Gidi thieu! cong nghe
CONG NGHEP SAN XUAT SORBITOL
T Q T I N H B O T S A N :
Tir phong thi nghiem den diT an san xuat
( l ) y C i i T H I T H U HA, ( 2 ) ALAIINI PERRARD, ( 1 ) MAI NGO^^^
( 1 ) N G U Y I N T H I H A , ( 3 ) L U l | HO^^^
(1) Vien Hoa hoc cong nghiep Viet Nam, (2) Institut de Recherches sur la Catalyse et Environnement, (3) Cue Hda chat
S
orbitol la mdt loai dUdng tU nhien thudc nhdm polyol, CO irng dgng rdng rai trong cac nganh thyc pham, my pham, y te va cac utig dung cdng nghiep khae. Sorbitol dupe sU dgng nhU mdt chat lam ngpt cd ham IUpng calo thap va la chat thay the dUdng cho ngUdi bj benh tieu dudng. Sorbitol dUde sy dung de ngan ngya sy mat nUde va nhieu van de khic, trong dd cd cac binh ve tieu hoi va benh mat trUdng lyc cua tui mat. Die biet, nd dugc sit dgng lam nguyen lieu de san xuat vitamine C. Vdi utig dung la phu gia thyc pham, ngUdi ta tim thay chiing trong hang tram neu khdng mudn ndi la hang nghin thyc pham nhu binh, keo, kem, xuc xich, keo cao su...Trong kem danh ring. Sorbitol (70 %) chiem tU 35 - 40 %. Sorbitol co utig dgng rdng rai nhU vay la nhd nd cd nhCitig tfnh chat nhu mdt chat on djnh, chat giy am, chat lam dju vj, khang khua'n trong mieng. Sorbitol cdn cd trong thanh phan ciia nhieu my pham cham sde sac dep vi nd cd t i e dung giff am va lam cho lan da trd nin mem mai va min mang. Trong nganh san xuat thudc la. Sorbitol cd t i e dgng ngin ngUa sy v6 vgn eiia sdi thudc la va la chat dju vj trong thudc la nhai. Ngoai ra. Sorbitol cdn cd utig dgng trong nganh tdng hdp polyme (nhU chat on djnh va chdng oxy hoa), nganh che bien polyme (chat deo hoa diing trong ky thuat due phun), nganh dien hoa va nganh det.Sorbitol dugc san xuat tU qua trinh hydro hoa glucose, sin pham ciia qua trinh len men tinh bdt.
6 nUde ta, nhu cau sU dgng sorbitol hang nam la vai chgc nghin tan va dang phai nhap ngoai hoan toan. Tan dgng ngudn nguyin lieu sin ed trong nUde de sin xuat sor- bitol phgc vg nhu cau trong nUde thi khdng nhutig thay the dUde nguyin lieu nhap ngoai ma con cd the cd san pham d i ' xuat khau.
Hiin nay, khoang 80% san IUdng sorbitol t r i n the gidi dUde san xuat bang cdng nghe gian doan sy dung xuc t i c Ni-Raney d dang huyen phii. LUdng cdn lai dUde san xuat nhd qua trinh hydro hoa lien tuc, trong dd, xuc t i e la Ni mang t r i n Kieselguhr tdn tai d dang huyen phii trong dung djch glucose, dung djch nay dUde phun liin tgc v i o h i thiit bj phan utig ndi tiip dang dng hinh trg. Kit thue phan iitig, sin pham dUdc chuyi'n den thiit bj lang va Ipc de tach xuc
tie. Tiep theo, sorbitol dUpc tinh che tren nhUa trao doi ion va t r i n than hoat tinh.
