Lời cảm ơn
Với lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi đến PGS.TS.
phạm văn khiêm và Thạc sĩ. Trần Thị Dung đã giao đề
tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình em thực
tập tại Cơ sở chế tạo màng lọc - Đại học Quốc gia Hà
Nội.
Và còng qua đây em xin gửi lời cảm ơn đến các anh
chị trong Cơ sở chế tạo màng lọc - Đại học Quốc gia Hà
Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực
tập tại đây.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa và
các bạn sinh viên K
44
B
đã động viên và giúp đỡ em trong
quá trình học tập và hoàn thành khoá luận này.

Mục lục
Lời cảm ơn
MỞ ĐẦU 4
PHẦN TỔNG QUAN 5
1. Giới thiệu chung về màng lọc 5
1.1 Cấu trúc của màng 5
1.2. Các kiểu màng 5
1.3 Một số đặc tính của màng 6
1.4. Một số đặc trưng cơ lý của màng 6
1.5. Cơ chế tách trên màng 8
1.5.1. Thuyết mô hình mao quản 8
1.5.2. Thuyết sàng lọc 8
1.6. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách trên màng 8
2. Công nghệ sản xuất bia 10

2.1. Hoá chất, thiết bị 29
2.1.1. Hoá chất 29
2.1.2. Thiết bị 29
2.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng màng lọc 29
2.3. Các phương pháp phân tích kiểm tra độ lưu giữ của màng lọc.30
2.4. Nghiên cứu chế tạo màng lọc bia Xellulo axetat
và polyprobylen biến tính 31
2.4.1. Quy trình công nghệ 31
2.4.2. Màng Xellulo axetat kéo trên kính 32
2.4.3. Màng Xellulo axetat có đế vải 32



2.4.4. Màng Xellulo axetat và polyprobylen biến tính 33
2.5. Ứng dụng màng lọc xử lý nước rác Nam Sơn Hà Nội 35
2.5.1. Tìm hiểu sự biến động hàm lượng chất hữu cơ và amoni
của nước rác Nam Sơn 35
2.5.2. Kết quả lọc nước rác  Sơn sau cộng đoạn xử lý hoá lý
và tách loại amoni 35
2.5.3. Khảo sát độ lưu dữ theo thời gian bốc hơi của màng lọc 36
2.5.4. So sánh màng M3 với màng vi trùng có kích thước lỗ 0,22 µm
37
KẾT LUẬN 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO



MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây màng và kỹ thuật lọc màng đã phát triển rất
mạnh, phạm vi ứng dụng của nó rất rộng rãi. Màng đã được ứng dụng vào

kết quả nhất định. Sau đây là kết quả của chúng tôi trong việc Bước đầu
nghiên cứu chế tạo màng siêu lọc ứng dụng thử để lọc bia và xử lý nước
bãi rác Nam Sơn - Sóc Sơn - Hà Nội.
PHẦN TỔNG QUAN.
1.Giới thiệu chung về màng lọc.
1.1. Cấu trúc của màng
Có 2 loại cấu trúc của màng là :
 Màng đối xứng: là loại màng có cấu trúc đồng nhất từ trên xuống
dưới với 2 mặt hoàn toàn  nhau. Loại màng này được sử dụng chủ yếu
trong vi lọc để lọc các vật nhỏ  bụi bẩn, hoặc dùng cho thẩm tách máu (:
màng xenlophan, cuprophan )
 Màng bất đối xứng: là loại màng có chứa lớp hoạt động cực
mỏng và lớp đỡ xốp, loại màng này có hiệu quả tách tốt. Tuỳ theo điều kiện
tạo màng mà có thể thay đổi chiều dày lớp hoạt động và cấu trúc lớp đỡ xốp.
Lớp hoạt động thường dày từ 0,1µm đến 1µm còn lớp đỡ xốp dày từ 100µm
đến 300µm. Tuỳ theo cấu trúc của lớp đỡ mà màng được chia làm 2 loại :
+ Loại có cấu trúc ngón tay: Rất xốp và chứa các lỗ lớn hình ngón tay,
xuất phát từ lớp hoạt động và vuông góc với nó.
+ Loại có cấu trúc bọt (tổ ong): Ýt xốp hơn có chứa các lỗ nhỏ phân
bố tương đối đồng đều.



