Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2

Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2 Thiết kế nhà máy sản xuất đường hiện đại bằng phương pháp SO2

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 5

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 5

1.1 Đặc điểm thiên nhiên của vị trí xây dựng [29]: 5

1.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu [29]: 5

1.3 Giao thông vận tải:[4] 6

1.4 Nguồn cung cấp nước: 6

1.5 Xử lí nước thải: 7

1.6 Nguồn cung cấp điện: 7

1.7 Nguồn cung cấp hơi: 7

1.8 Nguồn cung cấp nhiên liệu: 7

1.9 Nguồn nhân lực: 7

1.10 Thị trường tiêu thụ sản phẩm: 8

1.11 Hợp tác hóa: 8

CHƯƠNG 2 9

TỔNG QUAN TÀI LIỆU 9

2.1 Giới thiệu về cây mía 9

2.2 Tính chất và thành phần hóa học của mía 9

2.3 Công nghệ sản xuất đường mía 10

CHƯƠNG 3 15

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 15

3.1 Chọn phương pháp sản xuất: 15

3.2 Quy trình công nghệ sản xuất đường RS theo phương pháp sunfit hóa 17

18

3.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 19

3.4 Tiêu chuẩn đường thành phẩm RS: 30

CHƯƠNG 4 31

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 31

4.1 Công đoạn ép: Cơ sở tính toán cho 100 tấn mía 31

4.2 Công đoạn làm sạch: cơ sở tính cho 100 tấn mía 33

4.3 Công đoạn nấu đường 40

CHƯƠNG 5 47

CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 47

5.2 Cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng 52

5.3 Cân bằng nhiệt cho hệ nấu đường 53

5.4 Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc 59

5.5 Nhiệt dùng cho những yêu cầu khác 62

5.6 Tổng hợp lượng hơi dùng cho nhà máy 62

CHƯƠNG 6 64

TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 64

6.1 Chọn bộ máy ép 64

6.2 Băng tải mía 65

6.3 Máy băm 65

6.4 Máy đánh tơi 66

6.5 Cân tự động 66

6.6 Thiết bị gia vôi sơ bộ 67

6.7 Thiết bị gia nhiệt 68

6.8 Thiết bị thông SO2 lần 1 và gia vôi trung hoà 69

6.9 Thiết bị thông SO2 lần 2 72

6.11 Thiết bị lọc chân không 74

6.12 Thiết bị lọc ống PG (lọc kiểm tra) 74

6.13 Thiết bị bốc hơi 75

6.14 Thiết bị nấu đường 77

6.15 Trợ tinh 81

6.16 Máy li tâm đường A, B 83

6.17 Máy li tâm đường C 84

6.18 Máy sấy đường 84

CHƯƠNG 7 87

TÍNH XÂY DỰNG 87

7.1 Tính nhân lực lao động 87

7.2 Các công trình xây dựng của nhà máy 90

7.3 Tính khu đất xây dựng nhà máy 97

CHƯƠNG 8 99

TÍNH HƠI - NƯỚC 99

8.1 Tính hơi 99

8.2 Nhu cầu nước 100

Nhà máy đường sử dụng một lượng nước rất lớn Theo tính chất công nghệ, thiết bị khác nhau thì khối lượng nước sử dụng cũng như chất lượng là khác nhau 100

9.1 Kiểm tra sản xuất 104

9.2 Cách xác định một số chỉ tiêu 106

10.1 An toàn lao động 108

10.2 Vệ sinh xí nghiệp 110

KẾT LUẬN 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

LỜI MỞ ĐẦU

Cây mía và nghề làm mật, đường ở Việt Nam đã có từ thời xa xưa nhưng côngnghiệp mía đường mới chỉ được phát triển từ những năm 1990 Cho đến năm 1994 cảnước chỉ mới có 9 nhà máy đường mía với tổng công suất dưới 11.000 tấn mía/ngày và

2 nhà máy tinh luyện công suất nhỏ, thiết bị lạc hậu dẫn đến việc mỗi năm phải nhậpkhẩu trung bình từ 300 ngàn đến 500 ngàn tấn đường Nhận thấy được những lãng phírất lớn trong chế biến và sản xuất đường nội địa, chương trình mía đường đã được khởiđộng kể từ năm 1995 Chương trình này được chọn là chương trình khởi đầu để tiếnhành công nghiệp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn, xoá đói, giảm nghèo, giảiquyết việc làm cho lao động nông nghiệp

Sản lượng đường Việt Nam sản xuất được trong niên vụ 2013/14 ước đạt 1,6triệu tấn đường, chỉ chiếm khoảng 0,9% tổng sản lượng đường của cả thế giới Niên vụnày, năng suất mía bình quân cả nước đạt khoảng 63,9 tấn mía/ha, tăng khoảng 19,5%

so với mười năm trước đây Nếu so với năng suất bình quân thế giới (70,2 tấn/ha) thìcòn thấp hơn 8,8% tuy nhiên khoảng cách đang dần được thu hẹp sau thời gian[25]