Trong vong 20 nam trd lai day, ngUdi ta da bat dau nghien cUu cong nghe lien tuc sir dung xuc tac the he mdi Ru/C trong do, xuc tac dUpc nap vao thiet bi phan irng di/di dang Idp co dinh. Ngay sau do, ngUcSi ta da nhan ra nhutig Uu diem noi troi ciia cong nghe nay, chang han, chi pliixuc tac thap hdn 1% gia thanh san pham, chi phi van iianh thap hdn nhieu so vdi qui trinh gian doan, san pham sorbitol co dp sach cao, qua trinh khong tao ra chat thai gay anh hUcJng mdi trUdng. Tuy nhien, theo tim hieu ciia chung toi, cong nghe nay con chUa dUpc cong nghiep hoa trong ITnh vUc san xuat sorbitol. Ly do chii yeu co the do cac nha san xuat sorbitol da dau tU nha may theo cong nghe gian doan khong mudn dau tu them de chuyen cong nghe truyen thong ciia hp thanh cong nghe lien tuc. NgUpc lai, v6i cac nha may xay mdi, ngUdi ta ludn khuyin ap dgng cdng nghe mdi va hien dai. Vi vay, nghien cUu phat trien cdng nghi liin tuc sir dgng xuc t i c the he mdi da thu hut dUde sy quan tam nghiin culi ciia nhieu nha khoa hpc.
Nam bat dUde nhffng tinh hinh dd, ngay t y nim 2003, Viin Hda hpc cdng nghiip Viet Nam (VIIC) da dat van de nghien culi cdng nghi sin xuat sorbitol. Oe khdi ddng van de nay, trong n i m do, Tong cdng ty Hda chat Viet Nam (VINACHEM) da giao cho VIIC thyc hiin de tai ''Nghien diu tham do cong nghe hydro hoa mot so hdp chat carbonyl nguon gde tU nhien thanh cac ancol iam nguyen lieu cho nganh dUdc va my pham". Oe tai da tien hanh tdng quan chi tiet ve sorbitol va cac cdng nghe hydro hda cac hdp chat carbdnyl ngudn goe t y nhiin t r i n xuc t i e di the t h i h i mdi, trong dd cd q u i trinh hydro hda glucose thanh sorbitol.
Nim 2006, VIIC tiep tgc dUdc VINACHEM giao thUe hien de tai "Nghien cuU cong nghe san xuat sorbitol co dd sach cao tCt glucose iam nguyen lieu cho nganh dUdcpham, thi/c pham, hoa my pham va chat deo". Vdi sy tUvan va glijp dd ve ky thuat eiia TS. Alain Perrard, chuyin gia cua Vien Nghiin ciTu q u i trinh Xuc t i e va Mdi trUdng Lyon IRCELyon - CNRS, Cdng hda Phip, da cd 15 n i m nghiin ciili phat trien cdng nghe mdi 6i sin xuat sorbitol, nhdm de tai da tien hanh nghiin culi cdng nghi liin tue hydro hoi glucose
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Gi^ thieu I
t r i n xuc t i e Ru/C tai Viet Nam, va da tim ra cac dieu kien tdi Uu de dat dupe hiiu suat chuyen hoa glucose thanh sorbitol t r i n 99%. Qui trinh ehay thU da dUpe tien hanh trin thiet bj pilot phdng thi nghiim trong 670 gid va xuc t i c ben trong sudt q u i trinh phan utig.
Mac du da dat dUde nhUng k i t qua nghien culi nhU vay nhutig de hudng tdi vlic trii'n khai nghien culi d qui md Idn hdn, nhdm de tai van chUa giai dap dupe mpt sd cau hdi sau:
- Cac nghiin culi trong phong thf nghiim dUde tien hanh trin nguyin lieu glucose tinh khiet (dp sach > 98%). Vay khi trien khai sin xuat, neu sU dgng nguyen lieu glucose Viet Nam, hiiu suat san pham va thdi gian sdng cua xuc tac cd bj anh hUdng khdng? Van de xii ly va bao quan nguyen lieu va sin pham?
- Cie xuc t i e sy dgng trong cac nghiin culi t r i n la
San - Nguyen lieu cho sin xuat sorbitol
nhOtig xuc t i c dUdc dieu che trong phdng thf nghiim, vdi IUdng nhd. Vay khi trien khai sin xuat, sy dgng xuc tie cdng nghiip hoic xuc t i c dUdc dieu che mdt each cdng nghiip theo ddn dat hang thi hieu suat sin pham cd bj anh hUdng khdng? Thdi gian sdng ciia xuc t i c keo dai bao lau?
- Suat t i i u tdn xuc t i c tren mdt kg sin pham la bao nhiiu?