-Khả năng tách của màng do lớp hoạt động quyết định (lớp hoạt động
mỏng có nhiệm vụ giữ chất cần tách) còn lớp đỡ chỉ làm tăng độ bền cơ học
của màng, giữ cho lớp hoạt động khỏi bị rách chứ không cản trở tới việc vận
chuyển dung môi và chất tan qua màng.Các lỗ xốp để dung môi đi qua. Do đó
loại màng này có năng suất lọc cao.
-Ngoài loại màng có lớp hoạt động và lớp đỡ làm từ cùng một loại vật
liệu còn có loại màng với lớp hoạt động và lớp đỡ xốp làm từ các loại vật liệu


- Độ xốp của màng là thể tích lỗ trống không bị chiếm bởi vật liệu
làm màng trên tổng diện tích của màng. Độ xốp được quyết định bởi kích
thước lỗ và mật độ lỗ.
1.4. Một số đặc trưng cơ lý của màng.
1.4.1.Chiều dày của màng.
- Chiều dày của màng là một đặc trưng quan trọng, chiều dày
màng được khống chế khi chế tạo. Nếu màng quá dày thì trở lực của màng
càng lớn và năng suất lọc của màng bị giảm, nhưng màng sẽ bền hơn, ngược
lại màng mỏng sẽ không bền. Thông thường các màng làm ra có chiều dày từ
100 µm ÷ 500 µm. Và chiều dày màng là dao động từ 10% so với giá trị xác
định.
1.4.2. Năng suất lọc và sự bít lỗ .
- Năng suất lọc kí hiệu Jv: là năng suất dòng nước qua màng đuợc
tính bằng thể tích nước qua màng trên một đợn vị diện tích bề mặt màng trong
một đơn vị thời gian.
Jv =
tS
V
.
=
S
Vv














h
l
.
- Năng suất lọc là một yếu tố quan trọng quyết định đến giá trị của
màng. Phương pháp đơn giản để xác định năng suất lọc là lắp màng vào hệ
thống thử màng, sau đó kiểm tra sự chênh lệch áp suất trên máy và xác định
lưu lượng của dịch lọc đi qua.



- Tốc độ bít lỗ của màng được biểu diễn qua sự giảm dòng chất
lỏng đi qua màng ở cùng một áp suất đặt vào. Để kéo dài thời gian sử dụng
của màng người ta còn sử dụng phương pháp rửa ngược (có nghĩa là quay
ngược mặt dưới của màng, dùng áp suất để đẩy chất tan bị giữ trên mặt màng
ra khỏi bề mặt màng). Sự rửa ngược có ý nghĩa với các thiết bị lọc công suất
cao mà giá thành vật liệu không quá đắt.
1.4.3. Độ nén Ðp.
- Đối với quá trình lọc đặc biệt là lọc màng đòi hỏi phải có một sự
chênh lệch áp suất giữa hai phía của màng lọc. Khi hoạt động do sự chênh
lệch áp suất nên màng bị nén lại làm độ xốp của màng giảm đi, trở lực của
màng tăng lên. Tuỳ thuộc vào sự chênh lệch áp suất và thời gian làm việc mà
màng bị nén Ýt hay nhiều, khi đó năng suất lọc cũng bị giảm xuống so với khi
chưa bị nén trong cùng một điều kiện lọc.
- Độ nén Ðp cho ta biết đối với từng loại màng nào nên sử dụng

Sự phân cực nồng độ là hiện tượng tăng nồng độ chất tan trên bề mặt
màng do dung môi vận chuyển được qua màng và chất tan thì bị giữ lại. Theo
thời gian dưới tác dụng của áp suất dung môi vận chuyển qua màng, chất tan
tích tụ ngày càng nhiều trên bề mặt màng. Sự tăng nồng độ chất tan trên bề
mặt màng làm thay đổi đặc tính tách bình thường của màng: làm giảm sự
thấm nước, tăng vọt áp suất thẩm thấu.
Ta có thể làm giảm sự phân cực nồng độ bằng cách tạo ra các dòng
chảy mạnh trên bề mặt màng. Tuy nhiên, màng vẫn phải được làm sạch định
kỳ, thường xuyên loại bỏ cặn bẩn, kết tủa trên bề mặt màng.
1.6.2. Ảnh hưởng cấu trúc dung dịch.
Khi tiến hành tách các dung dịch khác nhau trong cùng một điều kiện
thì độ lưu giữ cũng  năng suất lọc qua màng là khác nhau. Điều đó chứng tỏ
bản chất dung dịch và cấu trúc của nó có ảnh hưởng tới quá trình tách bằng
màng.



