Khai thác cao su thiên nhiên potx

1
1.3 Khai thác cao su thiên nhiên
1.3.1 Phương pháp cạo
Cạo nửa vòng: xoắn ốc nửa chu vi thân cây, 1-2 ngày/
lần.
150- 160 lần/ năm. Áp dụng cho cây trẻ(nhất là giống
ghép).
Cạo nguyên vòng (Socfin): xoắn ốc nguyên chu vi thân
cây, 3-4 ngày/ lần.
75- 90 lần/ năm. Áp dụng cho cây trưởng thành, tiết
kiệm khoảng 20% công thợ.
Cạo 2 bán vòng: xoắn ốc 2 nửa chu vi thân cây, 4 ngày/
lần. 75- 90 lần/ năm.
2
1.3.2 Điều kiện và cách cạo
Vòng thân > 45 cm, đo ở độ cao 1m.
50% số cây đạt tiêu chuẩn (~ 200-250 cây/ha).
Từ chiều cao 1m cách mặt đất, thực hiện rạch cạo 1
đường từ trái sang phải với độ dốc 30
0
đối với
đường nằm ngang.
Tách rạch 1 vỏ bao bọc mỏng từ 1- 1,5mm bề dày vỏ cây
cạo vào khoảng 20cm/năm(cạo nửa vòng) hoặc
15cm/năm(cạo nguyên vòng).
3
4
1.3.3 Thành phần latex
oLatex là mủ cao su ở trạng thái huyền phù chứa các
chất phân tán nằm lơ lửng trong dung dịch có nhiều chất
hữu cơ và vô cơ.

oNgoài hyđrocacbon cao su ra, latex còn chứa nhiều chất
cấu tạo cũng có trong mọi tế bào sống, đó là prôtêin acid
béo, sterol, glucid, heterosid enzyme, muối khoáng…
oHàm lượng những chất cấu tạo nên latex thay đổi tùy
theo các điều kiện về khí hậu, họat tính sinh lý và hiện
trạng sống của cây.
5
Phân tích mẫu latex đã đưa ra kết quả như sau:
oCao su : 30-40%
oNước : 52-70%
oProtêin : 2-3%
oAcid béo + dẫn xuất : 1-2%
oGlucid + Heterosid : 1%
oKhoáng chất : 0.3-0.7%
oChất ổn định : Là thành phần protêin có
trong latex.
6
Latex
•Trong quá trình bảo quản latex thường được bổ sung
NH
3
để tránh đông tụ.
• Trong latex có nhiều loại hạt như phân tử cao su, hạt
lutoid…chứa trong dung dịch chất lỏng gọi là “serum”.
• Serum có cấu tạo là nước có hòa tan nhiều chất muối
khoáng, acid, đường, muối hữu cơ, kích thích tố, sắt tố,
enzyme có pH = 6,9-7,0 và có điểm đẳng điện thấp ( pH
= 4.7).
•Các hạt phân tử cao su trong latex: Chúng được cấu
tạo thành 2 lớp: bên trong là các hạt cao su polyizoprene –

[-C5H8-]
n
;bên ngòai là lớp chất bề mặt (protein,…)
7
Lý tính
•Trong 1ml mủ nước có chứa 35% hàm lượng cao su
khô, có khoảng 200 triệu hạt cao su.
•Đường kính trung bình mỗi hạt là 0,139-0,173 mm. mủ
cao su mang tính kiềm yếu nhưng sau một thời gian, các
vi sinh vật phát triển sẽ tiết ra các loại acid làm pH giảm
và mủ bị đông tụ.
•Khối lượng riêng của cao su khô là 0.92-0.96 g/cm
3
.
•Cao su thiên nhiên là cao su không phân cực nên dễ tan
trong các dung môi không phân cực họ béo, họ thơm, ít
tan trong các dung môi .
8
Tính chất lý học của cao su thiên nhiên
9
Tính chất
Đơn vị đo/hệ số
Tỷ trọng
0.92g/cm
3
Chiết suất
1.52
Hệ số trương nở thể tích
0.00062/
o

