1.6 : Sơ đồ của phần vải lót cho thấy vải lót, lớp sơn trước và bánh lót 6

Hình 13.1.7: Bộ lọc áp suất 8

Hình 13.1.8 Mặt cắt ngang của màng trong siêu lọc 13

Hình 13.1.9 Lọc thông thường và lọc dòng chéo 14

Hình 13.1.10 : Màng lọc MF, UF, NF 15

Hình 13.1.11 : Nguyên lí hoạt động của quá trình thẩm phân điện 18

Hình 13.1.12 : Bộ lọc khử trùng nước 21

Hình 13.1.13: thiết bị lọc ép 26

Hình 13.1.14: Thiết bị lọc ép sử dụng dĩa lọc 28

Hình 13.1.15 : Thiết bị lọc ép sử dụng cột lọc 29

Hình 13.1.16 : Nguyên tắc hoạt động của thiết bị lọc chân không dạng thùng quay 30

Hình 13.1.17 : Thiết bị lọc chân không dạng dĩa quay 31

Hình 13.2.1 Máy sàng rung dạng hình chữ nhật 34

Hình 13.2.2 Máy sàng rung dạng tròn 34

Hình 13.2.3 Máy sàng thùng quay 34

Hình 13.2.1.1 Một số sàng với kích thước khác nhau 36

Hình 13.3.1 Sơ đồ hệ thống phân loại không khí để tách vỏ đậu nành ra khỏi lá mầm 42

Y

LỜI NÓI ĐẦU

Ăn uống là một trong những nhu cầu cơ bản của con người Ngày nay, bên cạnhnhóm thực phẩm được chế biến ở quy mô gia dình, nhóm thực phẩm được chế biến ở quy

mô công nghiệp ngày càng trở nên da dạng và giữ vai trò quan trọng trong bữa ăn hàngngày, đặc biệt là ở các nước công nghiệp phát triển Thực phẩm công nghiệp có ưu điểm

là tiện dụng và chất lượng ổn dịnh

Công nghiệp thực phẩm luôn được xem là ngành công nghiệp quan trọng ở bất kỳquốc gia nào Phát triển ngành công nghiệp thực phẩm không chỉ để cung cấp các sảnphẩm dảm bảo cho nhu cầu an uống của người dân trong nước mà còn để xuất khẩu, gópphần thúc dẩy sự phát triển chung của nền kinh tế quốc dân

CHƯƠNG 13 CÁC QUÁ TRÌNH PHÂN RIÊNG BẰNG VẬT LÝ

- Với dân số khoảng 90 triệu người, tốc độ tăng trưởng kinh tế trung bình khoảng7,5%/năm, nhu cầu tiêu dùng của người Việt Nam đối với thực phẩm chế biến ngàycàng lớn và phong phú, đặc biệt là nhu cầu về các sản phẩm sạch được chế biến antoàn và tinh tế Công nghệ thực phẩm đã phát triển từ việc thực hành bảo quản cácsản phẩm ở các dạng giống như chúng xuất hiện trong tự nhiên đến một dạng mà cácthành phần mong muốn được tách ra và chuyển đổi sang các dạng khác

- Các quy trình phân tách đã được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm trongnhiều năm, nhưng việc sử dụng tinh vi là một sự xuất hiện khá gần đây Ví dụ nhưcông nghệ Current giúp:

 Loại bỏ khói mù khỏi rượu vang và nước ép trái cây hoặc mật hoa

 Tách protein của pho mát thành các phần nhỏ có các đặc tính chức năng khácnhau

 Tách vật chất lạ khỏi ngũ cốc nguyên hạt hoặc xay xát, và nước ép trái cây đặc

mà không cần phải sử dụng nhiệt

- Là công cụ để tạo ra hiệu quả kinh tế khi thu hồi các thành phần hữu ích từ các loạithực phẩm chế biến

 Lọc bề sâu: kích thước các cấu tử trong bã lọc nhỏ hơn đường kính mao dẫncủa vách ngăn, do đó chúng sẽ khuếch tán vào bên trong các mao dẫn và bãlọc được tạo thành bên trong cấu trúc các mao dẫn của vách ngăn Trường hợpnày được gọi là lọc bề sâu