Đối với dung dịch muối quá trình hoà tan là quá trình có sự tương tác
chất tan và dung môi. Hiệu ứng của quá trình có khi rất lớn do liên kết giữa
chất tan và dung môi, liên kết đó có thể là sonvat hoá hay hidrat hoá ( dung
môi là nước ).
Quá trình hidrat hoá: Khi một chất tan vào nước thì các phần tử nước
(phân cực) sẽ bao bọc xung quanh chất tan, hình thành lớp vỏ hidrat bao bọc
chất tan, những phần tử nước không chuyển động tự do mà gắn liền với ion
chất tan. Những phần tử nước còn lại không tham gia lớp vỏ hiđrat gọi là
nước tự do, chúng có khả năng chuyển động tự do và tương đối linh động. Độ
lưu giữ và lưu lượng qua màng thay đổi khi lượng nước tự do thay đổi hay
cấu trúc dung dịch thay đổi.
1.6.3. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch.
Trong quá trình tách trên màng áp suất thẩm thấu có vai trò quyết định

v
.
J
v
= β
1
+ β
2
. lgP.
β
1
, β
2
là các hằng số phụ thuộc vào từng loại màng và dung dịch tách .
1.6.5. Bản chất chất điện li.
Khi tách dung dịch muối vô cơ bằng quá trình lọc qua màng độ lưu
giữ và năng suất lọc qua màng phụ thuộc vào khả năng hidrat của muối. Các
ion có vỏ hidrat càng lớn thì độ chọn lọc càng cao đồng thời áp suất càng nhỏ
dẫn đến năng suất lọc càng lớn.
1.6.6. Các yếu tố ảnh hưởng khác.
• Dung dịch tách huyền phù, keo, nhũ tương có khả năng làm bít lỗ
màng, làm giảm khả năng lọc và tăng áp suất thẩm thấu. Do đó khi tách qua
màng phải loại bỏ sơ bộ các tạp chất này.
• Khử các loại vi sinh vật trước khi qua màng, chúng có thể ăn các
polime hữu cơ làm giảm thời gian làm việc của màng. Các yếu tố trên còn
được loại bỏ bằng thiết bị tiền lọc.
• pH có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của màng, phải điều chỉnh pH
thích hợp cho từng loại màng.
• Nhiệt độ dung dịch tách quá cao cũng ảnh hưởng tới tuổi thọ của
màng.

bia. Quá trình quan trọng nhất mà qua đó hạt đại mạch trở thành hạt malt là sự
nảy mầm và sấy khô. Mục tiêu lớn nhất của quá trình nẩy mầm và cũng là
mục tiêu chủ yếu của quá trình sản xuất malt là để hoạt hoá, tích luỹ về khối
lượng và hoạt lực của hệ enzym có trong hạt đại mạch.
Yêu cầu của hạt đại mạch :
+ Hạt bảo quản tốt khi độ Èm < 14%.
+ Hàm lượng Protein <11%.
+ Hàm lượng tinh bét 63- 65 % chất khô.
+ Khi kiểm tra phải có mùi tinh và vị hơi ngọt .
Tính chất và thành phần của malt là những yếu tố quyết định hương, vị,
màu sắc, khả năng tạo bọt và độ bền của bia.



- Hoa houblon: là nguyên liệu gây cho bia vị đắng đặc biệt và mùi thơm
dễ chịu, đồng thời hoa houblon chiết ra những chất có tác dụng sát trùng, do
đó làm tăng thời gian bảo quản bia, giúp cho thành phần của bia được ổn định
và bọt bia giữ được lâu tan. Ngoài ra tinh dầu thơm của hoa houblon tạo cho
bia một mùi thơm đặc trưng, rất nhẹ nhàng và dễ chịu. Tinh dầu có dạng chất
lỏng trong suốt màu vàng nhạt hoặc không màu, có mùi thơm rất mạnh.
2.2 Quá trình đường hoá hoa houblon.
Đây là giai đoạn chuẩn bị dịch đường cho men. Nguyên liệu sau khi đã
nghiền nhỏ sẽ được trộn với nước ở trong hệ thống thiết bị đường hoá. Lượng
nước phối trộn với bột nghiền phụ thuộc vào chủng loại bia sản xuất và đặc
tính kỹ thuật của hệ thống thiết bị. Trong môi trường giàu nước, các hợp chất
có phân tử lượng thấp có sẵn trong nguyên liệu sẽ hoà tan vào nước và trở
thành chất tan của dịch đường. Các hợp chất cao phân tử : tinh bột,
Protein sẽ bị các enzym phân huỷ, phân cắt thành các sản phẩm có phân tử
lượng thấp và hoà tan vào nước để trở thành chất tan của dịch đường  :
Glucozơ, maltozơ, dextrin

