Talc Powder
A. Peter Rigg discovers how talc from Luzenac’s Trimouns in France finds its way into food and agricultural products—from chewing gum to olive oil. High in the French Pyrenees, some 1,700 m above sea level, lies Trimouns, a huge deposit of hydrated magnesium silicate—talc to you and me. Talc from Trimouns, and from ten other Luzenac mines across the globe, is used in the manufacture of a vast array of everyday products extending from paper, paint and plaster to cosmetics, plastics and car tyres. And of course there is always talc’s best known end use: talcum powder for babies’ bottoms. But the true versatility of this remarkable mineral is nowhere better displayed than in its sometimes surprising use in certain niche markets in the food and agriculture industries.
Peter Rigg tìm hiểu cách bột talc từ mỏ Trimouns (Pháp) đi vào thực phẩm và nông nghiệp—từ kẹo cao su đến dầu ô liu. Ở dãy Pyrenees của Pháp, cách mực nước biển khoảng 1.700 m là Trimouns, mỏ khoáng silicat magiê ngậm nước (talc). Talc từ Trimouns và khoảng mười mỏ khác của Luzenac trên thế giới được dùng để sản xuất vô số sản phẩm hằng ngày: giấy, sơn, thạch cao, mỹ phẩm, nhựa, lốp xe… và tất nhiên là phấn rôm. Tính đa dụng của khoáng chất này thể hiện rất rõ trong các ứng dụng ngách của ngành thực phẩm và nông nghiệp.
B. Take, for example, the chewing-gum business. Every year, Talc de Luzenac France— which owns and operates the Trimouns mine and is a member of the international Luzenac Group (part of Rio Tinto Minerals)—supplies about 6,000 tonnes of talc to chewing-gum manufacturers in Europe. “We’ve been selling to this sector of the market since the 1960s,” says Laurent Fournier, sales manager in Luzenac’s Specialties business unit in Toulouse. “Admittedly, in terms of our total annual sales of talc, the amount we supply to chewing-gum manufacturers is relatively small, but we see it as a valuable niche market: one where customers place a premium on securing supplies from a reliable, high-quality source. Because of this, long-term allegiance to a proven supplier is very much a feature of this sector of the talc market. Switching sources—in the way that you might choose to buy, say, paperclips from Supplier A rather than Supplier B—is not an easy option for chewing-gum manufacturers,” Fournier says. “The cost of reformulating is high, so when customers are using a talc grade that works, even if it’s expensive, they are understandably reluctant to switch.”
Lấy ngành kẹo cao su làm ví dụ. Mỗi năm, Talc de Luzenac France—đơn vị sở hữu và vận hành mỏ Trimouns, thuộc Luzenac Group (một phần của Rio Tinto Minerals)—cung ứng khoảng 6.000 tấn talc cho các nhà sản xuất kẹo cao su ở châu Âu. “Chúng tôi bán cho phân khúc này từ thập niên 1960,” Laurent Fournier, quản lý kinh doanh của đơn vị Specialties ở Toulouse, nói. “Tỷ trọng không lớn trong tổng doanh số, nhưng đây là thị trường ngách giá trị: khách hàng coi trọng nguồn cung ổn định, chất lượng cao; vì vậy lòng trung thành dài hạn với nhà cung cấp uy tín là đặc trưng của phân khúc này. Việc đổi nhà cung cấp không hề dễ như mua kẹp giấy,” ông nói thêm. “Chi phí tái công thức rất cao, nên khi một cấp talc đang hoạt động tốt—dù giá cao—khách hàng sẽ ngại đổi.”
C. But how is talc actually used in the manufacture of chewing gum? Patrick Delord, an engineer with a degree in agronomics, who has been with Luzenac for 22 years and is now senior market development manager, Agriculture and Food, in Europe, explains that chewing gum has four main components. “The most important of them is the gum base,” he says. “It’s the gum base that puts the chew into chewing gum. It binds all the ingredients together, creating a soft, smooth texture. To this the manufacturer then adds sweeteners, softeners and flavourings. Our talc is used as a filler in the gum base. The amount varies between, say, ten and 35 per cent, depending on the type of gum. Fruit-flavoured chewing gum, for example, is slightly acidic and would react with the calcium carbonate that the manufacturer might otherwise use as a filler. Talc, on the other hand, makes an ideal filler because it’s non-reactive chemically. In the factory, talc is also used to dust the gum-base pellets and to stop the chewing gum sticking during the lamination and packing process,” Delord adds.
