Cách sử dụng than hoạt tính để tinh chế và khử màu đường?

Đường là một thành phần thiết yếu trong sản xuất thực phẩm và đời sống hàng ngày, chất lượng của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hương vị sản phẩm và sự chấp nhận trên thị trường. Quá trình tinh chế và khử màu đường là các bước quan trọng trong chế biến đường, vì đường thô chứa các tạp chất, sắc tố và keo cần được loại bỏ. Than hoạt tính, với khả năng hấp phụ mạnh, là vật liệu không thể thiếu trong quy trình này. Với hơn 25 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành than hoạt tính, tôi đã hỗ trợ nhiều nhà máy đường tối ưu hóa quá trình tinh chế và khử màu. Từ các nhà máy tinh luyện quy mô nhỏ đến các doanh nghiệp sản xuất đường lớn xuất khẩu toàn cầu, việc ứng dụng đúng cách than hoạt tính có thể cải thiện đáng kể chất lượng đường đồng thời giảm chi phí sản xuất. Trong bài viết này, tôi sẽ chia sẻ các phương pháp thực tiễn, những điểm cần lưu ý và các trường hợp thực tế để giúp bạn nắm vững việc sử dụng than hoạt tính trong tinh chế và khử màu đường.

Bước đầu tiên để tinh chế và khử màu đường thành công là lựa chọn than hoạt tính phù hợp. Theo quy tắc chung, xử lý khí thường sử dụng than hoạt tính dạng tổ ong và dạng viên nén, trong khi khử màu và tinh chế chủ yếu dựa vào than hoạt tính dạng bột. Trong chế biến đường, than hoạt tính dạng bột là lựa chọn lý tưởng nhờ diện tích bề mặt riêng lớn, tốc độ hấp phụ nhanh và khả năng trộn đều hoàn toàn với siro đường. Vài năm trước, một nhà máy đường ở miền Nam Trung Quốc gặp khó khăn với độ màu và độ tinh khiết không ổn định của đường tinh luyện. Sau khi phân tích quy trình sản xuất và mẫu siro đường, chúng tôi đã đề xuất sử dụng than hoạt tính dạng bột từ vỏ dừa đạt tiêu chuẩn thực phẩm, có diện tích bề mặt riêng trên 1100 m²/g. Lựa chọn này không chỉ loại bỏ hiệu quả các sắc tố và tạp chất mà còn giữ được vị ngọt tự nhiên của đường. Cần tránh sử dụng than hoạt tính dạng hạt hoặc dạng viên nén cho công đoạn này, vì chúng có tốc độ hấp phụ chậm hơn và có thể không trộn đều với siro, dẫn đến quá trình tinh chế và khử màu không hoàn tất. Các chuyên gia ngành từ hiệp hội chế biến đường nhấn mạnh rằng than hoạt tính dùng trong thực phẩm phải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt, không chứa cặn kim loại nặng hay các chất độc hại.

Liều lượng than hoạt tính ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả tinh chế và khử màu đường cũng như chi phí sản xuất. Việc sử dụng quá ít sẽ dẫn đến không loại bỏ đủ các sắc tố và tạp chất, trong khi dùng quá nhiều có thể gây lãng phí không cần thiết và có thể ảnh hưởng đến hương vị của đường. Dựa trên kinh nghiệm của chúng tôi, liều lượng than hoạt tính dạng bột tối ưu cho quá trình tinh chế và khử màu đường nằm trong khoảng từ 0,2% đến 1,5% trọng lượng siro đường. Ví dụ, trong một dự án cho một nhà máy đường lớn ở Đông Nam Á, chúng tôi đã thực hiện các thử nghiệm quy mô nhỏ và xác định liều lượng 0,5% than hoạt tính dạng bột. Liều lượng này đã thành công trong việc giảm giá trị màu của siro đường từ 800 ICUMSA xuống còn 150 ICUMSA, đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng quốc tế. Trước khi sử dụng, than hoạt tính dạng bột cần được pha chế đúng cách. Tốt nhất là trộn nó với một lượng nhỏ nước ấm (khoảng 40-50°C) để tạo thành một hỗn hợp bột đồng nhất. Bước này giúp phân tán hoàn toàn các hạt than vào trong siro đường, đảm bảo tiếp xúc tối đa với các sắc tố và tạp chất. Trong hướng dẫn kỹ thuật của chúng tôi, chúng tôi luôn nhắc khách hàng khuấy nhẹ hỗn hợp bột để tránh làm hư hại cấu trúc hấp phụ của than.

