Khảo sát một số điều kiện chế tạo màng vi lọc compozit hiệu năng cao

Bài báo này trình bày một số kết quả nghiên cứu chế tạo màng lọc compozit từ xenlulo nitrat. Ảnh hưởng của các lớp đỡ khác nhau và điều kiện chế tạo đến tính Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học – Tập 19, Số 2/2014 17 chất của lớp đỡ, lớp bề mặt của màng compozit được khảo sát và đánh giá qua khả năng lọc tách men bia trong dịch bia sau quá trình lên men phụ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát một số điều kiện chế tạo màng vi lọc compozit hiệu năng cao Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học – Tập 19, Số 2/2014 KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN CHẾ TẠO MÀNG VI LỌC COMPOZIT HIỆU NĂNG CAO Đến tòa soạn 5 - 7 - 2013 Vũ Quỳnh Thƣơng, Bùi Duy Cam, Lê Viết Kim Ba, Trần Thị Dung, Phạm Thị Phƣợng, Ngô Hồng Ánh Thu, Đặng Thị Hƣờng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội SUMMARY INFLUENCE OF PREPARATION CONDITIONS OF COMPOSITE ULTRAFILTRATION MEMBRANE Composite membrane has been fabricated from cellulose nitrate using cellulose or polyeste as a supporting material. The sublayer of membrane is made of cellulose nitrate and the toplayer is formed from cellulose nitrate. Influence of preparation conditions on characteristics of each layer has been investigated in terms of casting characteristics of material, membrane thickness, solution composition and evaporation time of solvent. The optimum conditions for each layer have been chosen for preparation of composite membrane, which could have a good separation property in both flux of filtrate and rejection for yeast in beer solution after fermentation process 1. GIỚI THIỆU Màng lọc là một loại vật liệu dùng để trội do cấu trúc đặc biệt của nó, gồm lớp đỡ và lớp hoạt động đƣợc làm từ các loại tách và đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực ở qui mô công nghiệp nhƣ tách nƣớc ngọt từ nƣớc mặn, sản xuất nƣớc sạch và siêu sạch, lọc bia rƣợu, nƣớc giải khát, sản xuất thuốc tiêm dịch truyền và vắc xin vv…[1-5]. Hiện nay, các loại màng lọc thƣơng mại thƣờng đƣợc chế tạo từ vật liệu polyme, sử dụng vật liệu khác nhau. Bằng cách thay đổi các thông số chế tạo, có thể tối ƣu đƣợc các tính chất của từng lớp và do đó, làm tăng khả năng tách của màng [6-8]. Ngoài ra, so với màng lọc thƣờng, màng compozit có độ bền cơ học tốt hơn và có khả năng tái sử dụng nhiều lần hơn. Bài báo này trình bày một số kết quả cùng một loại vật liệu hoặc màng compozit. So với màng lọc thông thƣờng, màng compozit có một số ƣu điểm vƣợt nghiên cứu chế tạo màng lọc compozit từ xenlulo nitrat. Ảnh hƣởng của các lớp đỡ khác nhau và điều kiện chế tạo đến tính 16 chất của lớp đỡ, lớp bề mặt của màng vv…). Tính chất tách của màng đƣợc compozit đƣợc khảo sát và đánh giá qua khả năng lọc tách men bia trong dịch bia sau quá trình lên men phụ. đánh giá qua độ trong của dịch lọc thu đƣợc (dịch lọc bia sau quá trình men phụ) và năng suất lọc của màng tại áp suất xác định. 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Màng compozit đƣợc làm từ xenlulozo nitrat (Trung Quốc, TLPT 120000 dalton, 98 % và TLPT 20000 dalton 98%) trên nền vật liệu xenlulo, polyester-1, 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Chế tạo lớp đỡ Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ xenlulozo nitrat polyester-2 và cotton. Để chế tạo lớp đỡ, hoà tan xenlulozo nitrat và phụ gia trong Dung dịch xenlulozo nitrat (Trung Quốc, TLPT 20000 dalton 98%, ký hiệu CNH- dung môi acetone thu đƣợc dung dịch đồng nhất, trải dung dịch thành một lớp mỏng trên các vật liệu nền khác nhau với chiều dày xác định, sau đó cho bay hơi dung môi. Lớp hoạt động đƣợc chế tạo bằng cách trải dung dịch xenlulozo nitrat 20) hòa tan trong dung môi axeton đƣợc pha chế với nồng độ của xenlulozo nitrat thay đổi từ 2.0% đến 6.5% với tỉ lệ hàm lƣợng phụ gia ML-1/ML-2 là 0.03/1. Dung dịch đƣợc trải thành lớp mỏng với chiều dày 0.3 mm lên nền polyeste - 2 và phụ gia trong dung môi axeton lên lớp đỡ, sau đó cho bay hơi dung môi, rửa sạch màng và sấy khô. Các điều kiện tạo màng đƣợc khảo sát bao gồm các thông số chế tạo cho lớp đỡ và lớp bề mặt (đặc tính vật liệu nền, nồng độ polyme, chiều dày lớp dung dịch, thành phần phụ gia (vật liệu nền polyester – 2 có chiều dày 0,4 mm), và cho bay hơi dung môi đến khô. Dịch bia sau khi lên men phụ có độ đục ban đầu là 280.0 (NTU) đƣợc lọc qua màng ở áp suất 0.5 atm. Kết quả thực nghiệm đƣợc đƣa ra ở bảng 1 Bảng 1: Ảnh hưởng của nồng độ xenlulozo nitrat trong dung dịch tạo lớp đỡ Nồng độ CNH-20 (%) Năng suất lọc (l.m-2.h-1) Độ lƣu giữ men bia (%) Nồng độ CNH-20 (%) Năng suất lọc (l.m-2.h-1) Độ lƣu giữ men bia (%) 2.0 945.9 21.1 4.5 180.2 61.5 2.5 845.5 25.2 5.0 125.3 67.3 3.0 641.7 43.1 5.5 93.5 70.4 3.5 481.3 54.1 6.0 70.1 73.9 4.0 269.0 59.0 6.5 60.2 76.2 17 Kết quả trong bảng 1 cho thấy, khi tăng Khảo sát ảnh hưởng của vật liệu chế tạo hàm lƣợng xenlulozo nitrat thì năng suất lọc qua màng giảm, độ lƣu giữ tăng. Lớp đỡ đƣợc tạo từ dung dịch có nồng độ 2.0% -2.5% rất mỏng, bề mặt không phẳng nên khó tạo lớp bề mặt ở trên; dung dịch có nồng độ từ 3.0% - 4.0%, lớp đỡ hình thành có bề mặt phẳng và đồng đều, thuận lợi cho việc tạo lớp bề lớp đỡ Dung dịch CNH-20 3.5%, tỉ lệ hàm lƣợng phụ gia ML-1/ML-2 là 0.03/1. Dung dịch đƣợc trải thành lớp mỏng với chiều dày 0.3 mm lên các lớp đỡ khác nhau (xellulozo, polyester - 1, polyester 2, cotton) có chiều dày 0,4 mm và cho bay hơi dung môi đến khô. Dịch bia sau mặt; dung dịch nồng độ 4.5% đến 6.5% có độ nhớt lớn, nên khó khuếch ...