 Lọc dạng kết hợp bề mặt và bề sâu: những cấu tử bé của bã lọc thì khuếch tánvào bên trong các mao dẫn của vách ngăn, còn những cấu tử lớn sẽ nằm lại trên

Hình 13.1.1: Các quá trình lọc

- Trong công nghiệp thực phẩm , hỗn hợp được phân riêng nhờ quá trình lọc thườngtồn tại ở hai dạng: huyền phù và bụi Pha rắn trong huyền phù và bụi sẽ bị giữ lạibởi vách ngăn và tạo thành bã lọc, còn pha lỏng hoăck pha khí sẽ đi qua vách ngăn

và tạo nên dịch lọc hoặc khí lọc

Hình 13.1.2 : Sự phân bố bã lọc trên vách ngăn

- Sau quá trình lọc, sản phẩm thu được có thể là dịch lọc, bã lọc hay cả dịch lọc và

bã lọc Lưu ý :

 Nếu sản phẩm cần thu nhận là bã lọc thì các nhà sản xuất nên chọn phươngpháp lọc bề mặt

 Nếu sản phẩm cần thu nhận chỉ là dịch lọc thì chúng ta có thể chọn cả baphương pháp trên

- Trong quá trình lọc , vách ngăn cũng là yếu tố chúng ta cũng cần tìm hiểu Yêucầu cơ bản của vách ngăn trong quá trình lọc là khả năng tách các vật rắn tronghuyền phù càng triệt để càng tốt, bên cạnh đó trở lực của nó đối với pha lỏng càngthấp sẽ càng tốt Trong ngành công nghiệp thực phẩm người ta sử dụng nhiều loạivách ngăn khác nhau tùy vào thứ cần lọc:

 Dạng hạt : sử dụng cát, đá sỏi, than hoạt tính

 Dạng tấm: lưới lọc bằng thép không rỉ, bảng lọc được làm bằngcotton hoặc polymer tổng hợp như nylon, polypropylene

 Dạng vật xốp: cẻamic, thủy tinh

- Để làm giảm kích thước mao dẫn của vách ngăn, trong một số trường hợp người ta

sử dụng thêm bột trợ lọc – chất trợ lọc Chất trợ lọc là một vật liệu được phân loạimịn, khi được thêm vào chất lỏng cần lọc, sẽ đọng lại trên vách ngăn (màn hoặcvải) Chất trợ lọc tạo thành một lớp xốp trên vách ngăn và do đó chất trợ lọc là môitrường lọc để giữ các chất rắn được loại bỏ và ngăn chúng làm mù vách ngăn Hailoại vách ngăn được sử dụng rộng rãi nhất là kim loại và vải Trong công nghiệpthực phẩm , bột trợ lọc thông dụng nhất là diatomite - SiO2 và một số oxi kim loạikhác

Hình 13.1.3: Nguyên lý hoạt động của chất trợ lọc

13.1.A Một số công thức thường gặp

13.1.1 Dòng chảy qua bộ lọc

- Để thực hiện quá trình lọc, chúng ta có thể chọn một trong ba giải pháp sau:

a Sử dụng áp suất thủy tĩnh của huyền phù trên vách ngăn: trong trường hợp

huyền phù nằm trên vách ngăn sẽ tạo nên một giá trị áp suất thủy tĩnh, nhờ đó

mà pha lỏng sẽ đi qua vách ngăn theo hướng từ trên xuống và tạo nên dịchlọc

b Sử dụng bơm hoặc máy bơm hoặc máy nén để đưa huyền phù đến váchngăn: quá trình này được gọi là lọc áp suất

- Khả năng chống lại tốc độ trên bánh lọc được biểu thị bằng sức đềkháng của bánh cụ thể.Hình 13.1.5 cho thấy một phần của một ống lọc cho thấymôi trường lọc, lớp sơn trước và chất trợ lót Tổng áp suất giảm trên bề mặt lót làtổng của độ giảm áp suất trên môi trường ép (vải lót và lớp sơn trước), ΔPPm vàtrên bánh, ΔPPc Gọi Pm và Pc lần lượt là giá trị áp suất chênh lệch từ phía huyềnphù và từ phía dịch lọc.

