Chất trợ lọc: diatomite, perlite, cellulose và cách dùng

1. Ba loại chất trợ lọc

Than hoạt tính và silica gel được dùng để hấp phụ chứ không phải để trợ lọc. Chúng khó lọc trực tiếp, nên thường phải loại ra sau bằng diatomite hoặc perlite.

2. Phủ trước và châm theo dòng

Phủ trước (precoat): phân tán bột trong nước sạch hoặc nước lọc, tuần hoàn qua máy để tạo lớp 2–6 mm trên vật liệu lọc, rồi mới cấp dung dịch cần lọc. Lớp này giữ được hạt cỡ dưới micromet, cho nước lọc trong từ đầu và bảo vệ vật liệu lọc khỏi bít. Lượng tham khảo với máy lọc áp kín là 750–1.000 g/m².

Châm theo dòng (body feed): trộn bột vào dung dịch cần lọc để bánh có nhiều lỗ rỗng, trở lực thấp. Cách này dùng khi nồng độ chất rắn cao và chất rắn dễ nén, thường đi kèm phủ trước. Tăng liều thì lọc tốt hơn nhưng tốn hơn, nên cần tìm liều tối ưu theo tổng chi phí.

Sổ tay ghi hai mức khác nhau cho body feed: 0,5–2 lần lượng chất rắn (mục 2.2.4, máy lọc áp kín) và 1–5 lần (mục 7.3.2, nói chung). Hãy coi đây là khoảng khởi đầu để thử, không phải liều thiết kế.

Với máy trống phủ trước, lớp phủ dày 75–200 mm và được gọt dần trong khi lọc để luôn có bề mặt mới. Cách này hợp khi dung dịch có nhiều chất rắn, như một số công đoạn trong ngành dược.

3. Chọn loại theo độ thấm

Độ thấm k cho biết chất lỏng đi qua lớp bột nhanh đến đâu; số càng lớn thì lọc càng nhanh. Catalog thường ghi theo darcy: 1 darcy = 9,87×10⁻¹³ m². Nguyên tắc chọn là lấy loại lọc nhanh nhất trong các loại đạt độ trong yêu cầu:

1. Thử trước với loại trung bình, khoảng 1–3 darcy.
2. Nếu nước lọc đủ trong, thử loại có hạt lớn hơn, độ thấm cao hơn để tăng tốc độ.
3. Nếu chưa đủ trong, thử loại có hạt nhỏ hơn, độ thấm thấp hơn.

4. Hai ví dụ: chọn đúng và chọn sai

Hạt càng nhỏ thì càng cần loại trợ lọc mịn. Vẽ dθ/dv theo v cho từng loại sẽ cho thấy loại đang dùng có phù hợp không: đường thoải hơn nghĩa là thu được nhiều nước lọc hơn, đường không thẳng là dấu hiệu bánh không đồng đều.

5. Lợi ích, bất lợi và sự cố

• Lợi ích: tốc độ lọc cao hơn hoặc áp lực tăng chậm hơn; nước lọc trong hơn; vật liệu lọc ít bít; bánh dễ bong.
• Bất lợi: bánh cồng kềnh nên tăng chi phí thải bỏ; bột hút chất lỏng nên mất một phần nước lọc trong bánh.
• Bột lọt vào nước lọc: lỗ vật liệu lọc quá lớn so với hạt bột, bánh bị nứt, hoặc vật liệu lọc biến dạng, rách, hở gioăng. Kiểm tra các điểm này rồi xem lại loại bột và vật liệu lọc.

6. Với bùn thải thì sao

Trong xử lý bùn, chất trợ lọc đôi khi được dùng để điều chỉnh độ ẩm khi tách nước, nhất là bùn vô cơ khó lọc. Cần tính cả lượng bột thêm vào: độ ẩm có thể giảm trên giấy nhưng khối lượng cần thải bỏ không thực sự giảm. Với bùn sinh học, hướng thường dùng vẫn là polymer và các loại máy ép như ép băng tải, ép trục vít, ly tâm, ép khung bản, ép đĩa quay hay ép con lăn đa đĩa elip (xem So sánh công nghệ).

7. Thải bỏ và an toàn

• Tái sử dụng: có nơi làm phân compost hoặc làm nguyên liệu silica cho nhà máy xi măng, nhưng phụ thuộc khoảng cách, khối lượng ổn định và chi phí. Một số nhà máy thực phẩm rửa bánh để dùng lại vài lần.
• Bụi: bột dễ bay khi mở bao và khi nạp. Dùng hút cục bộ, khẩu trang chống bụi và kính bảo hộ; bột rơi vãi nên hút hoặc làm ẩm rồi lau, không quét khô.
• Thực phẩm: theo sổ tay, diatomite và perlite được Nhật Bản cho phép làm chất hỗ trợ chế biến, với giới hạn tồn dư trong thực phẩm 0,5%. Khi áp dụng ở Việt Nam cần đối chiếu quy định hiện hành.

8. Nguồn tham khảo

• LFPI (2011), Sổ tay máy lọc tách nước dành cho người dùng, Hiệp hội Công nghiệp Công nghệ Làm trong Chất lỏng Nhật Bản (LFPI), 12/2011: chương 7 (7.1–7.6), mục 2.2.4; Hỏi đáp Q11, Q33, Q34, Q41.

Câu hỏi thường gặp

Số liệu có dấu * là công bố của nhà sản xuất, không thay thế thử nghiệm với bùn thực tế.