Oxy là chất khí vô cùng quan trọng trong đời sống của chúng ta. Ứng dụng Oxy có rất nhiều và một trong số đó là ứng dụng trong vấn đề xử lý nước thải công nghiệp. Hãy cùng ThanhGas tìm hiểu cụthểquátrìnhsửdụng khí oxy xử lý nước thải trong các nhà máy lớn nhé!
Trong ngành công nghiệp đồ uống, nhiều quy trình quan trọng chỉ có thể thực hiện được nếu có khí. Trong số đó, carbonate hóa nước giải khát và bia là ứng dụng quan trọng nhất của khí và đã được sử dụng trong hơn một trăm năm qua. Khí cũng giúp bảo vệ chất lượng sản phẩm, đặc biệt trong quá trình trơ hóa bồn chứa cũng như chiết rót. Nếu không có Ni-tơ để ổn định áp suất, việc bảo quản và vận chuyển đồ uống không có gas sẽ phức tạp và tốn kém hơn.
Carbon dioxide (CO2) đã được sử dụng trong sản xuất nước khoáng và bia từ năm 1879 – đánh dấu thời điểm CO2 bắt đầu được sử dụng trong sản xuất công nghiệp. Từ đó danh sách các loại đồ uống có thêm CO2 – nói cách khác là nước có ga – đã tăng lên đáng kể. Các khí khác như Nitơ (N2) và Argon (Ar), cũng đóng vai trò không thể thiếu trong sản xuất và nạp đồ uống. Bên cạnh quá trình cacbonat hóa, khí chủ yếu được sử dụng cho quá trình trơ hoá – loại bỏ oxy và để ổn định áp suất.
Khí làm được nhiều hơn thế
Là chất khí không màu, không mùi, dễ tan trong nước, CO2 được ứng dụng nhiều hơn bên cạnh việc đóng vai trò như 1 chất làm cho thức uống lấp lánh. Ở nồng độ cao, CO2 có tác dụng kìm khuẩn, từ đó giúp kéo dài thời hạn sử dụng của đồ uống. Các bọt khí CO2 nổi lên làm dịch chuyển không khí trên bề mặt của đồ uống và do đó làm giảm quá trình oxy hóa. Khi được sử dụng làm đá khô với nhiệt độ -78 độ C, mỗi kg CO2 có thể cung cấp hơn 570 kJ năng lượng làm mát.
Nitơ và Argon có độ hòa tan rất thấp trong nước, trung tính và hầu như không phản ứng hoặc hoàn toàn không phản ứng với các chất khác. Hơn nữa, các chất khí này đều không màu, không mùi, không vị và không độc. Chúng có thể loại bỏ Oxy trong bình chứa và ngăn chặn quá trình oxy hóa của đồ uống. Nitơ và Argon, giống như CO2, tồn tại tự nhiên trong không khí và tồn tại không gây ảnh hưởng trong thực phẩm. Oxy, ngoài việc bị loại bỏ để hạn chế oxy hoá đồ uống thì còn có thể được dùng để oxy hoá có kiểm soát trong sản xuất rượu vang với định lượng chính xác.
Cacbonat hóa
Cacbonat là thuật ngữ được sử dụng để mô tả quá trình hòa tan CO2 trong các chất lỏng như bia (khoảng 5g/l), nước giải khát (5 đến 9g/l) và rượu vang sủi bọt (khoảng 2,5g /l). Mức độ cacbonat hóa, hay lượng CO2 hòa tan, phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ, không khí hoặc hàm lượng oxy trước quá trình, diện tích bề mặt và thời gian hoà tan. Chất lỏng phải được khử khí trước khi cacbonat hóa. Trong suốt quá trình. nhiệt độ phải được giữ ở mức thấp để đảm bảo áp suất thấp khi diễn ra quá trình. Hơn thế, nếu diện tích tiếp xúc giữa khí và chất lỏng càng lớn sẽ càng giúp tiết kiệm thời gian.
Vì tất cả đồ uống đều chứa phần lớn là nước nên tính hòa tan trong nước sau đây được dùng làm điểm chuẩn. Độ hoà tan từ 4g/l (đối với bia hoặc nước khoáng) cho đến 14g/l (đối với rượu vang sủi bọt hoặc rượu sâm banh).
Hiệu ứng lấp lánh trong đồ uống rất được ưa chuộng được tạo ra từ sự hoà tan CO2 trong nước. Cồn hay chất tạo ngọt có thể ảnh hưởng đến áp suất bão hòa của CO2. Độ hòa tan cũng phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ. Ví dụ, áp suất cân bằng của 7g CO2 trong 1 lít nước là 2,5 bar ở nhiệt độ 5 độ C.