C
Khả năng tỏa nhiệt khi đốt
10.7cal/g
Độ dẫn nhiệt
0.00032cal/giây/cm
3
/
o
C
Hằng số điện môi
2.73
Hệ số công suất (1000 chu
kỳ)
0.15 – 0.2
Trở kháng thể tích
10 Ohm/cm
3
Hóa tính
•Cấu trúc phân tử cao su thiên nhiên là polyizopren có
công thức (–C
5
H
8
–)
n
,n= 20.000 ở dạng izopren cis- 1,4
này chiếm 100% trong dây phân tử cao su của giống
Hevea Brasilliensis.
•Chính nhờ cấu trúc đều đặn này làm cho cao su kết tinh
khó bị kéo căng, dẫn đến kết quả là lực kéo đứt cao su

sống rất cao tác động tốt đến quy trình cán luyện cũng
như tính năng của sản phẩm khi chưa có độn.
10
Hóa tính (tt)
Mỗi 1 đơn vị –C
5
H
8
– của dây phân tử lại có 1 nối đôi
(chưa có bão hòa) làm cho cao su lưu hóa dễ dàng, nhất là
lưu hóa lưu huỳnh.
Điều này cũng làm cho cao su dễ bị oxi hóa, ozone tác
kích dẫn đến tình trạng lão hóa (đứt mạch), do đó tính
chịu nhiệt của cao su kém.
Cao su thiên nhiên dễ dàng bị phân hủy ở nhiệt độ
1920C. Ngoài ra cao su thiên nhiên có phân tử không phân
cực nên dễ bị hòa tan trong môi trường không phân cực
và không hòa tan trong môi trường phân cực như:
acetone, rượi…
11
•1.3.4 Sự đông tụ latex
•Đông đặc tự nhiên: pH giảm do enzym hay vi khuẩn biến
đổi hóa học; enzyme dehydrate hóa các lipid phức hợp
(phosphatid, lecithid) => savon không tan (alcalinoterreuz),
thay thế protein bề mặt hạt cao su => đông đặc
•Đông đặc bằng acid: axit formic 0.5% khối lượng latex,
acid acetic 1%.
•Đông đặc bằng muối hay chất điện giải: phần tử mang
điện trong huyền phù sẽ sẽ bị khử điện tích do sự hấp
thụ của ion điện tích đối nghịch và xảy ra sự đông kết.

Tăng theo hoá trị của ion. Vd: Ca(NO
3
)
2
; CaCl
2
; MgCl
2
,
MgSO
4
, Al
2
(SO
4
)
3
.
12
1.3.4 Sự đông tụ latex (tt)
•Đông đặcbằng cồn/aceton: do tác động khử nước các
protein bề mặt hạt cao su.
•Đông đặc bằng cách khuấytrộn: dưới tác động cơ
học => động năng của hạt cao su tăng nhanh => khống
chế lực đẩy tĩnh điện và vô hiệu hóa lớp protein hút
nước.
•Đông đặc bởi nhiệt: -15 C => phá vỡ hệ thống hấp thu
nước của protein, nhiệt độ cao sẽ là điều kiện xúc tác
cho các chất gây đông đặc: Zn2+, NH4 –.
13

1.3.5 Các loại sản phẩm cao su thiên nhiên
•Cao su tờ RSS (Ribbed smoked sheet): dày từ
2.5→3.5mm, màu hổ phách, trên bề mặt có vân sọc, xông
hơi bằng khói bụi. Có 5 hạng: RSS1, RSS2, RSS3, RSS4,
RSS5.
•Cao su tờ ICR (Initial concentration rubber) : đánh đông
ở nồng độ nguyên thủy DRC ~ 33%; xông khói hoặc hơi
nóng. Có 4 hạng: ICR1, ICR2, ICR3, ICR4.
•Cao su tờ ADS (Air Dried Sheet): không xông khói hoặc
hơi nóng (bằng khí ngoài trời).
14
1.3.5 Các loại sản phẩm cao su thiên nhiên (tt)
•Cao su Crêpe: Được xông hơi, bề mặt gồ ghề; Crepe
màu nhạt: SX từ mủ nước, chống hóa nâu bằng sodium
bisulfite, tẩy trắng bằng 0.1%xylyl mercaptan. Cao su cao
cấp nhất (dụng cụ y tế, núm vú trẻ con, dụng cụ tắm…)
Crêpe nâu: SX từ mủ phụ.
•Cao su cốm bún SVR: dạng khối, được ép lại từ Cao su
cốm hoặc Cao su bún Có 6 hạng: VR3L, SVR5, SVR CV50,
SVR CV60, SVR10, SVR20 (Standardized Vietnamese Rubber)
•Mủ cô đặc: dạng lỏng có DRC> 60%.
(DRC: Dry Rubber Content): Hàm lượng cao su khô.
15
1.4 Công nghệ chế biến cao su thiên nhiên
1.4.1 Nguyên lý chung
16
17
1.4.2. Quy trình sản xuất cao su khối (cốm bún)
Chỉ tiêu nguyên liệu
18