Vậy talc được dùng ở đâu trong sản xuất kẹo cao su? Patrick Delord—kỹ sư nông học, 22 năm làm việc tại Luzenac, hiện phụ trách phát triển thị trường nông nghiệp & thực phẩm—giải thích: kẹo cao su có bốn thành phần chính, trong đó quan trọng nhất là nền gum. Nền này tạo độ dai, kết dính các thành phần, cho cấu trúc mềm, mịn. Sau đó nhà sản xuất bổ sung chất tạo ngọt, chất làm mềm và hương liệu. Talc của chúng tôi được dùng làm chất độn cho nền gum (khoảng 10–35%). Kẹo vị trái cây hơi axit sẽ phản ứng với canxi cacbonat nếu dùng chất độn này; còn talc thì trơ hoá học nên rất lý tưởng. Trong nhà máy, talc cũng được dùng để rắc lên các viên nền gum và chống dính trong khâu cán lớp và đóng gói.
D. The chewing-gum business is, however, just one example of talc’s use in the food sector. For the past 20 years or so, olive-oil processors in Spain have been taking advantage of talc’s unique characteristics to help them boost the amount of oil they extract from crushed olives. According to Patrick Delord, talc is especially useful for treating what he calls “difficult” olives. After the olives are harvested—preferably early in the morning because their taste is better if they are gathered in the cool of the day—they are taken to the processing plant. There they are crushed and then stirred for 30–45 minutes. In the old days, the resulting paste was passed through an olive press but nowadays it’s more common to add water and centrifuge the mixture to separate the water and oil from the solid matter. The oil and water are then allowed to settle so that the olive-oil layer can be decanted off and bottled. “Difficult” olives are those that are more reluctant than the norm to yield up their full oil content. This may be attributable to the particular species of olive, or to its water content and the time of year the olives are collected—at the beginning and the end of the season their water content is often either too high or too low. These olives are easy to recognize because they produce a lot of extra foam during the stirring process, a consequence of an excess of a fine solid that acts as a natural emulsifier. The oil in this emulsion is lost when the water is disposed of. Not only that, if the waste water is disposed of directly into local fields—often the case in many smaller processing operations—the emulsified oil may take some time to biodegrade and so be harmful to the environment.
Tuy nhiên, kẹo cao su chỉ là một ví dụ. Khoảng 20 năm nay, các nhà chế biến dầu ô liu ở Tây Ban Nha khai thác đặc tính độc đáo của talc để tăng lượng dầu chiết xuất. Talc đặc biệt hữu ích với những mẻ ô liu “khó nhằn”. Sau khi thu hoạch (tốt nhất vào buổi sáng sớm khi trời mát), ô liu được đưa vào nhà máy, nghiền và khuấy 30–45 phút. Trước kia người ta ép trực tiếp, nay thường cho thêm nước rồi ly tâm để tách nước và dầu khỏi phần rắn; sau đó để lắng, gạn lớp dầu ô liu để đóng chai. Ô liu “khó” thường tạo nhiều bọt trong quá trình khuấy do dư chất rắn mịn đóng vai trò nhũ hoá tự nhiên. Dầu trong nhũ tương này bị thất thoát khi thải bỏ phần nước. Không chỉ vậy, nếu nước thải được xả thẳng ra đồng (hay xảy ra ở cơ sở nhỏ), dầu nhũ hoá phân huỷ sinh học chậm, gây hại môi trường.
E. “If you add between half and two per cent of talc by weight during the stirring process, it absorbs the natural emulsifier in the olives and so boosts the amount of oil you can extract,” says Delord. “In addition, talc’s flat, ‘platey’ structure helps increase the size of the oil droplets liberated during stirring, which again improves the yield. However, because talc is chemically inert, it doesn’t affect the colour, taste, appearance or composition of the resulting olive oil.”
