bài tập tiểu luận Công nghệ sản xuất đường mía

Công nghệ sản xuất đường mía N i DungộI.I.Khái ni m đ ngệ ườKhái ni m đ ngệ ườII.II.ng d ngỨ ụng d ngỨ ụIII.III.Nguyên t c s n xu tắ ả ấNguyên t c s n xu tắ ả ấIV.IV.Nguyên li uệNguyên li uệV.V.Thành ph n hoá h c c a míaầ ọ ủThành ph n hoá h c c a míaầ ọ ủVI.VI.Quy trìnhQuy trìnhVII.VII.Dây truy n công ngh s n xu tề ệ ả ấDây truy n công ngh s n xu tề ệ ả ấVIII.VIII.Các y u t nh h ngế ố ả ưởCác y u t nh h ngế ố ả ưởIX.IX.Các v n đ v môi tr ngấ ề ề ườCác v n đ v môi tr ngấ ề ề ườX.X.Công ngh x lýệ ửCông ngh x lý

Nội Dung

I. Khái niệm đường

II. Ứng dụng

III. Nguyên tắc sản xuất

IV. Nguyên liệu

V. Thành phần hoá học của mía

VI. Quy trình

VII. Dây truyền công nghệ sản xuất

VIII. Các yếu tố ảnh hưởng

IX. Các vấn đề về môi trường

X. Công nghệ xử lý

I Khái niệm đường

Đường là một hợp chất ở

dạng tinh thể, có thể ăn được Các loại đường chính là

sucrose, lactose, và fructose

Vị giác của con người xem vị của nó là ngọt Đường là một loại thức ăn cơ bản chứa

carbohydrate lấy từ đường

mía hoặc củ cải đường, nhưng

nó cũng có trong trái cây, mật ong và trong nhiều nguồn

khác

- Mật rỉ có thể được sử dụng để sản xuất ra men

thức ăn gia súc, men làm bánh mì hay dùng trực tiếp làm thức ăn gia súc hoặc sử dụng như một nguồn

cacbon hydrate dùng cho nhiều sản phẩm lên men khác

- Đường chưa kết tinh được tách ra

từ đường trong các giỏ của thiết bị

ly tâm được sử dụng để sản xuất cồn sau khi lên men và chưng cất Mỗi giỏ 60 kg đường tinh luyện cho 25 -

30 kg mật rỉ, sau khi lên men và

chưng cất cho 1 lít cồn có nồng độ

95 - 96 %.

- Chất bã thu được ngoài việc sử

dụng làm chất đốt, còn có thể sử dụng làm các sản phẩm khác như bảng, bột giấy và giấy, nuôi gia súc và sản xuất gas.

- Vinasse trong sản xuất cồn từ

đường thô có thể được sử dụng để làm phân bón cung cấp Nitơ, Kali, Phốt pho cho đất

- Sản xuất đường là một qui trình đáp ứng

những yêu cầu về năng lượng cho quá trình sản xuất Sau khi nước mía được tách ra khỏi cây miá bằng các qui trình nghiền và rửa, miá cây trở

thành bã, một loại vật liệu có chứa cellulose cho phép sử dụng làm chất đốt sinh nhiệt, nhiệt này được sử dụng để sinh hơi với áp suất cao trong

nồi hơi Hơi nước sinh ra được sử dụng cho các nồi hơi nén đặc biệt và sử dụng trong các quá

trình nén, gia nhiệt, bay hơi và sấy cũng như để sinh điện.

- Đường chúng ta sử dụng hàng ngày được chế biến từ

mía hay củ cải đường Cây mía thường trồng ở khu vực nhiệt đới, chủ yếu là các nước đang phát triển, củ cải

đường trồng ở vùng khí hậu ôn đới (phần lớn là các

nước phát triển) Sản xuất đường chiếm một vị trí khá quan trọng đối với ngành công nghiệp thực phẩm trên thế giới, với tổng sản lượng hàng năm khoảng 95 triệu tấn Nếu tính đến trước năm 1915 thì đa số đường được sản xuất ra từ củ cải đường, sau năm 1915, chiếm đa số

là đường sản xuất từ mía (60%)

Cây mía thuộc họ hòa thảo, giống Sacarum chia làm 3 nhóm chính

 Nhóm Sacarum officinarum: Là giống thường gặp và bao gồm phần lớn các chủng đang trồng phổ biến trên thế giới

 Nhóm Sacarum violaceum: Lá màu tím, cây ngắn cứng

và không trổ cờ

 Nhóm Sacarum simense: Cây nhỏ cứng, thân màu vàng nâu nhạt, trồng từ lâu ở Trung Quốc

V Thành phần hoá học của mía

Prôtêin, amit,a.amin, NH3

Chất màu:

Xantophin,caroten,

antoxian

Chất vô cơ:SiO2, K2O,

Na2O, CaO,

P2O5, Cl

Thành phần hoá học trung bình khi mía chín dao động trong khoảng sau đây:

Trong đó đường saccaroza là thành phần

quan trọng nhất của cây mía và là sản phẩm

của quá trình sản xuất đường.