Hình13.1.6 : Sơ đồ của phần vải lót cho thấy vải lót, lớp sơn trước và bánh lót.

- Thay thế m và v vào phương trình * ta được:

dV=

μv

A ∆ P[αVc A +R m] (13.6)

13.1.2 Bộ lọc áp suất không đổi

Khi sử dụng máy bơm ly tâm làm máy bơm cấp liệu, sự chênh lệch áp suất qua

bộ lọc, ΔPP là không đổi, và phương trình (13.6) có thể được tích hợp để cung cấp:

Để tránh giá trị âm của Rm, có thể phân tích và sử dụng phương trình (13.7), nếuchỉ sử dụng dịch lọc để lọc mà không có chất lơ lửng thì c = 0, phương trình 13,7 trởthành:

t = µR m

Vì Rm=ΔPPm / (μ V), và bởi vì trong quá trình lọc chỉ với lớp lót và lớp phủ trên,

sự chênh lệch áp suất là ΔPPm, và do A.V= tốc độ lọc của dung dịch , q, hệ số của Vtrong phương trình (13,9) là 1 / q Do đó, phương trình (13.7) có thể được biểu thị nhưsau:

Hình 13.1.7: Bộ lọc áp suất

13.1.3 Sự phụ thuộc theo cấp số nhân của tỷ lệ lọc

Phương trình Sperry đã được sửa đổi để thay đổi sức đề kháng khi tăng thời gianlọc

dt

dv=

μv

A ∆ P(αc[V A]n+R m) (13.11)Tích hợp phương trình trên sẽ được:

Người ta dùng một phương trình khác để thay thế:

(t – V/q)/V2 là (K0 + βt)Vt) tại mỗi thời điểm lọc t Hệ số góc của (t – V/q)/V2 so vớithời gian lọc sẽ là hệ số góc βt)V và một giao điểm K0 Thể tích dịch lọc tại t sẽ là nghiệmdương của phương trình 13.16 :

Ví dụ: bảng 13.3 cho thấy về cách lọc của máng tràn nước làm lạnh gia cầm

(dùng peclic) có độ thấm nước tinh khiết ước lượng 0,4 mL /(s m2)với bánh 1 cm vàΔPP = 1atm Diện tích bộ lọc 20cm2 với nước lọc 2°C Lớp sơn lót là 1,0 kg/m2 diệntích bộ lọc Giấy lọc Whatman số 541 làm môi trường lọc Thức ăn cho cơ thể 5 kg /

m3 và chất rắn lơ lửng là 5 kg/m3 Áp suất qua bộ lọc là 172 kPa Lưu lượng lọc qua bộlọc tráng lớp sơn lót 25,5 mL/s ở chênh lệch áp suất 172 kPa Tính toán các tham sốcho sự phụ thuộc vào thời gian của lực cản bánh cụ thể và xác định sự phù hợp của13.16với dữ liệu thực nghiệm Tính tốc độ lọc trung bình nếu thời gian chu kỳ là 20phút

Cách tính thể tích dịch lọc theo thời gian lọc được sử dụng k0+ βt)Vt trong phươngtrình trên và (13.17)

Thời gian lọc 20 phút, giá trị của V trong Bảng 13.4 là 0,001659 m3 Tốc độ lọctrung bình là: (V/A) avg/t = 0.001659/[(20) (20 x 10-4)]

(V/A) avg/t = 0.0415m3/ (s.m2 diện tích lọc) tại chênh lệch áp suất 172kPa qua bộlọc

13.1.5.Tối ưu hóa các bộ lọc

Chu kỳ tối ưu dựa trên lưu lượng dịch lọc tối đa có thể không phải lúc nào cũng

là thời gian chu kỳ lý tưởng theo quan điểm kinh tế học Quá trình lọc với thời gianchu kỳ ngắn để có lưu lượng lọc tối đa trên một đơn vị diện tích bộ lọc có thể phảiđược thực hiện bằng cách sử dụng bộ lọc chân không quay liên tục để tránh sử dụngquá nhiều chất trợ lọc Thời gian chu kỳ tối ưu để tối đa hóa lưu lượng dịch lọc mỗichu kỳ được tính như sau