Đường là nguyên liệu quan trọng cho các ngành chế biến thực phẩm, là chấtđiều vị trong bữa ăn hàng ngày, và là chất cung cấp năng lượng cho cơ thể.Đường còn

là nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành công nghiệp (CN) hiện nay như CN bánhkẹo, đồ hộp, đồ uống, CN lên men, sữa, CN dược phẩm, hóa học v.v…Nhận thấy, cầnphải phát triền ngành công nghiệp chế biến đường hơn nữa để đáp ứng nhu cầu trongnước và quan trọng hơn là tăng kim ngạch xuất khẩu đường ra nước ngoài

Vì vậy, việc đầu tư phát triển vùng nguyên liệu trồng mía và xây dựng nhà máysản xuất đường hiện đại với năng suất 3200 tấn mía/ngày là rất cần thiết, góp phần giảiquyết được vấn đề về số lượng và chất lượng đường, đồng thời giải quyết được vấn đềviệc làm cho người dân Như vậy, vấn đề thiết kế một nhà máy đường hiện đại là yêucầu có tính khả thi cao

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Theo em tìm hiểu thông tin thì ở Thọ Xuân- Thanh Hoá hiện nay đang quyhoạch những vùng chuyên canh chuyên sâu cây mía đạt hiệu quả, lấy đà phát triển toàndiện những mũi nhọn kinh tế khác…do đó, xây dựng nhà máy ở Thọ Xuân Thanh Hoá

có thể giải quyết được sự đồng bộ giữa vùng nguyên liệu và nơi đặt nhà máy, tránhtình trạng thiếu hụt nguyên liệu trầm trọng như các nhà máy đường khác dẫn đến thualỗ

1.1 Đặc điểm thiên nhiên của vị trí xây dựng [29]:

Địa điểm xây dựng nhà máy phải phù hợp với quy hoạch và đảm bảo điều kiệnchung về phát triển kinh tế của địa phương

Huyện Thọ Xuân là địa điểm có nhiều điều kiện thuận lợi để xây dựng nhà máy,địa hình tương đối bằng phẳng và cao ráo, đồng thời có nhiều yếu tố thuận lợi khác vềnguồn cung cấp điện, nước, cơ sở hạ tầng, giao thông…

Cách thành phố Thanh Hoá 38km về phía Đông, cách khu công nghiệp LamSơn (cùng huyện) 20km về phía Tây Trên địa bàn huyện Thọ Xuân còn có Sân bayquân sự Sao Vàng, tương lai sẽ trở thành sân bay dân dụng Trên địa bàn huyện hiệncó: 1.209,0 km đường bộ, bao gồm hệ thống quốc lộ, tỉnh lộ, đường huyện, đường xãquản lý Và 2 tuyến sông đi qua gồm: sông Chu và sông Cầu Chày

- Đặc điểm thiên nhiên của huyện Thọ Xuân: Nhiệt độ không khí bình quân năm23,40C Độ ẩm không khí bình quân năm 86% Hướng gió thịnh hành nhất vẫn là ĐôngNam và Tây Bắc Lượng mưa bình quân năm 1.642 mm

1.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu [29]:

Huyện Thọ Xuân có nền khí hậu của khu vực nhiệt đới, gió mùa Với diện tíchđất phù sa rộng lớn thuận lợi để trồng mía, bên cạnh đó nhờ 2 con sông là sông Chu vàsông Cầu Chảy thuận lợi cho việc tưới tiêu

Dựa vào mục tiêu chiến lược của huyện là” xây dựng cho được vùng míanguyên liệu với diện tích 4.554 ha ở 18 xã có diện tích mía từ 90 ha trở lên, phấn đấu

90 tấn/ha”[27], ngoài ra còn có thể thu mua mía từ Nghệ An với gần 30.000 ha có thể

đảm bảo cung cấp đầy đủ mía mía cho nhà máy đường với năng suất 3200 tấn/ngày

Việc đảm bảo nguồn cung ứng nguyên liệu là điều kiện tiên quyết để đảm bảonhà máy đi vào hoạt động, duy trì và phát triển sản xuất

1.3 Giao thông vận tải:[4]

Đường bộ có quốc lộ 15, chạy theo hướng Bắc - Nam, nằm ở phía tây huyện,qua thị trấn Lam Sơn, và quốc lộ 47 nối quốc lộ 15 với thành phố Thanh Hóa

Đường thủy theo sông Chu gặp sông Mã rồi ra biển Đông

Đường không có Sân bay nội địa Sao Vàng nằm ở thị trấn Sao Vàng đượckhánh thành và đưa vào khai thác sử dụng từ năm 2013