- Trong cây mía cũng chứa các chất màu

như trong tất cả các loại cây khác Khi ép, chất màu đi vào nước mía gây khó khăn cho sản

xuất đường.

- Chất màu gồm 2 loại:

 Chất màu có trong bản thân cây mía

 Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất:

gồm chất màu caramen, chất màu melanoidin, phức chất giữa polyphênol và ion sắt

 Chất không đường vô cơ:

và giống mía, điều kiện canh tác, khí hậu

- Ảnh hưởng đến sản xuất:

+ Ca2+ , Mg2+ , SiO2 tạo cặn trong các thiết bị

truyền nhiệt

VI Quy trình:

- Công nghệ sản xuất đường thông thường trải qua 3 công đoạn chính: ép, làm sạch nước mía và kết tinh.

2 Tinh chế nước mía:

Mục đích là loại bỏ tối đa các chất bã có trong nước mía theo khả năng có thể Quá trình lọc được thực hiện nhờ đưa SO2 vào, sau đó đưa vôi vào và tiến hành gia nhiệt Độ pH đạt

được là 8 - 8,5 Nước mía ép đã xử lý hóa

chất sẽ để lại một chất kết tủa trong bình, chất kết tủa này được lọc qua bộ lọc chân không Nước mía sạch thu từ bình và nước mía thu từ

bộ lọc chân không được trộn chung với nhau

a NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA VIỆC LÀM SẠCH NƯỚC MÍA.

- Tác dụng của vôi:

3Ca(OH)2 + 2K3PO4 Ca3(PO4)2 + 6KOH

Ca(OH)2 + K2SO4 CaSO4 + 2KOH

• Giảm độ nhớt: Khi cho SO2 vào làm thay đổi pH

nên ngưng kết được số keo và giảm độ nhớt

 Biến muối cacbônat thành muối sunphit:

Muối sunphit làm giảm độ kiềm, độ nhớt của mật chè

có lợi cho việc nấu đường, kết tinh

b LẮNG:

chênh lệch tỷ trọng giữa vật liệu phải được lắng

xuống (các kết tủa) và dung dịch chứa vật liệu phải lắng đó (khối nước mía sau khi hóa chế) Các kết tủa dưới tác dụng của trọng lực có thể lắng xuống dưới.

- Tỷ trọng hạt kết tủa > tỷ trọng nước mía: kết tủa

lắng xuống

- Tỷ trọng hạt kết tủa < tỷ trọng nước mía: kết tủa nổi

- Tỷ trọng hạt kết tủa = tỷ trọng nước mía: kết tủa lơ lửng.

c LỌC:

thành 2 phần: nước mía trong nổi lên trên và nước bùn lắng tập trung ở phía đáy.

nhằm tách các kết tủa chứa trong đó gồm các muối không hòa tan và cám mía bị kéo theo và thu hồi lượng nước đường.

d LẮNG NỔI:

Về mặt cơ bản là cho thêm các tác nhân hóa lý

như phôtphat natri, chất tạo bọt, axit photphoric vàmột chất trợ lắng anion

- Chất lượng đường thu được tốt hơn do loại được tạp chất và chất màu

- Công nghệ này cho phép duy trì chất lượng của đường trong trường hợp xấu nhất là bị xáo trộn từng phần của bồn lắng nước mía hoặc một lượng dư bã nhuyễn

lượng đường hòa tan trong mỗi phần nước vượt

quá lượng đường hòa tan trong mỗi phần nước của dung dịch bảo hòa ở cùng nhiệt độ gọi là dung

dịch quá bão hòa

Nước mía được cô đặc trong thiết bị chưng cất chân không nhiều tầng để đạt được lượng