Oe giai quyit van de niy, nam 2007, nhdm de t i i tiip tuc dugc giao nhiem vu cap Tdng cdng ty "Nghiin cuU hoan tlilen cdng nghi sin xuat sorbitol cd dp sach cao tir glu- cose". Cum t y "nghien cuU hoan thien cdng nghi" 6 day co nghia la k i t h y a nhutig k i t qua nghiin culi trong phdng thi nghiim trin nguyin lieu glucose tinh khiet va xuc tac dieu c h i trong phdng thi nghiim, tiin hanh nghiin culi vdi nguyin lieu I i glucose Viet Nam t r i n xuc t i c dUdc dieu che mdt each cdng nghiip theo ddn d i t hang. Oe t i i da thu dUde cac k i t q u i sau :
Oa nghiin culi qui trinh san xuat sorbitol, t y khau chuan bj nguyin lieu den khiu bio quin sin pham, trin nguyin lieu la glucose Viet Nam dang tinh khiet (dp s?ch >
98%) va glucose dang ddng binh. Cie thyc nghiim nay da cho thay S m quan trpng ciia viic nghiin culi hoin thiin
cdng nghe tren cP sd sU dung nguyen lieu thUc. Se cd rat nhieu van de can giai quyit ma khi tien hanh tren nguyen lieu model (hda chat tinh khiet, nghien culi IUdng nhd) chiing ta hau nhU khdng bao gid gap phai.
- De tai da tien hanh nghien culi phan irng tdng hpp sorbitol tren cP s6 xuc tac dupe dieu che bdi hang cdng nghiep theo qui trinh de xuat bdi nhdm nghien ciru. Ket qua nghien culi cac tinh chat hda ly cung nhU tinh chat xuc tac ciia cac xuc t i e nay cho thay, qui trinh dieu che da dupe lUa ehpn rat thfch hpp vdi viec trien khai sin xuat xuc tic d qui md Idn. HPn nO^, viec hang cdng nghiep chap nhan dieu che xuc t i c de cung cap cho chiing ta mdt lan nCi:a khang djnh tinh kha thi trong viec trien khai san xuat d qui md Idn theo cdng nghe lien tgc sU dung xuc tac tren cd sd Ru/C.
- Oe tai da tien hanh xae djnh suat tieu tdn xuc tac tren mdt ddn vj san pham ddi vdi hai loai nguyen lieu glucose khae nhau (loai tinh khiet va loai ddng banh) 6 cac dieu kien phan utig tdi Uu, va san xuat dUpe 28 lit san pham sorbitol 70 % dat tieu chuan da dang ky. Vdi glu- cose tinh khiet, dp chuyen hda glucose dat gia trj 100% vdi dp ehpn Ipc sor- bitol tren 99% trong sudt thdi gian dai. Vdi glucose dang ddng banh, dp ehpn Ipc sorbitol cung rat cao, tren 99% nhutig dp chuyen hda glucose thi giam theo thdi gian. Oieu nay cho thay, ddi vdi e i hai loai nguyen lieu chiing ta deu san xuat dupe sorbitol vdi dp ehpn Ipc cao nhUng suat tieu tdn xuc tie trin mdt ddn vj san pham khi sU dung nguyen lieu glucose ddng banh cao hdn khi sy dgng nguyin lieu glucose tinh khiet.
- Ty cie k i t qua thUe nghiim xic djnh suat tiiu tdn xuc t i c trin mdt ddn vi sin pham, de tai da sd bd tinh toin gia thanh sin pham. Nhin chung, cdng nghi lien tgc vdi Idp xuc tie cd djnh san xuat ra sorbitol cd gia thanh thap hdn gia thanh ciia sorbitol dUde san xuat bang cdng nghe giin doan vdi xuc tie Ni-Raney
- Cudi ciing, md hinh thiet bi v i cie giai phip trien khai d qui md pilot da dUdc de xuat.
Mac dii da dat dUde nhutig kit qua cd tfnh khoa hpc va thyc tiln cao, nhUng do thdi gian va kinh phf ed han, nhdm de tai nhin thay van cdn mpt sd van de d i t ra d trin ehUa dUde giii quyet triet de hoic cdn mdt sd van de phat sinh khae can dUdc nghiin culi de nang cao hiiu qua qui ti-inh.
Cg the :
Thdi gian ehay thy nghiem cdn chua dii nhieu (vi de t i l chi dUde thyc hien trong thdi gian 12 thing) de cd the dinh gii sat thUe dp ben ciia xuc tie.
