BÁO CÁO THỰC TẬP-CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH NƯỚC MÁI-

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH NƯỚC MÍA:????*PHƯƠNG PHÁP VÔI HÓA: Làm sạch nước mía dưới tác dụng của nhiệt vôi & thu được sản phẩm đườngthô.Phương pháp vôi có thể chia thành mấy loại sau: _Ch

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH NƯỚC MÍA:

????*PHƯƠNG PHÁP VÔI HÓA:

Làm sạch nước mía dưới tác dụng của nhiệt vôi & thu được sản phẩm đườngthô.Phương pháp vôi có thể chia thành mấy loại sau:

_Cho vôi vào nước mía lạnh

_Cho vôi vào nước mía nóng

_Cho vôi nhiều lần đun nóng nhiều lần

**PHƯƠNG PHÁP CHO VÔI VÀO NƯỚC MÍA LẠNH:

Trước hết nước mía hỗn hợp được lọc bằng lưới lọc, để loại cám mía & bơm tới thùngtrung hòa và cho vôi đến pH = 7.5 Mỗi tấn mía cho khoảng 0.5 – 0.9 kg vôi, khuấyđều nước mía, đun nóng đến nhiệt độ 1050C rồi cho vào thùng lắng để loại bọt & cácchất kết tủa, sẽ thu được nước lắng trong Đem lọc nước bùn từ thiết bị lắng, đượcnước lọc trong Hỗn hợp nước mía lắng trong & nước lọc trong được đưa đi cô đặc

***SƠ ĐỒ CN CHO VÔI VÀO NƯỚC MÍA LẠNH

Nước mía hỗn hợp

Trung hòaĐun nóngLắng

Ép lọcNước lắng trong Nước bùn

Bùn

Lắng trong

Nước mía sạch

Sữa vôi(pH = 7.2-7.5)

(t=102-1050C)

**PHƯƠNG PHÁP CHO VÔI VÀO NƯỚC NÓNG:

Trước hết đun nóng nước mía hỗn hợp đến 1050C Một số keo (albumin, silic hydroxyt)

bị ngưng tụ dưới tác dụng của nhiệt & pH của nước mía hỗn hợp Cho vôi vào thùngtrung hòa, khuấy trộn đều để kết tủa được hòan toàn, sau đó loại chất kết tủa lắng ởthiiết bị lắng

Ưu điểm của phương pháp này là tốc độ lắng tương đối nhanh, lượng vôi giảm từ 20% so với phương pháp trên, hiện tượng đóng cặn giảm Nếu khống chế nhiệt & pHkhông tốt thì đường khử bị phân hủy, thậm chí pH thấp thì saccharose bị phân chuyểnhóa Để tránh hiện tượng chuyển hóa & phân hủy đường & để có thể ngưng tụ keodưới tác dụng của nhiệt độ & pH của nước mía có thể dùng phương pháp cho vôi phânđoạn

15-***PHƯƠNG PHÁP CHO VÔI PHÂN ĐOẠN:

Trước hết cho vôi vào nước mía hỗn hợp đến pH = 6.4, đun sôi nước mía lại & cho vôiđến pH = 7.6 lại tiếp tục đun sôi & lắng

Ưu điểm của phương pháp này là hạt kết tủa lớn, lắng nhanh tiết kiệm được 35%lượng vôi so với phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh , loại được nhiều chất khôngđường, giảm lượng bùn & hiệu suất làm sạch cao

***CÁC ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP VÔI:

***CHẤT LƯỢNG VÔI:

Lượng lượng vôi có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm sạch Nếu vôi có nhiều tạp chất,khi cho vôi vào nước mía sẽ làm tăng tạp chất ,lắng, lọai & kết tinh khó khăn Dođó , tiêu chuẩn quy định như sau:

Giảm thấp độ hòa tan của vôi

Thời gian kết lắng kéo dài

Tác dụng với đường khử, tăng màu sắc của nước mía

Đóng cặn lên thiết bị bốc hơi

Các thành phần khác như : Al2O3, Fe2O3, SiO2 làm tăng chất keo, tăng màu sắc củachất béo & đóng cặn trong thiết bị

***ĐỘ HÒA TAN CỦA VÔI:

Độ hòa tan của dung dịch lớn hơn độ hòa tan của vôi trong nước nguyên chất.Độhòa tan của vôi giảm khi nhiệt độ tăng Độ hòa tan của vôi cũ, vôi mới & vôisống cũng khác nhau, theo bảng sau:

Nhiệt độ,00C Độ hòa tan của vôi gCaO/l

Vôi sống Vôi mới Vôi cũ

***NỒNG ĐỘ SỮA VÔI:

Nồng độ sữa vôithường dùng trong khoảng 10-18Be Nồng độ sữa vôi quá đặc sẽ làmtắc đường ống dẫn, khi tác dụng với nước mía, có thể gay hiện tượng kiềm cục bộ, làmđường khử phân hủy Nhưng khi nồng độ sữa vôi tương đối cao có tác dụng tạo kết tủanhanh, giảm lượng nhiệt bốc hơi

***TÁC DỤNG CỦA KHUẤY SAU KHI CHO VÔI:

Khuấy có tác dụng phân bố vôi đều trong nước mía & các phản ứng xảy ra hoàn toàn.Trường hợp nồng độ sữa vôi cao thì cần khuấy để tránh hiện tượng kiềm cục bộ.Kéodài thời gian khuấy nước mía sau khi cho vôi sẽ có tác dụng làm sạch, tăng độ tinhkhiết của nước mía, dung tích bùn giảm

60 50 40 30 20 10 5

10 15 20

25 30

Thời gian, phút

Dung tích bùn,%

Hình _ Quan hệ giữa thời gian khuấy & dung tích bùn

Vậy thời gian khuấy càng dài dung tích bùn giảm càng rõ rệt

***CÁC DẠNG VÔI CHO VÀO NƯỚC MÍA:

Các dạng vôi cho vào nước mía: sữa vôi, boat & canxi sacarat

Trước đây dạng bột thường dùng ở các nhà máy đường thủ công Vôi boat phản ứngchậm, khó khống chế lượng chính xác,khi phản ứng tỏa nhiệt gay phân hủy đườgngkhử , làm cho màu sắc nước mía đậm Hiện nay không sử dụng vôi boat nữa

Vôi dạng sữa vôi có tác dụng làm cho hỗn hợp đồng đều, khống chế được dễ dàng.Nhưng bản thân sữa vôi có chứa một lượng nước nhất định làm tăng lượng nhiệt bốchơi Hiện nay dạng sữa vôi được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường

Canxi sacarat phản ứng với nước mía tương đối hoàn toàn nhưng cần pha chế trước,không thuận tiện như sữa vôi Có thể dùng caxi sacarat cho vào nước mía nóng để đềphòng vôi làm đường khử phân hủy

**LƯỢNG VÔI:

Lượng vôi dùng phụ thuộc vào thành phần nước mía, dao động trong khoảng 0.5 –0.9kg vôi trên 1 tấn nước mía Trong thực tế sản xuất, thường dùng pH để biểu thịlượng vôi cho vào nước mía Mặt khác, khi đun nóng nước mía đã cho vôi, trị số pHthường giảm từ 0.2 -0 5 nên khi xác định pH cần căn cứ vào các yếu tố làm giảm pH.Trong trường hợp cho vôi vào nước mía lạnh, tác dụng giữa vôi & nước mía khônghoàn toàn Khi đun nóng nước mía thì tác dụng này xảy ra hoàn toàn hơn , vì vậy làmgiảm pH

***ƯU & KHUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP CHO VÔI:

*PHƯƠNG PHÁP CHO VÔI VÀO NƯỚC MÍA LẠNH:

_Quản lý thao tác đơn giản

_Trước khi đun nóng cho vôi vào nước mía đến trung tính do đó tránh được sự chuyểnhóa đường saccharose Nếu cho vôi đều đặn có thể tránh được sự thủy phân đườngkhử.

_Lượng vôi dùng nhiều

_Độ hòa tan của nước mía lạnh tăng, do đó nếu vôi quá thừa thì khi đun nóng , vôi sẽđóng cặn ở thiết bị

_Hiệu suất làm sạch thấp

*PHƯƠNG PHÁP CHO VÔI VÀO NƯỚC NÓNG:

_Loại được protein tương đối nhiều Do nhiệt độ cao sự kết tủa của Ca3(PO4)2 tươngđối hoàn toàn

_Hiệu quả làm sạch tốt.Chênh lệch độ tinh khiết của mía cao

_Tốc độ lắng lớn, dung tích bùn nhỏ

_Tiết kiệm được lượng vôi 15 -20% so với phương pháp lạnh

_Sự chuyển hóa đường saccharose tương đối lớn

_Khó khống chế các phản ứng hóa học, màu sắc nước mía đậm

***PHƯƠNG PHÁP CHO VÔI PHÂN ĐOẠN:

_Hiệu suất làm sạch tốt Loại được các chất không đường nhiều Độ tinh khiết củanước mía tăng cao, tốc độ kết tinh nhanh, dung tích nước bùn nhỏ

