Công ty TNHH Song Song

Hệ thống lọc màng cross-flow thu hồi CIP

1. Lọc màng dòng ngang cross-flow là gì?

Trong kỹ thuật hóa học, sinh hóa và tinh chế protein, thu hồi CIP, lọc màng dòng ngang cross-flow còn được gọi là lọc dòng tiếp tuyến. Quá trình lọc màng dòng ngang dựa trên nguyên lý phần lớn dòng cấp liệu di chuyển tiếp tuyến trên bề mặt của bộ lọc chứ không phải vuông góc.

Ưu điểm của phương pháp lọc màng dòng ngang cross-flow là tạp chất có thể gây tắc lưới được rửa sạch đáng kể trong quá trình lọc, làm tăng thời gian bộ lọc có thể hoạt động. Phương pháp này được thực hiện liên tục, cho phép nâng cao lưu lượng lọc đáng kể so với quá trình lọc gián đoạn từng mẻ.

Ứng dụng cho ngành công nghiệp: thực phẩm, đồ uống, sữa, công nghệ sinh học và dược phẩm

2. Ứng dụng lọc màng dòng ngang cross-flow

Màng lọc được ứng dụng phổ biến trong các quy trình:

  • Cô đặc và thanh lọc
  • Phân lập và tinh chế
  • Trích ly
  • Lọc và thu hồi
  • Nâng cao chất lượng sản phẩm

3. Phân loại các nhóm màng lọc

Màng thẩm thấu ngược (RO)

Màng thẩm thấu ngược là loại màng có kích thước lỗ lọc nhỏ nhất trong 4 loại màng lọc. Về nguyên tắc, màng thẩm thấu ngược chỉ cho phép nước là vật chất duy nhất có thể thấm vào màng. Tất cả các vật chất khác (muối, đường, v.v.) sẽ không thể vượt qua màng.

Màng lọc nano (NF)

Màng lọc nano, cho phép các ion nhỏ đi qua, trong khi các ion lớn hơn và hầu hết các thành phần hữu cơ bị chặn lại.

Màng lọc nano được sử dụng để cô đặc và khử khoáng năng suất cao các sản phẩm như whey và chất thấm siêu lọc. Các màng đặc biệt này được sử dụng để lọc các muối lớn có hóa trị lớn hơn 2, trong khi các muối đơn hóa trị nhỏ đi qua màng. Màng lọc nano cũng có thể được sử dụng để sản xuất đồ uống có nồng độ cồn thấp, vì thành phần cồn (alcohol) đi qua màng, trong khi chất tạo màu sắc và hương thơm vẫn còn trên màng nano.

Màng ultra siêu lọc (UF)

Màng ultra siêu lọc cho phép các phân tử muối, đường, axit hữu cơ và peptit kích thước nhỏ qua màng, trong khi protein, chất béo và polysaccharid thì không thể qua màng.

Sử dụng màng ultra siêu lọc thích hợp có thể phân lập dòng nguyên liệu thành hai dòng riêng biệt. Mỗi dòng vật liệu qua màng và trên màng chứa các thành phần hòa tan với khối lượng phân tử khác nhau.

Màng micro vi lọc (MF)

Đối với màng micro vi lọc, chất rắn lơ lửng, vi khuẩn và các giọt chất béo là những chất duy nhất không thể đi qua màng.

Màng micro vi lọc (MF) được ghi nhận vận hành hiệu quả về chi phí, do tiêu thụ năng lượng thấp. Ngoài ra, màng có độ bền cao, mức tiêu hao thấp đáng kể so với các loại màng truyền thống. Màng micro vi lọc có tuổi thọ có thể kéo dài hơn 5 năm.