“Nếu bổ sung 0,5–2% talc theo khối lượng trong quá trình khuấy, talc hấp thụ chất nhũ hoá tự nhiên và tăng lượng dầu thu được,” Delord nói. “Cấu trúc dạng phiến của talc còn giúp các giọt dầu lớn hơn khi được giải phóng, tiếp tục cải thiện sản lượng. Vì talc trơ hoá học, nó không ảnh hưởng màu sắc, hương vị hay thành phần của dầu thành phẩm.”
F. If the use of talc in olive-oil processing and in chewing gum is long established, new applications in the food and agriculture industries are also constantly being sought by Luzenac. One such promising new market is fruit crop protection, being pioneered in the US. Just like people, fruit can get sunburned. In fact, in very sunny regions up to 45 per cent of a typical crop can be affected by heat stress and sunburn. However, in the case of fruit, it’s not so much the ultraviolet rays which harm the crop as the high surface temperature that the sun’s rays create.
Bên cạnh các ứng dụng đã lâu năm trong dầu ô liu và kẹo cao su, Luzenac cũng tìm kiếm ứng dụng mới. Một thị trường đầy hứa hẹn là bảo vệ trái cây khỏi cháy nắng, khởi đầu ở Mỹ. Cũng như con người, trái cây có thể bị cháy nắng; ở vùng nắng gắt có thể tới 45% sản lượng bị ảnh hưởng bởi nhiệt và cháy nắng. Điều gây hại chủ yếu không phải tia UV mà là nhiệt độ bề mặt cao do nắng tạo ra.
G. To combat this, farmers normally use either chemicals or spray a continuous fine canopy of mist above the fruit trees or bushes. The trouble is, this uses a lot of water—normally a precious commodity in hot, sunny areas—and it is therefore expensive. What’s more, the ground can quickly become waterlogged. “So our idea was to coat the fruit with talc to protect it from the sun,” says Greg Hunter, a marketing specialist who has been with Luzenac for ten years. “But to do this, several technical challenges had first to be overcome. Talc is very hydrophobic: it doesn’t like water. So in order to have a viable product we needed a wettable powder—something that would go readily into suspension so that it could be sprayed onto the fruit. It also had to break the surface tension of the cutin (the natural waxy, waterproof layer on the fruit) and of course it had to wash off easily when the fruit was harvested. No one’s going to want an apple that’s covered in talc.”
Để khắc phục, nông dân thường dùng hoá chất hoặc phun màn sương liên tục trên tán cây. Cách này tốn nhiều nước—nguồn tài nguyên quý ở vùng nắng nóng—nên đắt đỏ; đất cũng dễ bị úng. “Vì vậy, chúng tôi nghĩ đến phủ một lớp talc lên trái để chống nắng,” Greg Hunter, chuyên gia marketing của Luzenac, cho biết. “Nhưng phải vượt qua vài thách thức kỹ thuật: talc kỵ nước, nên cần một dạng bột thấm ướt để tạo huyền phù phun được; đồng thời phải phá sức căng bề mặt của cutin (lớp sáp tự nhiên) và dễ rửa sạch khi thu hoạch. Không ai muốn quả táo phủ đầy talc cả.”
H. Initial trials in the state of Washington in 2003 showed that when the product was sprayed onto Granny Smith apples, it reduced their surface temperature and lowered the incidence of sunburn by up to 60 per cent. Today the new product, known as Invelop Maximum SPF, is in its second commercial year on the US market. Apple growers are the primary target although Hunter believes grape growers represent another sector with long-term potential. He is also hopeful of extending sales to overseas markets such as Australia, South America and southern Europe.
Thử nghiệm ban đầu tại bang Washington năm 2003 cho thấy sản phẩm làm giảm nhiệt bề mặt và giảm đến 60% tỷ lệ cháy nắng trên táo Granny Smith. Hiện sản phẩm mới, tên Invelop Maximum SPF, đã bước sang năm thương mại thứ hai tại Mỹ. Nhóm khách hàng chính là người trồng táo; ngoài ra, người trồng nho được kỳ vọng là phân khúc tiềm năng tiếp theo, và thị trường Úc, Nam Mỹ, Nam Âu cũng đang được nhắm tới.