o
C và được bổ xung oxy với lượng 30-35 ml/ lit dịch, tạo
điều kiện cho nấm men phát triển rồi chuyển vào thiết bị lên men.
2.3. Quá trình lên men.
Đây là một quá trình quan trọng nhất của sản xuất bia.
Gồm hai quá trình:
- Quá trình lên men chính.
- Quá trình lên men phô.
Khi đó đường có trong nước nha được lên men dưới tác dụng của nấm
men.
Về cơ bản quá trình lên men là quá trình oxy hoá khử được tiến hành
do hoạt động sống của vi sinh vật, dưới xúc tác của các enzym nhằm cung cấp
năng lượng và các hợp chất trung gian cần thiết khác. Các phản ứng hoá sinh
cơ bản của quá trình lên men là:
- Các phản ứng đường phân
-  trình Kreps
-  trình Pentozơ photphat.
Song song với quá trình lên men còn xảy ra rầt nhiều quá trình hoá sinh
, sinh lý, hoá học, lý học rất phức tạp, Những quá trình này đóng vai trò rất
quan trọng đối với chất lượng bia thành phẩm. Kết quả của quá trình lên men
là tạo ra rượu Etylic, CO
2
và các sản phẩm phụ khác.
Quá trình lên men được tiến hành trong thùng liên hợp, được chế tạo có
áo lạnh và thùng bảo ôn bên ngoài, với hệ thống điều chỉnh nhiệt độ của bia
trong thùng khi cần. Hai mẻ nấu được lên men trong một thùng. Thời gian lên
men 10-14 ngày. Khi lên men nhiệt độ trong thiết bị lên đến 14-16
o
C, áp suất
ở 1,3-1,5 bar, nhiệt độ và áp suất tự động khống chế. Sau 8 ngày lên men, duy

Nguyên tắc lọc bia được xây dựng trên 2 quá trình :
- Giữ chặt bằng lực cơ học tất cả các hạt có kích thước lớn hơn
kích thước lỗ hổng của vật liệu lọc.
- Hấp phụ các hạt có kích thước bé hơn, các hạt hoà tan dạng keo và các
hạt hoà tan phân tử.
Độ trong của bia đạt được là nhờ giai đoạn hấp phụ này. Hiệu quả của
quá trình hấp phụ, phụ thuộc trước hết vào bản chất của chất hấp phụ và chất
bị hấp phụ, sau đó là thời điểm trong quá trình lọc.
Ly tâm là phương pháp thứ hai thường được sử dụng trong sản xuất để
làm trong bia. Việc tách các hạt phân tán ra khái pha lỏng hoàn toàn mang
tính chất cơ học.
2.4.3. Các phương pháp làm trong bia.



- Dùng máy ly tâm:
Việc tách các hạt phân tán ra khái pha lỏng hoàn toàn mang tính chất
cơ học:
+ Ưu điểm của phương pháp này : tiện lợi, kỹ thuật thao tác đơn giản,
dễ có khí hoá, mặt bằng diện tích chiếm Ýt, năng suất cao, chi phí sản xuất
thấp, sự thay đổi thành phần và tính chất của bia không đáng kể.
+ Nhược điểm của phương pháp: bia không đạt được độ trong cần thiết,
không loại hoàn toàn nấm men nên độ bền keo của sản phẩm không cao.
- Lọc bằng bông:
Xơ bông được trộn với bột amiang rồi Ðp thành bánh hình tròn ( hoặc
hình chữ nhật, hình vuông). Vì độ dày của bánh khá lớn nên gọi là khối lọc.
Các bánh được xếp trong một ống dài gọi là cột bông.
+ Ưu điểm của phương pháp: Cột bông có thể hấp phụ mạnh nấm men
và các phân tử phân tán cơ học nên bia đạt được độ trong cần thiết và loại
được gần hết nấm men và vi sinh vật có hại. Lọc trong cột bông tránh được sự

loại bỏ được hết nấm men, vi khuẩn mà không làm ảnh hưởng đến màu sắc và
hương, vị của bia





!"#

$%
$&$"'
($)
*
+
",*
-.$
/0 (,
1* 2,
$34
$34
-4536


2.76


89:;9<
=/>7
?


độ trong suốt của bia.
Các chỉ tiêu cảm quan trên là các chỉ tiêu đầu tiên đập vào mắt người
uống. Bia tốt có màu vàng rơm, sánh lấp lánh.
Bia có bọt nhiều, dày mịn và lâu tan là dấu hiệu của bia tốt. Bia có bọt
mịn và dày thường có vị ngon.
3.1. Các chỉ tiêu cảm quan của bia.
- Độ trong suốt, hương vị, bọt và độ bão hoà CO
2
được đánh giá trực tiếp
bằng phương pháp cảm quan theo thang điểm sau:
+ Độ trong suốt :10 điểm.
+ Hương và vị : 50 điểm.
+ Bọt và độ bão hoà CO
2
: 40 điểm.



