Công nghệ khử nước cho nước thải chế biến thực phẩm: Những thách thức của bùn chứa dầu và tinh bột

Bùn dầu chủ yếu có nguồn gốc từ chế biến thịt, sản xuất sữa, chất thải thực phẩm và sản xuất dầu ăn. Loại bùn này chứa hàm lượng chất béo, dầu và protein cao, kết hợp với nước tạo thành nhũ tương ổn định. Bất cứ ai đã từng xử lý loại bùn này tại chỗ sẽ nhận ra ba vấn đề dai dẳng:

Đầu tiên, độ nhớt cao.

Nó dính hơn đáng kể so với bùn thông thường. Nó bao phủ các thành ống khi đi vào và làm tắc các khoảng trống của bộ lọc khi ở bên trong thiết bị. Với máy ép lọc đai, đai sẽ sớm bắt đầu bị trượt và tuột ra, khiến hiệu quả xử lý giảm nhanh chóng.

Thứ hai, hiệu quả keo tụ giảm dần.

PAM thông thường hoạt động kém trong môi trường nhiều dầu. Các bông cặn được hình thành rất lỏng lẻo và dễ vỡ—chúng sẽ phân hủy khi đi vào thiết bị khử nước. Để đạt được kết quả mong muốn, người vận hành phải tăng liều lượng hóa chất, đẩy chi phí xử lý lên cao.

Thứ ba, nước bị mắc kẹt.

Độ ẩm trong bùn dầu thường tồn tại ở trạng thái nhũ hóa – nước trong dầu hoặc dầu trong nước. Lực ly tâm hoặc áp suất thông thường đấu tranh để giải phóng nước khỏi nhũ tương này. Máy chạy nhưng bánh vẫn ướt.

II. Bùn tinh bột: Nước được hấp thụ và giữ lại

Bùn tinh bột có nguồn gốc từ quá trình chế biến ngô, khoai tây và sắn, cũng như quá trình sản xuất mì tinh bột và glucose. Không giống như bùn dầu, đặc tính xác định của nó là tính ưa nước—chứ không phải nước bao quanh bùn, bùn tích cực giữ nước.

Các hạt tinh bột hấp thụ nước.

Tinh bột có khả năng hấp thụ nước và trương nở mạnh. Nước được hút vào bên trong các hạt và được giữ trong cấu trúc keo của chúng. Khử nước cơ học chỉ có thể loại bỏ "nước tự do" giữa các hạt—nước bên trong cặn. Do đó, ngay cả khi bánh có vẻ khô, độ ẩm vẫn thường cao một cách đáng ngạc nhiên.

Các hạt mịn gây tắc nghẽn.

Bùn tinh bột chứa nhiều hạt tinh bột có kích thước micron và các mảnh sợi mịn hơn nhiều so với khẩu độ của vải lọc. Chúng có thể xuyên thẳng qua tấm vải hoặc lọt vào các khoảng trống, chặn chúng lại. Phương tiện lọc sẽ sớm hỏng và việc thay vải thường xuyên sẽ làm tăng thêm chi phí vận hành.

Hàm lượng hữu cơ cao dẫn đến trạng thái keo mạnh.

Bùn tinh bột thường có COD cao, với chất hữu cơ chiếm phần lớn chất rắn. Đây không phải là một hỗn hợp cát-nước đơn giản - nó gần giống với "mật ong trộn với gạo nếp" hơn: dính, đàn hồi và khó tách rời về mặt cơ học.

III. Lựa chọn thiết bị và tiền xử lý: Một phương pháp tiếp cận tích hợp

Đối với bùn chứa nhiều dầu và tinh bột, thiết bị khử nước đa năng thường tỏ ra không phù hợp. Dưới đây là đánh giá về cách các phương pháp tiếp cận khác nhau thực hiện trong thực tế:

Máy ép lọc đai rất phổ biến trong các nhà máy thực phẩm—chúng chạy liên tục, xử lý khối lượng lớn và giá thành tương đối phải chăng. Tuy nhiên, với bùn có dầu, dây đai sẽ sớm bị dính dầu mỡ, dẫn đến thường xuyên xảy ra các vấn đề về theo dõi và trượt. Cần phải giám sát chặt chẽ hệ thống rửa. Với bùn chứa tinh bột, vấn đề tắc nghẽn ít hơn so với độ ẩm của bánh. Máy ép đai có lực ép hạn chế và không thể tách nước từ bên trong các hạt tinh bột. Bánh có thể trông như đã được tạo hình nhưng vẫn ướt khi cầm vào. Do đó, máy ép đai hoạt động tốt nhất với bùn ổn định và hàm lượng dầu thấp. Đối với bùn khó phân hủy hơn, thường phải rửa thường xuyên hơn.