đường là 55 - 65% Hơi nước sử dụng được cung cấp từ lò hơi sử dụng bã mía làm chất đốt

bão hòa sẽ hình thành các tinh thể đường

Khi nước bay hơi, mật đường được đưa thêm vào nồi để đường tiếp tục kết tinh Phần mật

và tinh thể đường cuối cùng được gọi là

massecuite

5 Phân tách:

Massecuite được phân tách trong thiết bị quay li

tâm kiểu giỏ Các tinh thể đường tiếp tục ở lại trong giỏ, trong khi chất lỏng (mật rỉ) được loại qua các lỗ hổng trên giỏ bằng lực li tâm

Đường này gọi là đường thô, được tiếp tục xử lý để trở thành đường tinh luyện Mật đường chứa đường

sucro có thể kết tinh được tiếp tục trộn với mật rỉ và

đưa trở về nồi chân không Hỗn hợp massecuit mới này được phân tách và mật được đưa trở vể nồi chân không một lần nữa để xử lý

Sau khi việc xử lý tách đường thực hiện 3 lần, đường chất lượng cao loại "A" và "B" được đem đi đóng gói sau khi sấy khô và loại "C" (hàm lượng đường thấp) được đem trở về nồi chân không như một nguyên liệu để sản xuất đường "A" và

"B"

- Mật rỉ với độ đường sucro thấp, việc tách đường sucro không kinh tế, được sử dụng như đường thô dùng để lên men rượu cho sản xuất cồn

 Trợ tinh

Tổn thất đường trong mật cuối chiếm khoảng

70% tổng tổn thất của toàn nhà máy Vì vậy cần tìm mọi biện pháp giảm tổn thất đó nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi đường.

Đối với đường non C không thể kết thúc quá

trình kết tinh trong nồi nấu vì độ nhớt lớn Muốn lấy được nhiều đường từ đường non cần thời gian dài và như vậy có thể xảy ra hiện tượng caramen hóa

và hiệu quả kinh tế thấp Vì vậy sau khi nấu đến

nồng độ chất khô 98-99%, cần cho đường non và

thiết bị trợ tinh để kết tinh thêm, đồng thời làm cho đường non thích ứng với điều kiện ly tâm.

VII Dây truyền công nghệ sản xuất

đường mía

Click

1 Nhiệt độ: tuỳ từng giai đoạn mà người ta dùng nhiệt độ khác nhau.

2 Áp suất: - Nhiệt sinh ra được sử dụng để sinh hơi với áp

suất cao trong nồi hơi Hơi nước sinh ra được sử dụng cho các nồi hơi nén đặc biệt và sử dụng trong các quá trình nén, gia nhiệt, bay hơi và sấy cũng như để sinh điện

3 Nồng độ: Người ta thu được đường có nồng độ 55 – 65%

4 Diện tích tiếp xúc: Để tăng bề mặt tiếp xúc, người ta cắt

nhỏ trong quá trìng ép

5 pH: Khi đun sôi trong 1 giờ, pH = 8-9 thì saccaroza bị phân huỷ 0,05%, pH = 12 saccaroza bị phân huỷ 0,5%

IX Các vấn đề về môi trường

- Lấy nước mía: chất thải rắn ( bã mía), tiếng ồn

- Tinh chế nước mía: chất thải rắn, bùn, bã nhuyễn, khí

CO2, SO2 , cặn,

- Cô đặc: nhiệt, tiếng ồn,

- Kết tinh đường: Hơi nước, nhiệt

- Phân tách: nước thải (mật rỉ),

- Sấy khô - Bảo quản: Hơi nước, sản phẩm rơi vãi,…

a Song chắn rác

dùng song chắn rác Hiệu suất của quá trình tách chất rắn này phụ thuộc yếu tố sau:

mắt sàn khoảng cách giữa các thanh chắn

thước của bã mía cần tách

e Bể lắng 1

Loại bỏ 1 phần SS và chất hữu cơ tạo điều kiện thuận lợi

cho việc xử lý xinh học ở giai đoạn sau

f.Bể UASB

UASB là bể xử lý sinh học kị khí dòng chảy ngược qua lớp bùn, là phương pháp được ứng dụng để xử lý các loại chất thải có hàm lượng hữu cơ tương đối cao

g Bể lắng 2

Làm trong nước ở phần trên để xả ra nguồn tiếp nhận, cô

đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể tuần hoàn

Sơ đồ công nghệ

 Mật rỉ là nguyên liệu sản xuất cồn rượu hoặc sử dụng làm môi trường sản xuất men bánh mỳ và các loại men thực phẩm, là nguyên liệu sản xuất axit axetit, axit citric