- Bia có độ trong suốt cao và lấp lánh, óng ánh được đánh giá 10 điểm.
Không lấp lánh, không óng ánh 8-9 điểm. Bia có độ trong trung bình 4-5 điểm
.Bia vẩn đục gọi là bia hỏng, không có điểm
- Bia có hương và vị đúng hoàn toàn với tiêu chuẩn đã đăng kí
theo từng loại bia ( bia hơi, bia chai, bia hộp) cho 49-50 điểm , hương và vị
tốt 46-48 điểm, hương và vị đạt 42-45 điểm , hương vị không tốt 38-41 điểm.
Bia có hương vị không phù hợp với tiêu chuẩn đã đăng kí : có mùi của nấm
men, phảng phất mùi phenol, vị đắng khó chịu sẽ được điểm rất thấp, có thể
bị loại bỏ.
- Tổng cộng nếu bia được 96-100 điểm thì được coi là loại có chất lượng
rất cao; 90-95 điểm là loại tốt ; 85-89 điểm là loại đạt ; dưới 85 điểm là loại
xấu.

• Chỉ tiêu của bia chai.
Tên chỉ tiêu Mức
Vi khuẩn hiếu khí tính theo số
khuẩn lạc trong 1ml bia
≤ 100
Vi khuẩn kị khí Không được phép có
E.coli Không được phép có
Nấm men Không được phép có
•Chỉ tiêu của bia hộp.
Tên chỉ tiêu Mức
Tổng sè vi khuẩn hiếu khí,
khuẩn lạc trong 1ml bia
≤ 100
E.coli Không được phép có
Vi sinh vật gây đục Không được phép có
Các nấm men, nấm mốc, số
khóm nấm
Không được phép có
Vi trùng gây bệnh đường ruột Không được phép có
4.Rác thải sinh hoạt, các thông số chính của nước rác và các
phương pháp xử lý nước rác.
4.1. Rác thải sinh hoạt.
4.1.1. Nguồn gốc
Rác thải sinh hoạt tạo ra từ các nguồn chủ yếu sau :
- Từ các khu dân cư.
- Từ các trung tâm thương mại.
- Từ các cơ sở trường học, công trình công cộng.
- Từ dịch vụ đô thị, sân bay.
- Từ các hoạt động xây dựng đô thị.


thời gian.
Trong đó, vật liệu bằng kim loại, thủy tinh, các loại chất dẻo có thể tái
sử dụng thành vật liệu composit và một số dạng đặc biệt khác.
•Nhóm 3: Chất thải từ nông nghiệp



Là những chất thải và mẩu thừa từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp
(trồng trọt, thu hoạch) các loại cây trồng, các phế thải từ quá trình chế biến
sữa, của lò giết mổ
Nhóm này được tập kết cùng với nhóm 1 để xử lý bằng phương pháp
phân huỷ sinh học.
4.2. Các thông số chính của nước rác.
4.2.1. Hàm lượng chất rắn.
Là thành phần vật lý đặc trưng quan trọng nhất của nước thải. Nó bao
gồm các chất rắn nổi, lơ lửng, keo và tan.
Hàm lượng các chất rắn ttong nước được đánh giá bằng các thông số:
- Tổng chất rắn (TS) : trọng lượng khô tính bằng mg, sau khi cho bốc hơi 1l
nước mẫu và sấy khô ở nhiệt độ 103
0
C cho đến khi trọng lượng khô không
thay đổi. Đơn vị tính bằng mg/l.
- Hàm lượng chất rắn huyền phù (SS): là hàm lượng chất rắn lơ lửng có trong
1l nước. Được tính bằng trọng lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy
lọc sợi thuỷ tinh sau sấy khô ở T
0
= 103
0
C- 105
0

và H
2
O.
Để thực hiện phản ứng oxy hoá, xác định COD người ta thường dùng
chất oxy hoá mạnh theo các phương pháp:
+ Xác định COD theo phương pháp dicromat
Phương trình phản ứng:
Các chất hữu cơ + Cr
2
O
7
2-
+ H
+
CO
2
+ H
2
O +2 Cr
3+
.
K
2
Cr
2
O
7
có khả năng oxy hoá hoàn toàn các chất hữu cơ có trong nước
thải, khi đun thực hiện phản ứng trong 2h.
+Phương pháp xác định COD bằng dung dịch KMnO