Talc Powder

Talc Powder

Peter Rrigg discovers how talc from Luzenac’s Trimouns in France find its way into food and agricultural products—from chewing gum to olive oil.

High in the French Pyrenees, some 1,700m above see 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.

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 (art of Rio Tinto minerals)—supplies about 6,000 tones 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 suppler 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 from Supplier B—is not a 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.”

But how is talc actually used in the manufacture of chewing gum? PatrickDelord, 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 gums 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.

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 oft 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 anatural 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.

“If you add between a half and two percent 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, ‘platy’ 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.”

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 percent of atypical crop can be affected by heat stress and sunburn. However, in the case of fruit, it’s not so much the ultra violet rays which harm the crop as the high surface temperature that the sun’s rays create.

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.”

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.

Bột talc

Peter Rrigg khám phá ra cách bột talc (bột tan) từ Luzenac vùng Trimouns ở Pháp xâm nhập vào thực phẩm và các sản phẩm nông nghiệp — từ kẹo cao su đến dầu ô liu.

Cao trên dãy núi Pyrenees ở Pháp, cao hơn 1.700m so với mực nước biển, nằm ở Trimouns, một mỏ khổng lồ chứa magie silicat ngậm nước – talc cho bạn và tôi. Talc từ vùng Trimouns, và từ mười mỏ Luzenac khác trên toàn cầu, được sử dụng trong sản xuất một loạt các sản phẩm hàng ngày, từ giấy, sơn và thạch cao đến mỹ phẩm, nhựa và lốp ô tô. Và tất nhiên luôn có công dụng cuối cùng được biết đến nhiều nhất của talc: phấn rôm cho trẻ sơ sinh. Nhưng không nơi nào tính linh hoạt thực sự của loại khoáng chất đáng chú ý này thể hiện tốt hơn việc nó được sử dụng đôi khi đáng ngạc nhiên ở một số thị trường ngách nhất định trong ngành công nghiệp thực phẩm và nông nghiệp.

Lấy ví dụ, kinh doanh kẹo cao su. Hàng năm, Talc de Luzenac France – công ty sở hữu và vận hành mỏ Trimouns và là thành viên của Tập đoàn Luzenac quốc tế (kỹ thuật về khoáng chất Rio Tinto) – cung cấp khoảng 6.000 tấn bột talc cho các nhà sản xuất kẹo cao su ở Châu Âu. Laurent Fournier, giám đốc bán hàng của đơn vị kinh doanh Luzenac’s Specialties ở Toulouse cho biết: “Chúng tôi đã bán cho thị trường này từ những năm 1960. “Phải thừa nhận rằng xét về tổng doanh số bán bột talc hàng năm của chúng tôi, số lượng chúng tôi cung cấp cho các nhà sản xuất kẹo cao su là tương đối nhỏ, nhưng chúng tôi coi đây là một thị trường ngách có giá trị: một thị trường nơi khách hàng xem việc đảm bảo nguồn cung cấp chất lượng cao, đáng tin cậy là việc quan trọng. Bởi vì điều này mà lòng trung thành lâu dài với một nhà cung cấp đã được chứng minh là đặc tính của lĩnh vực này trong thị trường bột talc. ”Chuyển đổi nguồn cung — theo cách mà bạn có thể chọn mua, chẳng hạn như kẹp giấy từ Nhà cung cấp A chứ không phải từ Nhà cung cấp B— Fournier nói rằng không phải là một lựa chọn dễ dàng cho các nhà sản xuất kẹo cao su. “Chi phí thay đổi lại công thức cao, vì vậy khách hàng sử dụng loại bột talc có hiệu quả ngay cả khi nó đắt tiền, có thể hiểu được họ không muốn chuyển đổi.”

Nhưng làm thế nào talc thực sự được sử dụng trong sản xuất kẹo cao su? PatrickDelord, một kỹ sư có bằng nông học, người đã làm việc với Luzenac trong 22 năm và hiện là giám đốc phát triển thị trường cấp cao, Nông nghiệp và Thực phẩm, ở Châu Âu, giải thích rằng kẹo cao su có 4 thành phần chính. Ông nói: “Điều quan trọng nhất trong số đó là phần chất nền kẹo cao su. “Chính chất nền kẹo cao su đã biến chất dẻo thành kẹo cao su. Nó liên kết tất cả các thành phần với nhau, tạo ra một kết cấu mềm, mịn. Sau đó, nhà sản xuất thêm chất làm ngọt, chất làm mềm và hương liệu. Bột talc của chúng tôi được sử dụng như một chất phụ gia trong chất nền kẹo cao su. Số lượng thay đổi từ 10 và 35%, tùy thuộc vào loại kẹo cao su. Ví dụ như kẹo cao su hương trái cây có tính axit nhẹ và sẽ phản ứng với canxi cacbonat mà nhà sản xuất có thể sử dụng như chất phụ gia. Mặt khác, Talc làm chất phụ gia lý tưởng vì nó không phản ứng hóa học. Trong nhà máy, talc cũng được sử dụng để rắc lên các viên kẹo cao su và để ngăn kẹo cao su dính lại trong quá trình cán mỏng và đóng gói,” Delord cho biết thêm.