ChUa nghiin culi phUdng phip hoan nguyin nhSm phgc hoi boat tinh ciia xiie tie de ed the tai sy dgng nhim ning cao hiiu qui eiia qui trinh.
(S6 7 - 9/2011) < KHOA HQC & C 6 N G NGHf 153 Thiet bi de'san xuit sorbitol
lismBiiW cong nghi
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- ChUa nghiin culi eic chidd ddng chiy trong h i th bj phin iitig 3 pha rin - Idng - khi. Oiy Ii h i thiet bi phi utig tiin tiin va hiin dai nhat trin t h i gidl hiin nay va d Viet Nam ehUa ed cdng trinh nio cdng bd cie kit q u ^
nghiin culi Hin quan. ^ - Cudi ciing, de cd the trien khai sin xuat thanh cdng,
can phii chu trpng din van de nguyin lieu, tdcji phii to hdp hail qui trinh: chuyen hda tinh bdt sin thinh glucose va hydro hda glucose thinh sorbitol trong ciing mdt day chuyen sin xuat. Ndi khie di, phii nghiin euli hoan thiin cdng nghi sin xuat sorbitol ty tinh bdt sin Viet Nam. Qui trinh chuyen hda tinh bdt sin thanh glucose da dUdc nghiin culi v i trien khai bdi Viin Cdng nghi thyc pham ty nhieu nim nay. Tuy nhiin, di t6 hdp qui trinh niy vdi qui trinh sin xuat sorbitol vdi cie cap dp chat IUdng khie nhau, trong do ed Tiiu chuan dUde dgng, ngudn nguyin lieu glu- cose can phai thda man mdt sd yiu cau chat IUdng nhat dinh. Vi thi, eic nghiin culi bd sung de hoin thiin cdng nghi la hit sde can thiit.
Vi ly do do, nim 2008, VIIC dUde Bd Khoa hpc cdng nghi giao thyc hiin de tai Ode lap cap Nhi nUde "Nghiin cuii quy trinh cdng nghe tiin tien sin xuat sorbitol co do sach cao tit nguon tinh bit sin Cfng dung trong nganh dU(^c, hoa my pham va thi/cphim". Mge tiiu eiia de til la nghiin culi hoan thiin cdng nghi hydro hda glucose thanh sorbitol va md rdng nghiin culi den viic hoin thiin cdng nghi sin xuit sorbitol td tinh bdt sin Viet Nam.
Sau hai nim thyc hiin, vdi sU phdi hdp chit ehe giu^
VIIC va Viin Cdng nghi Thyc phefm va sy tham gia tu van, dao tao nhan lyc va trd giup ky thuit ciia eic chuyin gia Viin IRCELyon Cdng hda Phip, de t i l da thu dUdc cie kit qui chfnh sau :
1. Oa tiin hanh nghiin culi qui trinh cdng nghi sin xuit glucose ty ngudn tinh bpt sin Viit Nam v i tiin hanh sin xuit thy nghiim d qui md pilot v i qui md cdng nghiip.
2. Oa nghiin cdU qui trinh hydro hda giin doan trin thiet bj pha Idng cao ip, sd dgng xiie tie Niken-Raney v i ip dgng phUdng phip qui hoach thyc nghiim de xic dinh cie thdng sd tdi uli ciia qui trinh.
3. Oa nghiin ciTu qui trinh hydro hoa liin tuc glucose sy dgng h | xuc tie tiin tiin Ru/C trin hai loai nguyin Iliu glucose khic nhau la glucose tiid va glucose tinh khiet. Cie ket qui thgt nghiim cho thay, dp chuyen hda cua glucose glQ' dn djnh d 100% trong sudt hdn 1.000 gid phin uYig, diiu do chuHg td xuc tic co hoat tfnh rat cao va ben. Ngoai ra, de ki^m tra sy co mit cua kim loai Ru trong sin pham (cd the Ru bi thdi ra trong qui trinh phan utig) chung tdi da tien hanh djnh IUdng Ru. Kit qua Ii khdng phat hiin dude sy cd mit ciia Ru trong sin pham. Oieu do cd nghTa
la sip pham sau phin dbg la hoin toan sach v i Ru trong xuc tic d i khdng he bj tan vao trong mdi trUdng phin iitig.