Giải pháp kỹ thuật
Hay trong một ứng dụng đơn giản nhất, CO2 được dùng để điều áp thùng chứa sản phẩm. Tùy thuộc vào áp suất và nhiệt độ, CO2 được đưa vào hòa tan trong sản phẩm cho đến khi bão hòa. Phương thức này được áp dụng từ những ngày đầu sản xuất đồ uống có ga trong công nghiệp và vì lý do xử lý kỹ thuật, nó chủ yếu được sử dụng cho đồ uống có hàm lượng CO2 cao. Hệ thống với máy trộn tĩnh hoặc hệ thống vòi phun được dùng cho việc hòa tan trực tiếp CO2 trong sản phẩm. Phần lớn quá trình này diễn ra không phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ. Trong nhiều trường hợp, có thể sử dụng năng lượng làm mát được sinh ra bởi nhiệt ẩn hoá hơi của việc lắp đặt bồn CO2 để tiết kiệm năng lượng khi làm lạnh sản phẩm trước khi cacbonat hóa.
Sục khí
Sục khí bao gồm việc đưa khí vào chất lỏng với qua một đường dẫn kim loại xốp, một loại đá phiến được làm từ kim loại được thiêu kết*. Điều này tạo ra các bong bóng khí mịn, làm tăng diện tích bề mặt giữa khí và chất lỏng. Trong các hệ thống cacbonat hóa, các bọt khí CO2 mịn có thể được tạo ra với sự hỗ trợ của vòi sục nhằm cải thiện quá trình hòa tan bằng cách tăng diện tích bề mặt.
Trơ hoá
Trơ hoá bao gồm việc biến đổi một chất ở trạng thái có thể phản ứng sang trạng thái không phản ứng hoặc trơ về mặt phản ứng bằng cách thêm các khí trơ vào. Trong chế biến đồ uống, trơ hoá được áp dụng nhằm mục đích loại bỏ oxy trong khí quyển khỏi chai chứa hoặc chất lỏng bằng cách sử dụng khí trơ chống lại quá trình oxy hóa đồ uống. Nếu không trải qua quá trình này, oxy có thể ảnh hưởng đến hương thơm, mùi vị và màu sắc cũng như thành phần của các sản phẩm. Nitơ, CO2 và Argon là những khí trơ được sử dụng phổ biến.
Một ví dụ đơn giản về ứng dụng khí trơ trong ngành là làm sạch các thùng rỗng bằng khí trơ như Nitơ hoặc CO2 cho đến khi đạt được mức độ pha loãng mong muốn của Oxy trong khí quyển. Lượng khí trơ tiêu thụ thường gấp 1,3 đến 3 lần thể tích bình, tùy thuộc vào mức độ trơ cần thiết. Bình chứa hình dạng mỏng, thon dài dễ trơ hoá hơn bình chứa hình vuông. Khi đường kính của bể lớn so với chiều cao, một phần không khí chảy ngược hoặc lưu thông, làm cho quá trình trơ khó khăn hơn.
Trong trường hợp các thùng chứa được lấp đầy một phần (không gian phía trên sản phẩm – khoảng trống phía trên – bị trơ ra). Để trơ hoá thùng chứa, khí trơ phải được đưa vào qua lỗ trên của bình chứa sao cho không khí bị dịch chuyển có thể đồng thời thoát ra phía trên.
Trong trường hợp này, lượng khí tiêu thụ cao hơn nhiều so với trường hợp trơ hoá bình chứa rỗng. Ví dụ, ở áp suất khí quyển là 1 bar, để loại được 1% oxy còn sót, cần khoảng 3m3 N2, trong khi với bình chứa được lấp đầy 1 phần, để đẩy 1% oxy sót lại, yêu cầu là 5m3 N2 mỗi mét khối bình.
Phủ bề mặt
Mục tiêu của ứng dụng này là dùng khí trơ để duy trì tính ổn định bề mặt sản phẩm, bao gồm cả đẩy hoàn toàn Oxy trong bình chứa ra ngoài. Khi lượng chiết rót sản phẩm thay đổi, lượng khí tương đương cần được nạp vào. Trong trường hợp bảo quản không điều áp, mức tiêu thụ xấp xỉ 1,1m3 N2 cho mỗi m3 khí rút ra. Khi sản phẩm được nạp đầy, khí dịch chuyển phải thoát ra ngoài để tránh quá áp.