Tiêu chuẩn Mủ nước
Loại 1 Loại 2 Loại 3
Tạp chất Rất ít Có lẫn vỏ, lá cây Nhiều vỏ, lá cây
Màu sắc Trắng sữa Hơi vàng Hơi vàng
Trạng thái Lỏng tự nhiên Chấm đông li ti Hơi sệt, lợn cợn
%DRC >30 >20 < 20
%NH
3
0,01-
0,03%/trọng
lượng mủ
<0,01%/trọng
lượng mủ
Mủ nước sau khi cạo, sẽ được bảo quản trong khi vận chuyển từ
vườn cây về nhà máy bằng dung dịch NH
3
với nồng độ, và số lượng
theo theo tnh toán.
Tiếp nhận mủ vườn cây
•Khi tiếp nhận mủ của xe mủ chở về từ vườn cây, mủ
nước sẽ được phân loại rồi lọc qua lưới lọc 60 mesh,
sau đó cho vào hồ chứa.
•Một số thông số kỹ thuật sẽ được xác định trước khi
sản xuất. Tùy theo mỗi loại sản phẩm mà các thông số kỹ
thuật cụ thể để xác định.
19
Tổng hàm lượng chất khô (TSC)
•Hàm lượng chất khô biểu thị tầm quan trọng của phần
rắn (cao su và các thành phần phi cao su). Xác định TSC
làm nước bay hơi và các yếu tố bay hơi ở 70

o
C.
•Các thành phần phi cao su là: protein, acid amin, muối
khoáng, phenol, enzym, kim loại (Mg, Zn, Mn, Cu…) muối vô
cơ và các chất bẩn (đất, cát, sạn…)
•Trong đó đồng và mangan tự do trong cao su là hai tác
nhân kích thích mạnh sự lão hóa của cao su bởi nó xúc tác
cho phản ứng oxy hóa, người ta quy định hàm lượng
đồng và mangan trong cao su sơ chết không vượt quá
8ppm.
20
Hàm lượng cao su khô(DRC)
•Phần hữu ích của mủ nước là cao su khô. Điều này
quan trọng về mặt kỹ thuật và thương mại.
•DRC được xác định bằng phương pháp đánh đông và
sấy ở 70
0
C.
m
1
DRC = x 100
m
0
m
0
: là khối lượng của mẫu thử, tính bằng gam.
M
1
: là khối lượng của tờ cau su khô, tính bằng gam.
21

Pha loãng mủ
•Thông thường mủ từ vườn cây về nhà máy có DRC thay
đổi từ 25-35% nên mủ trước khi đánh đông phải
được pha loãng sao cho DRC đạt khoảng 25%. Trong quá
trình khuấy trộn mủ trong hỗn hợp thì cũng đồng thời
tiến hành pha loãng.
V
n
: Lượng nước thêm vào.
V
m
: Thể tích mủ chưa pha loãng.
22
25
)25.( 

DRCV
V
m
n
Làm đồng đều mủ
23
Đánh đông
•Mủ đem vào chế biến sẽ được đánh đông thành khối
trong các mương mủ bằng acid acetic nồng độ khoảng
2%. Độ pH để đánh đông là 5,2-5,6 là môi trường thuận
lợi để đông tụ hoàn toàn mủ cao su trong thời gian 6-8
giờ.
•Các nhà máy sàn xuất mủ cốm hiện nay đều chọn
phương pháp đánh đông 2 dòng chảy nhằm tăng hiệu

suất của quá trình đánh đông, đồng thời lam tăng giá trị
kinh tế cho sản phẩm và hạ giá thành sản xuất.
24
Đánh đông (tt)
•Phương pháp 2 dòng chảy: Cho dòng mủ chảy xuống
mương đánh đông cùng lúc với dòng acid, cả 2 dòng sẽ
cho vào mương phân phối, trong quá trình tạo chảy rối
chúng sẽ tự trộn lẫn nhau.
•Ưu điểm: Giảm lao động trong công đoạn đánh đông.
Giảm giá thành sản xuất.
•Khuyết điểm: Khó kiểm soát dòng chảy của 2 chất lỏng
để đạt sự đồng bộ trong suốt quá trình đánh đông .
25