_Tiết kiểm khoảng 35% so với phương pháp lạnh

_Sơ đồ công nghệ phức tạp

_Sự chuyển hóa & phân hủy saccharose tương đối lớn

Phương pháp sunfit hóa còn gọi là phương pháp SO2, vì trong phương pháp này người

ta dùng lưu huỳnh dưới dạng SO2 để làm sạch nước mía

Phương pháp sunfit hóa có thể chia thành 3 loại:

Phương pháp sunfit hóa acid

Phương pháp sunfit hóa kiềm mạnh

Phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ

Đặc điểm của phương pháp sunfit hóa acid là thông SO2 vào nước mía đến pH acid &thu được sản phẩm đướng trắng Đây là phương pháp có nhiều ưu điểm nên được dùngrộng rãi trong sản xuất đường

Đặc điểm của phương pháp sunfit hóa kiềm mạnh là trong quá trình làm sạch nướcmía có 1 giai đoạn tiến hành ở pH cao Hiệu quả làm sạch tương đối tốt, đặc biệt đốivới loại nước xấu & nhiều sâu bệnh.Nhưng do sự phân hủy đường tương đối lớn ,màumía đậm , tổn that đường nhiều nên hiện nay không sử dụng Phương pháp này làdùng 2 điểm pH =7 (trung tính) & pH = 10.5-11.5 (kiềm mạnh).Do dùng pH kiềmmạnh nên có thể loại được P2O5, SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO … nhưng điều kiện côngnghệ của phương pháp này chưa ổn định.

Phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ (pH = 8 -9) có đặc điềm là chỉ tiến hành thông SO2

vào nước mía không thông SO2 vào mật chè& sản phẩm đường thô

***SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA ACID:

Nước mía hỗn hợp

Đun nóng lần I (t =55 – 600C)

(pH = 3.4-3.8)Thông SO2 lần1

Trung hòa (pH = 6.8-7.2)Đun nóng lần II (t=1020C – 1050C)

Lắng

Đun nóng lần III

Nước bùn

Cô đặcThông SO2 lần II (pH = 6.2-6.6)

Lọc kiểm tra

Nước lọc trong

***SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA KIỀM MẠNH:

Nước mía hỗn hợpĐun nóng lần I (t =60 – 650C)

Thông SO2 lần IIBốc hơi

SO2, Ca(OH)2

Nước mía có tính kiềm

***SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA KIỀM NHẸ:

Nước mía hỗn hợp

Đun nóng

Đun nóng Lắng

Cô đặc Ca(OH)2

Mật chè

Nước lọc trong

Bùn

Đây là phương pháp sản xuất đường thô so với phương pháp vôi thì hiệu quả loại chấtkhông đường tốt hơn, nhưng thiết bị & thao tác phức tạp hơn, hóa chất tiêu hao nhiềunên hiện nay ít được sử dụng.

Trên cơ sở phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ, hiện nay trong công nghệ sản xuấtđường của nhà máy đường Quãng Ngãi & Bình Dương có giai đoạn thông SO2 lần IInhư sau:

****CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG CỦA NHÀ MÁY ĐƯỜNG QUÃNG NGÃI & BÌNH DƯƠNG:

Nước mía hỗn hợpĐun nóng lần I (t=70-750C)

Trung hòaThông SO2 lần I (pH= 7-7.2)

Đun nóng lần IITản hơiLắng

Mật chè

(t=100- 1020C)

(pH = 9-9.5)

SO2

Trộn bãNước bùn

Vụn bã míaLọc chân không

Gạt bọtNước lắng trong

Bốc hơi nhiều nồi Thông SO2lần II (pH=6.2-6.4)

SO2

**ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA

***LƯỢNG VÔI:

Cho vôi sơ bộ :Nước mía hỗn hợp thường được cho vôi sơ bộ đến pH = 6.4-6.6.Trước hết vôi có tác dụng trung hòa nước mía & ngưng tụ keo trước khi đun nóng.Trong nước mía có nhiều loại keo với những pH đẳng điện khác nha, cần xác định trịsố pH thích hợp để ngưng tụ được nhiều loại keo , đồng thời không ảnh hưởng đến sựchuyển hóa & phân hủy đường Sau đ, do tác dụng của ion Ca2+ đối với chất nguyênsinh tế bào sinh vật nên ức chế được sự phát triển của vi sinh vật