Các bộ lọc phù hợp với phương trình Sperry :

b) Kỹ thuật lọc màng hay tách màng

Lọc màng là quá trình phân tách vật lý dưới tác động của sự khác biệt về ápsuất giữa hai mặt màng lọc Quá trình này cho phép phân lập các phân tử có kíchthước và tính chất khác nhau Hầu hết tất cả các màng lọc công nghiệp được bố trí saocho dòng chất lỏng cần lọc tiếp xúc với màng với vận tốc lớn và dưới áp suất cao.Các phân tử di chuyển tự nhiên từ vùng có nồng độ cao sang vùng có nồng độthấp Bằng cách áp dụng áp suất bên ngoài, các phân tử sau đó có thể chảy từ vùng cónồng độ thấp đến vùng có nồng độ cao Sự chênh lệch áp suất ở hai bên màng sẽ làmcho chất thấm qua màng ở trạng thái ổn định Điều này cho phép sản phẩm cuối cùng,thẩm thấu hoặc rút ngắn có năng suất tổng thể cao hơn

c) Cơ chế hoạt động của quy trình tách màng

Quy trình tách màng dựa trên sự hiện diện của màng bán thấm Nguyên tắc kháđơn giản: màng hoạt động như một bộ lọc rất cụ thể sẽ cho nước chảy qua, đồng thờilọc các chất rắn lơ lửng và các chất khác Màng chiếm chỗ qua vách ngăn cách chọnlọc Hình 13.1.9 mô tả một hệ thống lọc màng điển hình

Hình 13.1.8 Mặt cắt ngang của màng trong siêu lọc

d) Lọc thông thường và lọc dòng chéo

Hình 13.1.9 Lọc thông thường và lọc dòng chéo

Lọc dòng chéo là cấu hình hiệu quả nhất, như sẽ thảo luận ở phần sau, và cần táichế lại để thu được cả vận tốc chất lỏng xuyên màng cao và nồng độ chất rắn cuốicùng mong muốn trong sản phẩm Chất lỏng xuyên qua màng là “chất thấm qua” vàchất lỏng được giữ lại trên mặt nguồn cấp của màng là “chất thấm tích lại” Chất lỏng

đi vào màng là “thức ăn”

Một số lợi thế khi sử dụng quy trình lọc màng dòng chảy chéo:

+ Sử dụng năng lượng thấp hơn, do đó có thể cắt giảm chi phí vận hành

+ Cần ít phụ gia hóa học hơn để loại bỏ tạp chất (ví dụ như chất kết bông để xử

lý nước thải)

+ Cải thiện hiệu quả sản xuất và kiểm soát chất lượng

13.1.2 Màng được sử dụng trong công nghệ lọc:

o Vi lọc (MF): MF được đặc trưng bởi kích thước lỗ màng từ 0,05 đến 2

μm và áp suất hoạt động dưới 2 bar MF được sử dụng chủ yếu để táchcác hạt và vi khuẩn khỏi các chất hòa tan nhỏ hơn khác

Có 3 loại màng MF:

+ Màng MF sợi rỗng+ Màng MF dạng tấm

o Siêu lọc (UF): UF được đặc trưng bởi kích thước lỗ màng từ 2 nm đến0,05 μm và áp suất hoạt động từ 1 đến 10 bar UF được sử dụng để táchvirus, chất keo như protein từ các phân tử nhỏ như đường và muối.

o Lọc nano (NF): NF được đặc trưng bởi kích thước lỗ màng từ 0,5 đến 2

nm và áp suất hoạt động từ 5 đến 40 bar NF được sử dụng để đạt được sựphân tách giữa đường, các phân tử hữu cơ khác, và mặt khác là muối đahóa trị, mặt khác là muối đơn hóa trị và nước NF dựa trên sự đào thải vật

lý dựa trên kích thước và điện tích phân tử

Có 2 loại màng NF:

+ Màng NF xoắn ốc+ Màng NF hình ống rỗng

o Thẩm thấu ngược (RO): Màng RO chứa các lỗ xốp cực nhỏ (<0,001 μm)

Hình 13.1.10 : Màng lọc MF, UF, NF.

