Lọc được hiểu đơn giản là quá trình loại bỏ các tạp chất không mong muốn, các chất cặn bẩn ra khỏi dung dịch chất lỏng hoặc không khí. Mục đích là thu được dung dịch / sản phẩm tinh khiết hơn, sạch hơn nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong sản xuất và sinh hoạt. Trong khuôn khổ bài viết này, chúng ta tìm hiểu về quá trình lọc dung dịch trong công nghệ thực phẩm nhé!
Mục đích của quá trình lọc
Mục đích chính của quá trình lọc là thu được sản phẩm tinh khiết và sạch hơn theo đúng nghĩa đen. Đây cũng là một công đoạn cần thiết và cực kỳ quan trọng trong các công nghệ sản xuất sản phẩm dạng dung dịch lỏng. Sản phẩm sau quá trình lọc sẽ được loại bỏ cặn, một lượng vi sinh vật, các thực thể vật lý không có lợi cho sản phẩm, giúp sản phẩm đạt trạng thái cảm quan tốt hơn để phục vụ cho các quá trình tiếp theo.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình lọc
- Nhiệt độ và độ nhớt: tốc độ lọc tỉ lệ nghịch với độ nhớt của dung dịch, nhiệt độ tăng thì tốc độ lọc cũng tăng do độ nhớt của dung dịch giảm. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ lọc quá cao thì một số thành phần như protein, tinh bột (nếu có) trong dung dịch sẽ bị biến tính và kết tủa gây cản trở cho quá trình lọc.
- Áp suất: tốc độ lọc luôn tỉ lệ thuận với độ chênh lệch áp suất giữa hai bên màng lọc. Trong quá trình lọc lượng cặn sẽ làm tăng bề dày của màng lọc theo thời gian (hoặc làm giảm hệ số K do làm giảm độ xốp của màng lọc) vì thế tuy áp suất vẫn được giữ cố định nhưng tốc độ lọc sẽ giảm dần theo thời gian. Để duy trì tốc độ lọc thì thường phải tăng dần áp lực nén (hoặc chân không).
- Vật liệu lọc: mỗi loại vật liệu lọc khác nhau sẽ cho hiệu quả lọc khác nhau. Ngày nay, nhiều nhà sản xuất đã nghiên cứu và áp dụng rất nhiều các loại vật liệu lọc mới lạ, hiệu quả cao và giá thành rẻ.
- Diện tích màng lọc: tốc độ lọc tỉ lệ thuận với diện tích màng lọc. Mặt khác, diện tích màng lọc càng nhỏ thì lượng tạp đọng lại càng nhiều làm tăng độ dày của màng, và vì thế sự tăng tốc độ lọc theo thời gian càng nhanh.
- Hệ số thấm của màng: Hệ số thấm của màng lọc có mối liên hệ với hai thông số là độ xốp và diện tích bề mặt màng, trong đó độ xốp của màng có ảnh hưởng nhiều. Trong quá trình lọc độ xốp của màng lọc sẽ giảm dần theo thời gian lọc do tạp chất bịt kín dần dần các lỗ mao quản. Sự giảm độ xốp của màng lọc trên thực tế bị ảnh hưởng nhiều bởi kích thước và phân bố kích thước tiểu phân trong dung dịch. Diện tích bề mặt bị ảnh hưởng nhiều bởi kích thước tiểu phân và tỉ lệ nghịch với đường kính tiểu phân. Do đó thường thì lọc các tiểu phân thô thuận lợi hơn lọc các tiểu phân mịn.
Màng lọc
Có thể phân biệt các loại màng lọc khác nhau thành hai nhóm dựa vào nguyên lý lọc: loại lọc phụ thuộc vào đường kính của lỗ lọc và lọc phụ thuộc vào bề dày của lớp màng lọc.
- Loại lọc phụ thuộc vào bề dày của lớp màng lọc giữ các tiểu phân rắn trong lớp vật liệu lọc. Màng lọc này có một số đặc tính như: có khả năng giữ tạp lớn và lọc bỏ các tạp có kích thước khác nhau nhiều. Loại lọc này thích hợp để lọc loại bỏ các dị vật thô để lọc sơ bộ nhằm mục đích để bảo vệ màng lọc tinh như màng lọc vô khuẩn, màng lọc thẩm thấu ngược, màng lọc trao đổi ion.
- Loại màng lọc phụ thuộc vào đường kính lỗ xốp của màng giúp giữ các tiểu phân chất rắn trên bề mặt của màng. Nhược điểm của màng này là rất nhanh bị tắc. Loại màng lọc này có một số đặc điểm như: kích thước lỗ xốp màng lọc đồng nhất hơn và có khả năng kiểm tra được tính nguyên vẹn của màng.
Các biến đổi trong quá trình lọc
Trong và sau quá trình lọc, các biến đổi của dung dịch/hỗn hợp hầu như không thay đổi về thành phần hóa học và các thành phần khác, tuy nhiên có thay đổi vật lý như: trạng thái, màu sắc, chất lượng tăng lên do đã tách hết tạp chất và loại được một số vi sinh vật không có lợi theo cặn.
Trong trường hợp khó lọc, người ta phải sử dụng thêm chất trợ lọc đó là những chất bột không tan có lổ rỗng, kích thước nhỏ, tạo thành một lớp trên vải lọc có thể giữ lại những cặn có kích thước rất bé nên dung dịch trong hơn.
Ứng dụng của quá trình lọc
Trong công nghệ thực phẩm thì quá trình lọc được ứng dụng trong rất nhiều quy trình công nghệ, đi từ lọc nước nguyên liệu đến học cặn trong dịch suryp, lọc bã, tách bã trong các công nghệ sản xuất đồ uống, sản xuất dầu ăn hoặc các ứng dụng tương tự cùng chung mục đích khác.
Lê Trần Quỳnh Trang TTS VNO