Cho vôi trung hòa, lượng vôi cho vào quyết định bởi tính acid của nước mía vànồng độ SO2 trong nước mía Mặt khác khi cho vôi vào nước mía cần phải đảm bảochất lượng cảu vôi, giảm phầm tạp chất trong vôi, vôi hòa tan đều trong nước, …Lượng vôi dùng khỏang 0.2-0.3% so với trọng lượng mía ép

Thứ tự cho vôi vào nước mía đóng vai trò quan trọng Cho vôi trước hoặc SO2

trước là một vấn đề đang được nghiên cứu Theo Honig, nếu hàm lượng P2O5 trongnước mía nhỏ hơn 150 mg/l, lượng chất như F3+, Al3+, nhỏ hơn 120mg/l, SiO2 nhỏ hơn800mg/l thì tốt nhất là thông SO2 trước vôi sau Trong các nhà máy đường hiện đại nhưSông Lam và Việt Trì đều thông SO2 trước cho vôi sau

Thứ tự cho vôi và thông SO2 có thể tiền hành theo 3 bước như sau:

 Cho vôi trước thông SO2 sau

 Thông SO2 trước cho vôi sau

 Thông SO2 và cho vôi đồng thời

Cho vôi trước thông SO2 sau

 Khi cho vôi vào một lượng nhất định, không thể nâng cao cường độ SO2 và SO2

quá nhiều sẽ tạo thành Ca(HSO3)2 hòa tan

Thông SO2 trước cho vôi sau

Ưu điểm

 Trong môi trường acid, sự kết tủa CaSO3 rắn chắc , lắng tốt, lọc dễ dàng

 Nếu cho vôi ở nhiệt độ cao, hiện tượng phân hủy đường khử không nhiều, mầusắc nước mía tương đối tốt

 Trị số pH của nước mía tương đối thấp, có thể loại phần lớn chất không đườnghữu cơ, sau đó cho vôi vào đến pH gần trung tính, một phần chất koe có thểngưng tụ’

 Tác dụng ngưng tụ của keo không tốt bằng hai phương pháp trên

Trị số pH trung hòa

Trong phương pháp SO2 trung hòa, việc khống chế trị số pH trung hòa là một vấnđề quan trọng Nó ảnh hưởng lớn tới hiệu quả làm sạch và thu hồi đường

Để tạo kết tủa CaSO3 hoàn toàn, cần tránh hiện tượng quá acid vì sẽ tạoCa(HSO3)2 hòa tan và sau đó nuế ở nhiệt độ cao Ca(HSO3)2 sẽ phân ly tạo chất kếttủa đóng cặn ở các thiết bị truyền nhiệt và bốc hơi

Nếu nước mía có tính kiềm đường khử sẽ bị phân hủy, tăng chất màu và acid hữu

cơ, tăng lượng muối hữu cơ trong nước mía Mặt khác, trong môi trường kiềm, do tínhchất thủy phân kết tủa CaSO3 nên tạo dung tích lớn, tăng lượng bùn lọc và do đó tăngdiện tích ép lọc

Đẻ tránh các hiện tượng trên, cần khống chế pH lắng trong khoảng 7,0 Do tính chấtvà thành phần nước mía luôn thay đổi cần thí nghiệm tìm trị số pH thích hợp Nếu cóđược trị số pH thích hợp thì hiệu quả làm sạch tốt, CaO trong nước mía ít, màu sắcnhạt,…

Muốn xác định trị số pH thích hợp, cần tiến hành thí nghiệm như sau: cho nướcmía đã thông SO2 vào ống nghiệm sau đó cho vôi vào đến các trị số pH : 6,6 ; 6.8 ;7,0 ;7.2; 7,4 ; 7,6;… Sau đó đun nóng lần thứ hai, và phân tích nước mía đó Qua phântích nếu thấy đường khử ít bị phân hủy, hàm lượng CaO ở trong nước mía ít, màu sắcnhạt, lượng bùn ít và rắn … tức là ống nghiệm đó có trị số pH thích hợp Trường hợp

pH cao, màu sắc nước mía sẫm, nhưng đường khử không bị phân hủy thì màu săc đó

do bản thân mía gay nên, đến khi thông SO2 lần thứ hai có thể tẩy màu được

Muốn khống chế pH lắng ở 7,0 thì pH trung hòa phải lớn hơn 7,0 (7,2) vì từ giaiđoạn đến lắng thường trị số pH giảm từ 0,2-0,3

Nhiệt độ

Nhiệt độ đun nóng lần thứ nhất 55 – 750 , tác dụng của nó như sau :

