Cách làm than hoạt tính từ bã mía

Với thành phần 60-80% carbohydrate, hàm lượng cacbon hữu cơ lên đến 92%, bã mía là nguyên liệu tốt để sản xuất than hoạt tính. Quy trình và cách làm than hoạt tính từ bã mía gồm hai giai đoạn chính, hãy tham khảo nội dung trong bài viết này của VITEKO để biết thêm chi tiết.

I. Quy trình và cách làm than hoạt tính từ bã mía

Bã mía chứa 55-85% cellulose và hemicellulose, hai thành phần chính tạo nên cấu trúc xốp tự nhiên cho than. Lignin chiếm 15-27%, có vai trò như chất kết dính. Tổng hàm lượng carbohydrate 60-80% giúp bã mía thành nguyên liệu tiềm năng để sản xuất than hoạt tính chất lượng. Sau đây sẽ là tổng quan về quy trình và cách làm than hoạt tính từ bã mía.

1.1. Chuẩn bị nguyên liệu bã mía

Quy trình chuẩn bị nguyên liệu quyết định 70% chất lượng sản phẩm. Bã mía phải được:

• Thu gom mía tươi: Từ nhà máy trong vòng 24 giờ
• Rửa sạch: Loại bỏ đường dư, tạp chất, những vật liệu lạ như đất, cát, kim loại
• Sấy khô: Ở 110°C trong 150 phút đến độ ẩm < 15%
• Nghiền nhỏ: Sàng lấy cỡ hạt 10-40 mesh (0,4-2,0 mm) để tăng diện tích tiếp xúc

1.2. Giai đoạn than hóa bã mía

Than hóa là quá trình nhiệt phân bã mía trong môi trường thiếu oxy để tạo ra than thô. Cơ chế cacbon hóa:

• 100-200°C: Mất nước, khô hoàn toàn
• 200-300°C: Phân hủy hemicellulose
• 300-400°C: Bắt đầu phân hủy cellulose
• 400-500°C: Phân hủy hoàn toàn cellulose và một phần lignin
• 500-650°C: Tạo cấu trúc cacbon ổn định

Lưu ý: Tốc độ gia nhiệt tăng từ từ để tránh than bã mía gặp trường hợp nứt vỡ.

1.3. Giai đoạn hoạt hóa than hoạt tính bã mía

Giai đoạn này sẽ giúp than bã mía tạo ra cấu trúc lỗ xốp và tăng diện tích bề mặt hấp phụ. Hoạt hóa hóa học bằng H₂SO₄, Axit sulfuric 70% có thể ăn mòn có chọn lọc các vùng yếu trong cấu trúc cacbon, loại bỏ tạp chất kim loại và hữu cơ.

Quy trình chi tiết:

• Ngâm trong dung dịch: Tỷ lệ H₂SO₄ : bã mía = 2,5 : 1 (w/w) trong 24 giờ
• Rửa sơ bộ: Loại bỏ axit dư bằng nước cất
• Xử lý kiềm: KOH 15%, tỷ lệ 1:1 trong 2 giờ
• Nung hoạt hóa: 650°C trong 3 giờ, khí N₂
• Làm sạch: HCl 10% rồi rửa đến khi độ pH ở mức trung tính

Thời gian hoạt hóa có thể lên đến vài giờ, tùy thuộc vào nhiệt độ và loại khí sử dụng.

1.4. Xử lý hoàn thiện sau hoạt hóa

• Than hoạt tính sau khi hoạt hóa được rửa sạch bằng nước cất để loại bỏ các tạp chất và sản phẩm phụ
• Sấy khô than hoạt tính ở nhiệt độ trong khoảng 100-110°C
• Nghiền nhỏ than hoạt tính đến kích thước mong muốn
• Sàng lọc để loại bỏ các hạt có kích thước không phù hợp
• Đo EC < 50 μS/cm đảm bảo loại sạch muối

Than hoạt tính bã mía sau đó có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Đừng quên tham khảo thêm tổng hợp các [Cách làm than hoạt tính tại nhà] để biết thêm nhiều loại than hoạt tính khác nhé!

II. Ứng dụng của than hoạt tính từ bã mía

Than hoạt tính từ mía sở hữu cấu trúc lỗ xốp phát triển với diện tích bề mặt riêng lớn, được ứng dụng:

• Than hoạt tính bã mía có tính kiềm, thích hợp xử lý nước chua, hấp phụ Ca²⁺, Mg²⁺ gây độ cứng trong nước, giảm mùi clo, loại bỏ 90% cadmium (Cd), 85% chì (Pb), 80% đồng (Cu),…
• Lọc nước máy để uống trực tiếp, cải thiện vị và mùi nước, loại bỏ clo dư từ quá trình khử trùng, xử lý nước thải dệt nhuộm (loại bỏ màu), nước thải công nghiệp (kim loại nặng), nước thải sinh hoạt (BOD, COD)
• Loại bỏ mùi tanh, H₂S từ quá trình phân hủy cá, hấp phụ mùi men, alcohol bay hơi trong lò bánh, loại bỏ aldehyde, ketone gây mùi hôi ở nhà máy dầu ăn, xử lý NH₃, amine từ lên men cho xưởng sản xuất nước mắm,…

III. Một số câu hỏi thường gặp về cách làm than hoạt tính từ bã mía

Q1. Làm 1kg than hoạt tính cần bao nhiêu kg bã mía?

Trả lời: Để làm than hoạt tính từ bã mía đạt 1kg sản phẩm chất lượng cao, cần 3-4 kg bã mía khô làm nguyên liệu ban đầu. Con số này phụ thuộc vào nhiều yếu tố kỹ thuật quan trọng.

• Bã mía tươi: 45-55% độ ẩm → Cần 4-5 kg cho 1 kg than
• Bã mía phơi khô: 15-20% độ ẩm → Cần 3-3,5 kg cho 1 kg than
• Bã mía sấy khô: 10-12% độ ẩm → Cần khoảng <3 kg cho 1 kg than

Q2. Chi phí sản xuất than hoạt tính từ bã mía là bao nhiêu?

Trả lời: Chi phí sản xuất than hoạt tính từ bã mía ước tính 707 USD/tấn (khoảng 16,5 triệu VNĐ/tấn), thấp hơn 40% so với than hoạt tính thương mại nhập khẩu. Đây là con số được tính toán dựa trên thị trường Ai Cập và có thể điều chỉnh phù hợp với điều kiện Việt Nam.

Q3. Than hoạt tính bã mía có bền không?

Trả lời: Than hoạt tính từ bã mía có độ bền cao, tuổi thọ 2-5 năm tùy điều kiện bảo quản và sử dụng. Đặc biệt, sản phẩm có thể tái sinh 3-5 lần với hiệu suất duy trì 80-90%, làm tăng đáng kể giá trị kinh tế.

Mọi thông tin chi tiết về quy trình và cách làm than hoạt tính từ bã mía đã được VITEKO hướng dẫn và phân tích ở nội dung trên. Nếu vẫn còn điều gì thắc mắc, vui lòng để lại bình luận hoặc liên hệ ngay qua hotline 093 345 5566 để chúng tôi có thể hỗ trợ kịp thời.