 

Kích thước lỗ lọc [micron]

Trọng lượng phân tử [Da]

Vật liệu lưới lọc

Lọc thẩm thấu ngược

<0.001

<100 Da

cellulose acetates, polyamides, polyimides, and poly-sulfones

Lọc nano

0.001 – 0.01

0,3 – 2 kDa

Gốm sứ ceramic

Lọc ultra

0.01 – 0.1

1-500 kDa

Gốm sứ ceramic, polyethersulfon (PES),

Lọc micro

>0.1

>500 kDa

Gốm sứ ceramic, polyethersulfon (PES), polytetraflourethylen (PTFE)

4. Hệ thống lọc màng ứng dụng trong thu hồi CIP

Do khả năng chịu nhiệt và hóa chất cao, công nghệ lọc màng dòng ngang cross-flow phù hợp cho lọc xút NaOH (xử lý hóa chất nóng trong ngành sản xuất công nghiệp thực phẩm và đồ uống). Trong các nhà máy sản xuất sữa phô mai, việc loại bỏ liên tục các hạt và vi sinh vật khỏi bể ngâm nước muối tạo điều kiện cho chất lượng nước muối ổn định lâu dài.

Hệ thống lọc màng của nhà sản xuất Handtmann – CHLB Đức có cấu tạo bao gồm bồn trung gian cấp chất lỏng, bộ điều tiết chất lỏng qua lọc, màng lọc bằng gốm sứ ceramic, bộ vệ sinh màng lọc, bơm và bộ điều khoản.

Hệ lọc màng của hãng Handtmann có dải model rộng từ model CF 004, CF 007, CF 011, CF 016, CF 026, CF 040 với công suất đầu ra sau lọc 11 m3/ ngày cho tới 114 m3/ ngày.

Lợi ích:

  •  Giảm chi phí sử dụng nước và hóa chất
  • ROI < 2 năm
  • Các hạt rắn <100 micron được loại bỏ
  • Chỉ số CSB giảm tới 80%
  • Hóa chất xút sau lọc được dùng lại nhiều lần
  • Nhỏ gọn chiếm ít diện tích
  • Màng lọc bằng sứ ceramic
  • Dễ dàng tích hợp vào hệ thống CIP của nhà máy

5. Quy trình lọc màng thu hồi CIP của hệ thống Handtmann

Mô Phỏng Quy Trình Lọc Thu Hồi Cip Của Thiết Bị Handtmann

Thông số kỹ thuật model lọc màng thu hồi CIP CF001

thông số kỹ thuật hệ thống lọc CF thu hồi CIP Model CF001 Handtmann
  • Kích thước (dài x rộng x cao): 1.5m x 1m x 2.2m
  • Diện tích lưới lọc: 1,32m2
  • Cỡ lỗ lưới lọc: 150kDa / 5kDa
  • Công suất lọc: 150-300 Lít/ giờ; 3m3/ Ngày
  • Trọng lượng: 600kg
  • Kết nối đường ống: DN025 ; Khí nén áp 6-8barg / 10mm

Thông số kỹ thuật model lọc màng thu hồi CIP CF011

thông số kỹ thuật hệ thống lọc CF thu hồi CIP Model CF011 Handtmann
  • Kích thước (dài x rộng x cao): 3.3m x 1.6m x 3.3m
  • Diện tích lưới lọc: 10,56m2
  • Cỡ lỗ lưới lọc: 150kDa / 5kDa
  • Công suất lọc: 1,500-2,000 Lít/ giờ, 30m3/ Ngày
  • Trọng lượng: 1,200kg
  • Kết nối đường ống: DN025 ; Khí nén áp 6-8barg / 10mm

6. So sánh công nghệ lọc màng dòng ngang với phương pháp truyền thống

Phương pháp lọc CIP truyền thống

  • Sử dụng bồn lắng: thời gian lắng lâu, chỉ có các hạt kích thước lớn lắng xuống được, không thể sử dụng cho tất cả các hóa chất CIP
  • Sử dụng máy ly tâm: yêu cầu bảo trì và vệ sinh thường xuyên, tiêu thụ nhiều năng lượng

Phương pháp cải tiến lọc màng dòng ngang

  • Sử dụng lưới lọc màng dòng ngang: thời gian lọc nhanh, lọc được các hạt cỡ micron, lưới lọc bền bỉ bằng sứ ceramic

Hình ảnh lắp đặt thực tế hệ thống lọc màng thu hồi CIP ở các nhà máy sản xuất bia, nhà máy sản xuất sữa