Máy ly tâm xử lý bùn dầu khá tốt. Chúng được bao bọc hoàn toàn, ngăn hơi dầu lan ra khắp xưởng. Tốc độ quay cao tạo ra lực ly tâm có thể phá vỡ một phần cấu trúc nhũ tương. Khi cuộn giấy được thiết kế với tính năng chống tắc nghẽn thì có thể hoạt động liên tục trong nhiều ngày mà không bị tắc nghẽn. Đối với bùn có dầu, độ khô của bánh thường có thể chấp nhận được—khiến máy ly tâm trở thành một lựa chọn đáng tin cậy về tổng thể.

Máy ép trục vít có một ưu điểm khác biệt: chúng chống tắc nghẽn. Thiết kế—với các vòng cố định và chuyển động—mang lại khả năng tự làm sạch. Bùn bám trên bề mặt được ép ra, loại bỏ nhu cầu rửa thường xuyên. Điều này làm cho chúng rất phù hợp với bùn có dầu và nồng độ thấp—các điều kiện có thể nhanh chóng làm tắc nghẽn máy ép đai, tuy nhiên máy ép trục vít vẫn tiếp tục hoạt động ổn định. Sự đánh đổi là thông lượng hạn chế, khiến chúng phù hợp hơn với các ứng dụng quy mô vừa và nhỏ.

Máy ép lọc là lý tưởng cho việc khử nước sâu của bùn chứa tinh bột. Bùn tinh bột chứa hàm lượng chất xơ cao và máy ép lọc có thể đạt được độ khô đáng kể. Việc lựa chọn vải lọc thích hợp là rất quan trọng - quá mịn sẽ chặn, quá thô và chất rắn có thể lọt qua. Vải sợi đơn Polypropylen là một lựa chọn phổ biến. Áp lực nạp nên được áp dụng dần dần thay vì tất cả cùng một lúc, để bánh có đủ thời gian hình thành. Bánh thu được sẽ khô, làm giảm đáng kể các hoạt động vận chuyển hoặc sấy khô tiếp theo.

Tiền xử lý hiệu quả mang lại lợi ích không tương xứng bất kể thiết bị được sử dụng:

IV. Lựa chọn thiết bị về cơ bản là về chiến lược

Bùn dầu và bùn tinh bột—một loại dính và nhũ hóa, một loại khác ưa nước và keo—có những thách thức cơ bản khác nhau. Thời gian dành cho việc làm việc tại các nhà máy thực phẩm sớm cho thấy rằng không có loại thiết bị đơn lẻ nào có thể cung cấp giải pháp phổ quát.

Việc xử lý bùn chế biến thực phẩm đã phát triển trong những năm gần đây—từ "xử lý nhanh chóng" đến "rút ra giá trị từ nó". Nhu cầu về hiệu suất khử nước tiếp tục tăng. Với cách tiếp cận phù hợp, bùn không còn là vấn đề nữa và thậm chí có thể trở thành một nguồn tài nguyên. Chúng tôi đã làm việc trong nhiều dự án khử nước trong ngành công nghiệp thực phẩm và gặp phải nhiều loại "bùn có vấn đề" khác nhau - tích lũy được kinh nghiệm quý báu trong quá trình thực hiện. Nếu bạn có điều kiện hoạt động cụ thể cần thảo luận, vui lòng liên hệ với chúng tôi—có thể có giải pháp đơn giản hơn bạn mong đợi.

Để cung cấp giải pháp chế biến công nghiệp toàn diện, các sản phẩm chính của chúng tôi còn bao gồm thiết bị ép trái cây và rau quả, thiết bị bảo vệ môi trường, thiết bị làm đặc bùn, thiết bị khử nước bùn, thiết bị ngâm thuốc, thiết bị chuẩn bị polymer, thiết bị khử nước và khử nước bùn, bao gồm các ứng dụng trong bảo vệ môi trường, thực phẩm, dược phẩm và các lĩnh vực khác.