Nhiệt độ, giá trị pH và thời gian tiếp xúc là ba thông số quy trình quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của than hoạt tính trong quá trình tinh chế và khử màu đường. Các loại đường khác nhau (như đường mía, đường củ cải) yêu cầu thiết lập thông số khác nhau. Nói chung, hiệu quả hấp phụ được cải thiện khi tăng nhiệt độ ở mức độ vừa phải, nhưng nhiệt độ quá cao có thể gây suy giảm chất lượng đường. Đối với hầu hết các quá trình tinh chế và khử màu đường, nhiệt độ nên được kiểm soát trong khoảng từ 60°C đến 80°C. Một nhà máy đường ở miền Bắc Trung Quốc từng bỏ qua việc kiểm soát nhiệt độ và xử lý xi-rô ở 90°C, dẫn đến sản lượng đường giảm và màu sắc kém. Giá trị pH cũng đóng một vai trò quan trọng. Dải pH tối ưu cho quá trình tinh chế và khử màu đường là từ 7,0 đến 8,5, vì môi trường này làm tăng khả năng hấp phụ của than hoạt tính đối với các sắc tố axit. Thời gian tiếp xúc giữa than hoạt tính và xi-rô đường nên kéo dài ít nhất 30–45 phút để đảm bảo hấp phụ đầy đủ. Trong một dự án tại một nhà máy đường củ cải ở châu Âu, chúng tôi đã kéo dài thời gian tiếp xúc từ 20 lên 40 phút, nhờ đó tỷ lệ khử màu tăng 30% và độ trong của đường được cải thiện. Theo số liệu nghiên cứu từ các phòng thí nghiệm chế biến đường, việc kiểm soát đúng ba thông số này có thể nâng cao hiệu quả sử dụng than hoạt tính trong tinh chế và khử màu đường từ 40–60%.

Việc trộn đều là yếu tố thiết yếu để đảm bảo mọi hạt than hoạt tính đều tiếp xúc với các sắc tố và tạp chất trong siro đường. Trong quá trình trộn, hãy sử dụng máy khuấy tốc độ thấp để tránh tạo ra quá nhiều bọt, điều này có thể ảnh hưởng đến quá trình tách biệt sau đó. Trong một trường hợp tại một nhà máy đường nhỏ ở châu Phi, ban đầu khách hàng sử dụng máy khuấy tốc độ cao, dẫn đến việc trộn không đều và hấp phụ không hoàn toàn. Sau khi chuyển sang khuấy tốc độ thấp, màu sắc và độ tinh khiết của đường được cải thiện đáng kể. Sau khi quá trình hấp phụ hoàn tất, việc tách than hoạt tính khỏi siro đường một cách triệt để là rất quan trọng. Các phương pháp tách phổ biến bao gồm lọc, ly tâm và lắng đọng. Đối với sản xuất đường quy mô lớn, nên kết hợp lọc khung bản và lọc chân không để đảm bảo siro đường thành phẩm không còn cặn than. Trong một dự án chúng tôi thực hiện cho một nhà máy đường ở Brazil, phương pháp tách này đã mang lại siro trong suốt, tinh khiết và không có tạp chất nhìn thấy được. Cần lưu ý rằng thiết bị tách cần được làm sạch định kỳ để ngăn ngừa nhiễm chéo và duy trì hiệu suất lọc.

An toàn thực phẩm là yếu tố hàng đầu khi sử dụng than hoạt tính để tinh chế và khử màu đường. Tất cả các loại than hoạt tính sử dụng phải đạt tiêu chuẩn thực phẩm, có giấy chứng nhận phân tích và báo cáo kiểm nghiệm an toàn. Than hoạt tính dạng bột của công ty chúng tôi trải qua quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, với bộ phận kiểm tra chuyên trách thử nghiệm từng lô về hàm lượng kim loại nặng, hàm lượng tro và khả năng hấp phụ. Ngoài ra, cần theo dõi liên tục quá trình tinh chế và khử màu đường. Thường xuyên kiểm tra giá trị màu (ICUMSA), độ tinh khiết và hàm lượng tạp chất của siro đường trước và sau xử lý để đảm bảo chất lượng ổn định. Ví dụ, một công ty đường mà chúng tôi hợp tác thực hiện xét nghiệm ICUMSA mỗi hai giờ trong quá trình sản xuất, điều chỉnh liều lượng than hoạt tính theo thời gian thực dựa trên kết quả thu được. Việc lưu trữ than hoạt tính dạng bột đúng cách cũng rất quan trọng – cần giữ ở nơi khô ráo, thoáng khí, tránh ẩm và các chất có mùi. Cần lưu ý rằng xử lý khí thường sử dụng than hoạt tính dạng tổ ong và dạng viên nén, trong khi khử màu và tinh chế chủ yếu dùng than hoạt tính dạng bột. Sự phân chia rõ ràng này giúp tránh nhầm lẫn vật liệu và đảm bảo hiệu quả tối ưu cho quá trình tinh chế và khử màu đường.

Việc sử dụng than hoạt tính để tinh chế và khử màu đường đòi hỏi sự kết hợp giữa lựa chọn sản phẩm phù hợp, kiểm soát liều lượng chính xác, tối ưu hóa các thông số quy trình và quản lý chất lượng nghiêm ngặt. Bằng cách tuân theo các phương pháp và lưu ý được chia sẻ trong bài viết này, bạn có thể đạt được quá trình tinh chế và khử màu đường hiệu quả và an toàn, từ đó nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh trên thị trường của sản phẩm đường. Mỗi loại đường đều có những đặc tính riêng biệt, do đó rất cần thiết phải thực hiện các thử nghiệm ở quy mô nhỏ trước khi áp dụng đại trà nhằm xác định điều kiện tối ưu. Với hơn 25 năm kinh nghiệm trong ngành than hoạt tính, chúng tôi đã hỗ trợ thành công 856 khách hàng tại 78 quốc gia trong việc tinh chế và khử màu đường. Dù bạn đang chế biến đường mía, đường củ cải hay các loại đường khác, việc ứng dụng đúng than hoạt tính sẽ mang lại những lợi ích thiết thực cho sản xuất của bạn, bao gồm cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm chi phí và gia tăng sự hài lòng của khách hàng.