 Làm mất nước của chất keo ưa nước, tăng nhanh quá trình ngưng tụ keo;

 Tăng nhanh tốc độ phản ứng hóa học Tôe Honig thì hiệu suất hấp thụ SO2 vàonước mía tốt nhất ở nhiệt độ 750 C;

 Ơû nhiệt độ càng cao, sự hòa tan của các muối CaSO3 ,CaSO4 giảm , kết tủacàng hoàn toàn, khi thông SO2, ít tạo hiện tượng quá bão hòa, giảm độ cặn ởthiết bị bốc hơi và truyền nhiệt

Nhiệt độ đun nóng lần thứ hai từ 100-1050 C Nếu nhiệt độ quá cao nước míasôi ,lắng sẽ không tốt.Tác dụng của đun nóng lần II là giảm độ nhớt & tăng nhanh tốcđộ lắng

***THÔNG SO 2

Trong phương pháp sunfit hóa, việc thông SO2 chia làm 2 lần, lần thứ nhất trướckhi cho vôi của phương pháp sunfit hóa acid & lần II thông SO2 mật chè sau khi bốchơi

Thông SO2 lần nhất là tạo chất kết tủa có tính hấp phụ các chất không đường,chất màu, kết tủa…SO2 có thể dùng ở dạng lỏng hau dạng khí

****XỬ LÝ NƯỚC MÍA KHÓ LÀM SẠCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA:

Trong quá trình trồng trọt,do điều kiện đất đai,phân bón, khí hậu,làm thànhphần cây mía chứa nhiều chất không đường Những thành phần đó tồn tại trong nướcmía,dẫn đến việc làm sạch nước mía rất khó khăn.Để xử lý loại nước mía đó ta dùngcác biện pháp sau:

_Cho vôi sơ bộ Thường nước mía khó làm sạch có pH thấp (pH = 4-4.5), cầncho vôi vào nước mía đến pH gần trung tính (pH = 6.6-6.8) để ngưng tụ keo & tránhhiện tượng chuyển hóa đường.

_Nâng cao nhiệt độ nước mía, có tác dụng ngưng tụ keo & giảm độ nhớt nướcmía

_Cho Na2CO3 vào nước mía để trung hòa acid, chủ yếu là CH3COOH Nếu choCa(OH)2 vào nước mía tạo muối hòa tan làm tăng độ nhớt của mật chè

_Nâng cao cường độ lưu huỳnh hoặc thêm P2O5 để tăng lượng kết tủa Ca3(PO4)2

_Đem lọc toàn bộ nước mía để trung hòa(không dùng thiết bị lắng) để rút ngắnQTCN, không để nước mía lưu lại trong thiết bị lắng, tiếp xúc với bùn

Đồng thời dùng chất trợ lọc (diatomit) để tăng nhanh tốc độ lọc Muốn xử lýnưo mía khó làm sạch, cần tìm nguyên nhân để có biện pháp xử lý phù hợp, tăng hiệuquả làm sạch

???*PHƯƠNG PHÁP CACBONAT HÓA:

Phương pháp CO2 (còn gọi là phương pháp cacbonat hóa) là phương pháp cónhiều ưu điểm Phân loại phương pháp này như sau:

_Phương pháp thông CO2 một lần

_Phương pháp thông CO2 “chè trung gian”

_Phương pháp CO2 thông thường (thông CO2 hai lần, thông SO2 hai lần)

*SƠ ĐỒ CN CỦA PHƯƠNG PHÁP CACBONAT HÓA:

**QTCN CỦA PHƯƠNG PHÁP THÔNG CO 2 MỘT LẦN:

*** QTCN CỦA PHƯƠNG PHÁP THÔNG CO 2 MỘT LẦN:

Nước mía hỗn hợpĐun nóng lần IThông CO2

Ép lọc

t=1000CThông SO2

Mật chè

SO2

(t=50-550C)

Độ kiềm 350mgCaO/l

300-(pH = 7.0)Đun nóng lần II

Bốc hơi

Đặc điểm của phương pháp thông CO2 một lần là cho tòan bộ sữa vôi vào nước míamột lần & thông CO2 một lần đến độ kiềm thích hợp.Nhược điểm chủ yếu của phươngphap1 này là nước mía chỉ đi qua một điểm đẳng điện, loại chất không đường Ngoài

ra vì thông CO2 sau khi cho vôi nên tạo phức “đường vôi” ảnh hưởng đến hiệu suấthấp thụ CO2 và tạo nhiều bọt