Đây là điều kiện rất thuận lợi để vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm,máy móc thiết bị cả đường bộ và đường thủy

1.4 Nguồn cung cấp nước:

Tuỳ theo mục đích sử dụng mà từng loại nước phải đảm bảo chỉ tiêu hoá lý,sinh học nhất định

Nhà máy sử dụng nước chủ yếu lấy từ sông Chu, sông Cầu Chày, hệ thống nướcngầm Ta cần phải xử lý trước khi đưa vào sản xuất tuỳ theo mục đích sử dụng Nướctrong sản xuất có các dạng sau:

+ Nước lắng trong: nước sau khi được bơm từ sông lên được đưa đi lắng để bỏbớt một số tạp chất rồi cung cấp cho cá thiết bị bazomet

+ Nước lọc trong: nước qua lắng được đưa đi lọc để loại triệt để các tạp chất màquá trình lắng không loại được

+ Nước sau lọc trong đem làm mềm qua cột trao đổi ion để khử độ cứng rồicung cấp cho lò hơi

Yêu cầu đặt ra cho vấn đề thoát nước của nhà máy chế biến thực phẩm rất cấpbách

1.5 Xử lí nước thải:

Ô nhiễm môi trường đang là mối lo lắng của toàn xã hội Vì là nhà máy có nướcthải chứa nhiều chất hữu cơ nên phải đặt công tác xử lý nước thải là một trong nhữngmối quan tâm hàng đầu, để góp phần làm cho môi trường trong xanh, sạch đẹp Nướcthải của nhà máy phải tập trung lại và xử lý trước khi xả ra sông theo đường cốngriêng Trong quá trình xử lý, rác rưởi đem đi xử lý định kỳ Còn bùn lắng được đem ủyếm khí và phơi để làm phân bón vi sinh

1.6 Nguồn cung cấp điện:

Trong nhà máy đường, điện được cấp cho các thiết bị, động cơ, máy móc, máybơm, cấp cho hoạt động của lò hơi và cho sinh hoạt của công nhân, vì vậy lượng điện tiêuthụ rất lớn

Sử dụng từ hệ thống lưới điện quốc gia 500KV truyền tải về nhà máy bằng đường dây110KV Tại chân nhà máy có Trạm biến áp 40 MVA (110/22), mạng điện 22 KV trongnhà máy Để đề phòng mất điện nhà máy sử dụng máy phát điện dự phòng

1.7 Nguồn cung cấp hơi:

Hơi được sử dụng chủ yếu trong quá trình sản xuất sẽ được cung cấp từ lò hơiriêng của nhà máy Trong quá trình sản xuất để tiết kiệm hơi ta lấy hơi thứ từ các thiết

bị bốc hơi cung cấp cho các thiết bị kế tiếp, gia nhiệt, nấu đường, cô đặc, sấy.v.v

1.8 Nguồn cung cấp nhiên liệu:

Trong nhà máy lò hơi là nơi cần nhiên liệu nhiều nhất Nhằm giảm bớt vốn đầu

tư, tăng hiệu suất tổng thu hồi nhà máy dùng bã mía làm nhiên liệu đốt lò hơi Thời kìkhông có bã mía dùng nhiên liệu khác như dầu FO, củi đốt Còn để bôi trơn cho cácthiết bị khác ta dùng dầu bôi trơn Dầu FO, dầu bôi trơn, xăng dầu cho các phương tiệnvận chuyển được đặt mua tại các công ty xăng dầu địa phương gần nhà máy

1.9 Nguồn nhân lực:

Đội ngũ kĩ sư sẽ được tuyển chọn từ trường các kĩ sư tương lai của ngành CôngNghệ Thực Phẩm của các Trường Đại Học Bách Khoa, lực lượng nòng cốt sẽ đượcđào tạo chuyên sâu hơn và có thể áp dụng chính sách thu hút nhân tài với những đãingộ để thu hút nhân lực Cán bộ kỹ thuật và công nhân được thu nhận từ các trường

tỉnh trên cả nước.Đội ngũ công nhân phổ thông sẽ giúp giải quyết vấn đề việc làm chongười dân nơi đây và các tỉnh lân cận

1.10 Thị trường tiêu thụ sản phẩm:

Nhà máy sản xuất đường sẽ giải quyết được nhu cầu tiêu thụ và sử dụng đườnglàm nguyên liệu cho các ngành sản xuất khác như bánh kẹo, các loại bánh truyểnthống, nước giải khát…cũng như nhu cầu tiêu thụ hàng ngày của người dân trong vùng

và vùng lân cận

1.11 Hợp tác hóa:

Việc hợp tác hóa giữa các nhà máy sản xuất ở các tỉnh, thành phố khác sẽ thuậnlợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triển nâng cấp, cải tiến kỹ thuật củanhà máy đồng thời qua sự hợp tác này sẽ tạo điều kiện cho việc sử dụng chung nhữngcông trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước…