- Màng đẳng hướng hoặc dị hướng và màng đẳng hướng có các lỗ xốp đồng nhất trêntoàn bộ chiều dày của màng, trong khi màng dị hướng bao gồm một lớp mỏng vật liệuchọn lọc trên bề mặt và một lớp nền xốp Màng MF có thể đẳng hướng hoặc dị hướng,trong khi màng thông lượng cao cảm ứng được sử dụng trong UF và RO chủ yếu là dịhướng vật liệu màng sẽ được lắng đọng từ từ Cuối cùng, một lớp với độ nhạy mongmuốn được tạo ra

- Hai yếu tố chính là quan trọng trong việc thiết kế và vận hành các quá trình tách màngđịnh hướng áp suất Đây là các thông lượng xuyên màng và các thuộc tính thải chất tan

của màng Nói chung, thông lượng xuyên màng và tính chất thải phụ thuộc vào các thuộctính của chất tan và chất rắn lơ lửng và đặc tính màng của

bị hạn chế bởi sự bám bẩn, các màng khác nhau cấu hình hệ thống có sẵn được thiết

kế để tối đa hóa diện tích màng trong một bản hoạt động ở áp suất cao, giảm thiểutắc nghẽn, và tạo điều kiện làm sạch

- Màng mô-đun là hình ống với các kênh giữa tấm quấn xoắn nhọn để nguồncấp dữ liệu chảy qua màng đệm từ đầu này sang đầu ngược lại kết thúc Một tấmđệm giữa lớp màng về phía thấm nước cho phép đi lạixung quanh hình xoắn ốc chođến khi nó đi vào ống thấm ở tâm của đường xoắn ốc Hình ống xoắn ốc mô-đun vếtthương được đặt bên trong một áp suất hình ống tàu Cấu hình này cho phép đónggói hiệu quả nhất của một khu vực màng lớn trong một không gian Những màngnày có chi phí đầu tiên cao, nhưng tuổi thọ của màng được coi là lâu hơn so vớimàng polyme

13.1.4 Các quy trình tách màng khác:

- Màng cũng được sử dụng để loại bỏ các chất vô cơ khỏi dung dịch protein hoặc

để thu hồi các hợp chất vô cơ có giá trị từ chất thải của quá trình Sự thẩm tách vàthẩm tách điện là hai quy trình được sử dụng phổ biến

o Sự thẩm tách là một quá trình khuếch tán chứ không phải là quá trình điềukhiển bằng áp suất Một gradient nồng độ chất tan thẩm phân điện Nồng độGradient chất tan thúc đẩy sự vận chuyển chất tan qua màng Sự thẩm táchđược biết đến nhiều trong lĩnh vực y tế (lọc máu), để loại bỏ các chất thải cơthể khỏi máu của những người bị bệnh thận Trong công nghiệp thực phẩm vàsinh hóa, thẩm tách được sử dụng rộng rãi để loại bỏ muối khoáng khỏi dungdịch protein bằng cách nhúng dung dịch protein chứa trong túi hoặc ống thẩmtách vào nước chảy Chất tan trong thẩm tách chảy rất chậm

Ứng dụng:

 Sự thẩm tách được biết đến nhiều trong lĩnh vực y tế (lọcmáu), để loại bỏ các chất thải cơ thể khỏi máu của nhữngngười bị bệnh thận

 Trong công nghiệp thực phẩm và sinh hóa, thẩm táchđược sử dụng rộng rãi để loại bỏ muối khoáng khỏi dungdịch protein bằng cách nhúng dung dịch protein chứatrong túi hoặc ống thẩm tách vào nước chảy

tán Có tính đến độ dốc nồng độ được áp dụng cho kỹthuật này, rượu và các hợp chất phân tử nhỏ khác chuyểnqua màng từ nồng độ cao hơn đến thấp hơn, đó lànước Nó được sử dụng cho ứng dụng này cho các điềukiện hoạt động thấp và khả năng loại bỏ cồn đến 0,5%

o Thẩm phân điện là một quá trình mà chất tan di chuyển qua màng được tăng