Tuy nhiên, việc kinh doanh kẹo cao su chỉ là một ví dụ về việc sử dụng bột talc trong lĩnh vực thực phẩm. Trong khoảng 20 năm trở lại đây, các nhà chế biến dầu ô liu ở Tây Ban Nha đã tận dụng các đặc tính độc đáo của bột talc để tăng lượng dầu mà họ chiết xuất từ ​​ô liu bị nghiền nát. Theo Patrick Delord, bột talc đặc biệt hữu ích để xử lý những gì ông gọi là ô liu “khó tính”. Sau khi ô liu được thu hoạch – tốt nhất là vào sáng sớm vì hương vị của chúng sẽ ngon hơn nếu chúng được thu hái trong ngày mát mẻ – chúng được đưa đến nhà máy chế biến. Ở đó chúng được nghiền nát và sau đó được khuấy trong 30-45 phút. Trước đây, hỗn hợp thu được được đưa qua máy ép ô liu nhưng ngày nay, việc thêm nước và ly tâm hỗn hợp để tách nước và dầu khỏi chất rắn trở nên phổ biến hơn. Dầu và nước sau đó được để lắng để lớp dầu ô liu có thể được chắt ra và đóng chai. Ô liu “khó tính” là những loại ô liu khó lấy được hết lượng dầu của chúng hơn mức bình thường. Điều này có thể tùy thuộc vào từng loại ô liu, hoặc do hàm lượng nước của nó và thời điểm thu hái ô liu trong năm — vào đầu và cuối vụ, hàm lượng nước của chúng thường quá cao hoặc quá thấp. Những quả ô liu này rất dễ nhận ra vì chúng tạo ra rất nhiều bọt trong quá trình khuấy, hậu quả của việc dư thừa một chất rắn mịn hoạt động như một chất nhũ hóa tự nhiên. Dầu trong nhũ tương này bị mất đi khi loại bỏ nước. Không chỉ vậy, nếu nước thải được thải trực tiếp ra các cánh đồng địa phương – thường xảy ra trong nhiều hoạt động chế biến nhỏ hơn – có thể mất một thời gian dầu nhũ hóa mới được phân hủy sinh học và do đó có hại cho môi trường.

Delord cho biết: “Nếu bạn thêm từ một nửa đến hai phần trăm trọng lượng bột talc trong quá trình khuấy, nó sẽ hấp thụ chất nhũ hóa tự nhiên trong ô liu và do đó làm tăng lượng dầu chiết xuất,” Delord nói. “Ngoài ra, bột talc mỏng, cấu trúc mỏng giúp tăng kích thước của các giọt dầu được giải phóng trong quá trình khuấy, điều này một lần nữa cải thiện năng suất. Tuy nhiên, vì talc trơ về mặt hóa học nên nó không ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị, hình thức hoặc thành phần của dầu ô liu chiết xuất. ”

Nếu việc sử dụng talc trong chế biến dầu ô liu và trong kẹo cao su đã có từ lâu, thì những ứng dụng mới trong ngành công nghiệp thực phẩm và nông nghiệp cũng liên tục được Luzenac tìm kiếm. Một thị trường mới đầy hứa hẹn như vậy là bảo vệ cây ăn trái, đang được tiên phong ở Mỹ. Cũng giống như con người, trái cây có thể bị cháy nắng. Trên thực tế, ở những vùng rất nắng, có tới 45% cây trồng không điển hình có thể bị ảnh hưởng bởi ứng suất nhiệt và cháy nắng. Tuy nhiên, trong trường hợp trái cây, tia cực tím gây hại cho cây trồng không quá nhiều bằng nhiệt độ bề mặt cao mà tia nắng mặt trời tạo ra.

Để chống lại tình trạng này, nông dân thường sử dụng hóa chất hoặc phun sương mịn liên tục phía trên cây ăn quả hoặc bụi cây. Vấn đề là, loại này sử dụng rất nhiều nước – thường là một mặt hàng quý giá ở những vùng nắng nóng – và do đó nó rất đắt. Hơn nữa, mặt đất có thể nhanh chóng bị úng nước”. Vì vậy, ý tưởng của chúng tôi là phủ talc lên trái cây để bảo vệ nó khỏi ánh nắng mặt trời,” Greg Hunter, một chuyên gia tiếp thị đã làm việc với Luzenac trong mười năm, cho biết. “Nhưng để làm được điều này, trước tiên cần phải vượt qua một số thách thức kỹ thuật. Talc rất kỵ nước: nó không thích nước. Vì vậy, để có một sản phẩm khả thi, chúng tôi cần một loại bột có thể thấm ướt — một thứ có thể dễ dàng chuyển sang dạng huyền phù để có thể phun lên trái cây. Nó cũng phải phá vỡ sức căng bề mặt của lớp cutin (lớp sáp tự nhiên, không thấm nước trên quả) và tất nhiên nó phải dễ rửa trôi khi quả được thu hoạch. Sẽ không ai muốn một quả táo được phủ bột talc. ”

Các thử nghiệm ban đầu ở bang Washington vào năm 2003 cho thấy rằng khi sản phẩm được phun lên táo Granny Smith, nó làm giảm nhiệt độ bề mặt của chúng và giảm tỷ lệ cháy nắng lên đến 60%. Ngày nay, sản phẩm mới, được gọi là Invelop Maximum SPF, đang trong năm thương mại thứ hai trên thị trường Hoa Kỳ. Những người trồng táo là mục tiêu chính mặc dù Hunter tin rằng những người trồng nho đại diện cho một lĩnh vực khác có tiềm năng lâu dài. Ông cũng hy vọng sẽ mở rộng bán hàng ra các thị trường nước ngoài như Úc, Nam Mỹ và Nam Âu.