7. Xây dựng cơ sở tính toán ROI đánh giá dự án lọc thu hồi CIP

Để tiến hành lên chi tiết phương án lọc thu hồi CIP phù hợp và tính toán ROI cụ thể cho dự án, nhà máy cần khảo sát hiện trạng bao gồm các nội dung:

  1. Khu vực nào trong quá trình sản xuất mong muốn lọc thu hồi hóa chất CIP? (UHT, bồn chứa, đường ống, máy ly tâm,…)
  2. Những tạp chất ô nhiễm nào cần được lọc ra (chất béo, protein hay các thành phần khác)? Đánh giá sau lọc trên chỉ tiêu nào (ví dụ: COD, mS)?
  3. Hiện tại hóa chất CIP được xử lý như thế nào? Có thực hiện thu hồi hay không, đang xử lý như thế nào? Có tiến hành xử lý ly tâm/ lắng?
  4. Nồng độ (%) của hóa chất CIP?
  5. Nhiệt độ của hóa chất CIP khi tiến hành CIP là bao nhiêu?
  6. Với các hóa chất xử lý CIP, vui lòng liệt kê tên hóa chất và nồng độ sử dụng
  7. Lưu lượng hóa chất CIP tiêu thụ tính theo ngày/tuần/tháng/năm là bao nhiêu?
  8. Chu trình CIP được thực hiện theo tần suất như thế nào (bao nhiêu lần/ tuần hoặc tháng)?
  9. Mô tả tóm tắt các bước trong chu trình CIP
  10. Chi phí hiện tại cho hóa chất (vnd/kg hoặc nồng độ %)
  11. Chi phí nước thải (vnd/m3)

8. ROI Dự án hệ thống lọc màng dòng ngang ứng dụng trong thu hồi xút CIP cho nhà máy ngành sữa năm 2009

Hình ảnh lắp đặt thực tế hệ thống lọc màng thu hồi CIP

Lắp đặt hệ thống lọc thu hồi CIP cho bồn lắng 70 m3 chứa xút 2% với tần suất thải bỏ hàng tuần.

Hệ thống lọc màng dòng ngang thu hồi CIP đã tiết kiệm Chi phí xút NaOH mới:

226,667 kg xút NaOH X 7,983vnd /kg = 1.8 tỷ vnd / năm

Hệ thống lọc màng dòng ngang thu hồi CIP đã tiết kiệm Chi phí tiết kiệm nước thải, chi phí lưu trữ, chi phí nhân công, v.v. = 2.4 tỷ vnd / năm

Thu hồi vốn ROI tại thời điểm năm 2009 = ~ 1.8 năm

Tổng lợi nhuận của Nhà máy khi đầu tư hệ thống lọc CIP (sau khi trừ đi các chi phí vận hành, bảo trì) sau 11 năm = ~ 26 tỷ vnd

Biểu đồ giảm nhu cầu oxy hóa học (COD) của xút CIP ở nhà máy sữa bằng cách lọc UF từ 28% đến 68%
Biểu đồ giảm nhu cầu oxy hóa học (COD) của xút CIP ở nhà máy sữa bằng cách lọc UF từ 28% đến 68%

Xem thêm bài viết về chỉ số COD trong thu hồ CIP trên Blog Công Nghệ tại đây

Bạn cần tư vấn hệ thống lọc màng?

Hãy để lại thông tin yêu cầu, hoặc liên hệ SĐT 0931-301-504 để được hỗ trợ!

Form báo giá Bộ chống tắc silo

Bạn có gì thắc mắc?

Đội ngũ tư vấn viên của Song Song sẵn sàng giải đáp mọi câu hỏi của bạn.

Bạn cần báo giá?

Form báo giá Máy nghiền

Bạn có gì thắc mắc?

Đội ngũ tư vấn viên của Song Song sẵn sàng giải đáp mọi câu hỏi của bạn.

Bạn cần báo giá?

Form báo giá cân định lượng

Bạn có gì thắc mắc?


Hãy gọi vào số hotline của chúng tôi, đội ngũ tư vấn của Song Song sẽ giải đáp mọi thắc mắc của bạn.

Form báo giá ống nối mềm BFM

Bạn có gì thắc mắc?

Đội ngũ tư vấn viên của Song Song sẵn sàng giải đáp mọi câu hỏi của bạn.