Ví dụ, trong trường hợp bảo quản có điều áp với áp suất bình là 300 mbar, mức tiêu thụ khí trơ là 1,3 mét khối trên 1 m3 sản phẩm loại bỏ. Ở đây, khí đưa vào và thoát ra theo tỷ lệ bằng nhau thông qua các van thông hơi thích hợp để giữ áp suất không đổi khi sản phẩm được thêm vào.
Chiết tách
Quá trình này bắt đầu từ việc đưa các bong bóng khí mịn vào một chất lỏng, tương tự như hiện tượng sủi bọt, nhưng mục đích ở đây làm dịch chuyển một chất khí khác. Trong thực tế, phương pháp này được sử dụng để loại bỏ oxy khỏi nước, nước hoa quả hoặc rượu vang với sự hỗ trợ của nitơ.
Nạp sản phẩm
Nhiều phương pháp được sử dụng để chiết rót đồ uống. Quy trình liên tục được các nhà sản xuất cải tiến để giảm thiểu tối đa sự trộn lẫn oxy trong đổ uống. Hai trong số các phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là nạp quá áp và hút chân không.
Quy tắc 1: Nạp quá áp
Chai nước được điều áp đến mức áp suất của chất lỏng bằng khí trơ. Đổ đầy chất lỏng dọc theo thành bên trong của chai giúp giảm sự co lại bề mặt và hạn chế sự hấp thụ oxy chỉ còn 0,2 đến 0,3 miligam mỗi chai. Trong hầu hết các nhà máy, không có dự phòng thu hồi khí điều áp, dẫn đến việc sử dụng khí kém hiệu quả hơn. Lượng gas tiêu thụ gấp hai đến ba lần thể tích bình và tiêu tốn nhiều thời gian cho quá trình chuẩn bị vận hành.
Quy tắc 2: Hút chân không
Một phương pháp hiệu quả hơn là hút chân không chai, sau đó nạp khí bằng Nitơ hoặc CO2 và đổ đầy đồ uống vào chai. Trong trường hợp này, lượng khí tiêu thụ không lớn hơn thể tích bình. Hàm lượng oxy dư chỉ ở mức khoảng 0,1 đến 0,2 miligam/bình.
Khi đổ đầy đồ uống không có ga vào thùng chứa, có thể sử dụng một thiết bị phun tia lửa điện đơn giản để đảm bảo rằng khoảng trống trong chai không chứa Oxy.
Một loại vật liệu (frit) được sử dụng để cung cấp nitơ dạng khí vào dòng sản phẩm đang được nạp đầy. Do Nitơ có độ hòa tan thấp trong nước, các bọt khí N2 mịn nổi lên trên đỉnh chai, chiếm chỗ của Oxy trước khi đóng nắp. Kết quả là trong các chai nước giải khát sẽ không còn Oxy. Tuy nhiên, phương pháp này không thể được sử dụng cho đồ uống có ga vì Nitơ cũng sẽ đẩy CO2 ra khỏi chất lỏng.
Ổn định áp suất đồ uống đóng lon và chai nhựa PET
Các lon nước giải khát và chai PET thành mỏng chứa đồ uống không có ga không thể xếp chồng lên nhau nếu áp suất không ổn định. Việc này được khắc phục bằng cách thêm một vài giọt Nitơ lỏng lên bề mặt của đồ uống trước khi niêm phong. Sự bay hơi của các giọt Nitơ làm cho áp suất bên trong bình kín tăng lên. Điều này giúp các thùng chứa ổn định hơn và có thể xếp chồng các bình chứa. Nitơ trong khoảng trống bảo vệ sản phẩm chống lại quá trình oxy hóa và kéo dài thời hạn sử dụng.
Khi nói đến khí đặc biệt, chúng ta thường hình dung ra những bình khí mẫu (khí tinh khiết hoặc khí hỗn hợp) dùng để làm khí mang hoặc để hiệu chuẩn các thiết bị phân tích trong phòng thí nghiệm, theo dõi điều chỉnh các quy trình công nghệ, dùng để chạy máy sắc khí GC, dùng để nuôi cấy phôi, tế bào, phân tích máu hay sử dụng cho những thiết bị y khoa tân tiến như MRI, Máy mổ mắt, Laser Excimer, hay đơn giản chỉ là những bình khí gây mê (N2O) trong phẫu thuật, khí tiệt trùng y tế(EO/CO2.v.v…Khí đặc biệt hiện diện hầu như trong mọi lĩnh vực của cuộc sống và có nhiều ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Ngày 17/11/2018, tại nhà máy Công ty cổ phần Khí công nghiệp Việt Nam, đoàn công tác của Nhật Bản tới tham quan và kiểm tra vận hành an toàn hệ thống. Buổi kiểm tra đã diễn ra tốt đẹp, thu được nhiều kết quả thực tiễn trong quá trình xây dựng nhà máy.Ngày 17/11/2018, tại nhà máy Công ty cổ phần Khí công nghiệp Việt Nam, đoàn công tác của Nhật Bản tới tham quan và kiểm tra vận hành an toàn hệ thống. Buổi kiểm tra đã diễn ra tốt đẹp, thu được nhiều kết quả thực tiễn trong quá trình xây dựng nhà máy.