Oiy la mdt uli dilm vUdt trdi eiia qui trinh sd dgng xuc tac Ru/C. So vdi qui trinh sd dung xuc tic Ni mi d do, NI bj tan vao mdi trUdng phin utig (den 350 mg/kg sorbitol) lam nhilm bah sin pham, qui trinh sd dung xuc tic Ru da glim bdt dUdc toan bd khau tinh chi sin phefm.
4. Oa nghiin euli phUdng phip tai sinh xuc tie, nhim keo dii tudi thp ciia xuc tie.
5. Oa sin xuat thd nghiem glucose trin h i thiit bi qui md 100 kg/me tai Viin Cdng nghi ThUc pham vi qui md 1000 kg/me tai Cdng ty Minh DUdng de dinh gia dp lip lai ciia qui trinh v i tao dii IUdng nguyin lieu phgc vu cho qua trinh hydro hda tiep theo. Tong cdng, de t i i da sin xuatl250 kg dich glucose dat tiiu chuan ding ky.
6. Oa sin xuat thd nghlim 150 kg dung djch sorbitol 70% v i 50 kg sorbitol bdt dat tiiu chuin chit ludng ding ky.
7. Oa so sinh, Ig^ ehpn cdng nghi sin xuat sorbitol phii hdp vdi dieu kiin san xuat d Viet Nam va tinh hinh tiiyc te trong giai doan hiin nay. Giii phap nhap cdng nghi giin doan, xay dUng nhi miy v i lip dit thim diy chuyin pilot liin tgc de nghiin culi hoin thiin cdng nghi Hin tgc. Tiep sau do, khi da lam chu hoin toin cdng nghi Hin tgc d qui md pilot se md rdng cdng suat eiia nhi miy bing cich lap dit thim diy chuyen hoat ddng Hin tgc, xuc tic dang Idp ed dinh dUde xem Ii mdt giii phip hdp ly.
8. Oa tham gia tU van cho VINACHEM trong vlic lip dU in tlin khi thl xay dgtig nha miy san xuat sorbitol tii tinh bdt san cdng suat 20.000 tan/nim.
Oen nay, dU an "Xay dutig nhi may sin xuat Sorbitol tii tinh bdt sin cdng suat 20.000 tan/nim" da bat diu dUdc trien khai vdi sy tham gia cua VINACHEM, Cdng ty Mia dudng Tiy Ninh va Viin Hda hpc cdng nghiip Viit Nam.
Bin canh do, Viin Hda hpc cdng nghiep Viet Nam dang tham gia xet ehpn dy i n sin xuat thy nghiim sorbitol td tinh bdt sin, trong do i p dgng cdng nghi xuc tie dj the the h i mdi eho qui trinh hydro hda glucose thanh sorbitol, thudc "ChUdng ti-inh Nghiin culi KHCN trpng diem qude gia phit trien cdng nghiip Hda DUdc din nim 2020". Hi thiet bj thd nghiim se dUdc lap dit trong khudn viin dU in ciia VINACHEM. Nguyin lieu eung cap eho day chuyen thiit bi thd nghlim nay se dUdc trfeh tii dUdng dng chfnh eiia dU i n 20.000 tan/nim. DU i n dUdc thyc hiin se tao dieu kiin 6i Viet Nam lam chii cdng nghi sy dung xuc tic d| thi thi he mdi, thin thiin mdi trUdng, ft phat thii va cd hiiu qua cao thay the cie qui trinh truyen thdng sd dung xuc tic huyen phii t h i h i cu.
Trin day la nhutig vidg mlnh hpa qui trinh nghiin ciiu cac cdng nghi mdi, tiin tiin trorig ITnh vUc rdng nghiep Hda chat, td khi tiep can van de din khi cnyc hiin cac nghien ciili trong phdng thi nghlim va tiep din la trien khai yhg dung thd nghiem va i p dgng thyc tien.
Co thi ndi ring, la mot H'nh vyc kha mdi me d Viet Nam nhutig vdi nhCitig each tiep can mang tfnh khoa hpc va thut tiln, khi ning huy dpng nguon nhin IUc va cd sd vat chat nhu da phin tieh bx>ng cac vi du da niu biin, van d i phat trien va dng dgng cdng nghiip "xanh" trong nganh Hoa chat d Viet Nam se dUdc thgt hien tiiinh cdng.^
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