Tuy có sẵn trong tự nhiên với hàm lượng lớn, chiếm 20 -21% thể tích không khí nhưng không phải cơ thể ai cũng đủ oxy. Oxy vào cơ thể ta còn phụ thuộc vào sự tiếp nhận của phổi, vận chuyển của máu, thông suốt của mạch máu, khả năng làm việc của tim. Các bệnh cấp tính, mãn tính ở phổi đều ít nhiều ảnh hưởng đến sự tiếp nhận oxy của phổi. Khả năng vận chuyển oxy của máu trong điều kiện áp suất không khí bình thường phụ thuộc vào hemoglobin có trong hồng cầu. Khi thiếu máu, phương tiện vận chuyển oxy này bị giảm thiểu, có khi tuy đủ lượng hemoglobin nhưng khả năng vận chuyển oxy của nó giảm, đó là trường hợp khi cơ thể bị ngộ độc các chất gây methemoglobin. Máu của người nghiện thuốc lá nặng tỷ lệ carboxyhemoglobin có thể tới 8 – 10% hemglobin không có khả năng vận chuyển oxy nữa. Sự vận chuyển oxy từ phổi tới các bộ phận của cơ thể còn phụ thuộc vào khả năng làm việc của tim, tình trạng của mạch máu. Khi có bệnh tim mạch, đặc biệt trong bệnh viêm tắc động mạch, tĩnh mạch ảnh hưởng rất nhiều đến việc cung cấp oxy cho cơ thể. Như vậy cùng sống trong một môi trường, nhưng có người cơ thể được cung cấp đủ oxy, có người thiếu. Trong thực tế không chỉ ở bệnh nhân mà ở một số người tuy đang sinh hoạt làm việc bình thường, nhưng toàn cơ thể hoặc ở một cơ quan hay bộ phận nào đó vẫn thiếu oxy ở mức độ nhất định.
Da thiếu Oxy: hằng ngày chúng ta tiếp xúc với không khí bị ô nhiễm nghiêm trọng, làn da trở nên nhạy cảm và thiếu Oxy khiến da nhanh chóng bị lão hóa, làm chậm quá trình trao đổi chất, tối sạm, khô, độ đàn hồi kém, dễ hình thành các nếp nhăn, thậm chí mất cân bằng của sự bài tiết chất nhờn và da trở nên xám xỉn, dễ nổi mụn.
Não thiếu Oxy: thiếu Oxy lâu dài sẽ dẫn đến trí nhớ bị suy giảm, đau vai, mỏi mắt, viêm mũi, viêm phế quản, cao huyết áp, hen suyễn, đục thủy tinh thể, xung huyết não, tắc nghẽn mạch máu, bệnh trĩ, táo bón, sơ mạch máu, lạnh tay chân, viêm khớp.
Oxy rất cần thiết do đó thiếu oxy là nguyên nhân tiên phát hoặc thứ phát của nhiều bệnh. Có nhiều bệnh: ngộ độc oxyd carbon, suy tim, hen suyễn…. thiếu oxy toàn thân. Cũng có nhiều bệnh nhân thiếu máu ( thực ra là thiếu oxy) cục bộ như: thiếu máu cơ tim, thiểu năng tuần hoàn não… Bệnh tiểu đường lâu ngày thường gây viêm tắc mạch, nhất là các mạch máu chân. Khi nặng gây hoại tử bàn chân, lúc đó tại đây thiếu oxy trầm trọng.
Để cơ thể khỏe mạnh, làm việc có năng suất cần luôn luôn đảm bảo đủ nhu cầu oxy cho cơ thể. Tạo môi trường sống, làm việc, nghỉ ngơi có nhiều cây xanh, thông thoáng là biện pháp rất cần thiết.
CHẤT LƯỢNG - AN TOÀN - HIỆU QUẢ - CẠNH TRANH
Views Today : 93
Total views : 446027
Who's Online : 1