Để đạt hiệu quả kinh tế, nhà máy tiến hành hợp tác hóa với các nhà máy lân cận

để các phế liệu được sử dụng triệt để Bã mía làm chất đốt phục vụ cho nhà máy, bùn lọc từ mật chè bán cho các cơ sở sản xuất phân vi sinh Quế Lâm ở Vĩnh Phúc, mật rỉ của nấu đường bán cho nhà máy sản xuất rượu trong tỉnh như nhà máy rượu Hạc Thành Habill và các nhà máy sản xuất rượu khác ở Hà Nội

Ngoài ra, liên hợp hóa còn có tác dụng nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng cao hiệu quả sửdụng nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm

Kết luận: Qua thăm dò và nghiên cứu các đặc điểm tự nhiên cũng như cơ sở hạ tầng,

nguồn nhân lực… cho ta thấy việc xây dựng nhà máy đường tại huyện Thọ Xuân, tỉnhThanh Hoá là hoàn toàn khả thi Qua đó tạo công ăn việc làm cho công nhân giải quyếtvấn đề lao động dư thừa, nâng cao đời sống nhân dân, đồng thời góp phần phát triểnkinh tế khu vực miền trung nói riêng cũng như cả nước nói chung

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU2.1 Giới thiệu về cây mía

Cây mía thuộc họ Poaceae, giống Sacarum, chúng có thân to mập, chia đốt,

chứa nhiều đường, cao từ 2 - 6 m [28] Giống Sacarum có thể chia làm 3 nhóm chính:

- Nhóm Saccharum officinarum, là giống thường gặp và bao gồm phần lớn các

chủng đang trồng phổ biến trên thế giới

- Nhóm Saccharum Violaceum, là giống lá màu tím, cây ngắn, cứng và không trổ

thích ứng rộng và có giá trị kinh tế cao [5.Tr1].

2.2 Tính chất và thành phần hóa học của mía

2.2.2 Thành phần hóa học của mía [5.Tr 12-13]

Thành phần hoá học của mía thay đổi tuỳ theo điều kiện đất đai, phương phápcanh tác, loài, giống mía vv

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của cây mía

Thành phần Tên các

chất

Tỷ lệ (%)

Thành phần

Tên các chất

Tỷ lệ (%)

Hình 2.2Công thức cấu tạo của sacaroza

2.3 Công nghệ sản xuất đường mía

Các công đoạn chính trong công nghệ sản xuất đường bao gồm: ép, làm sạchnước mía, cô đặc và kết tinh Người ta dựa vào tác dụng của các yếu tố như nhiệt độ,

pH, hóa chất, nồng độ, độ nhớt… lên các thành phần hóa học trong nước mía để tạo rasản phẩm cuối cùng là đường

2.3.1 Làm sạch nước mía [5 tr 42]

Mục đích của quá trình làm sạch nước mía:

- Loại tối đa các chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt là nhữngchất có hoạt tính bề mặt, chất keo

- Trung hòa nước mía hỗn hợp

- Loại tất cả những chất rắn lơ lửng trong nước mía

2.3.1.1 Tác dụng của pH [5 tr 42-43]

Nước mía hỗn hợp có pH = 5 – 5,5 Trong quá trình làm sạch, do sự biến đổi của

pH dẫn đến các quá trình biến đổi hoá lý và hoá học các chất không đường trong nướcmía và có hiệu quả rất lớn đến quá trình làm sạch Việc thay đổi pH có các tác dụngsau:

- Ngưng kết chất keo: Ở nước mía có hai điểm pH làm ngưng tụ keo: pH trên dưới

7 và pH trên dưới 11 Điểm pH trước là pH đẳng điện, điểm pH sau là điểmngưng kết của protein trong môi trường kiềm mạnh Trong quá trình làm sạch,

ta lợi dụng các điểm pH này để ngưng tụ chất keo

- Làm chuyển hoá đường sacaroza: Khi nước mía ở môi trường axit (pH < 7) sẽlàm chuyển hoá sacaroza thành hỗn hợp glucoza và fructoza

- Làm phân huỷ sacaroza: Trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của nhiệt,sacaroza bị phân huỷ thành các sản phẩm rất phức tạp

- Làm phân huỷ đường khử

- Tách loại các chất không đường

2.3.1.2 Tác dụng của nhiệt độ[5 tr 45]

Phương pháp dùng nhiệt độ để làm sạch nước mía là một trong những phương

đường cần khống chế điều kiện nhiệt độ Khi khống chế được nhiệt độ tốt sẽ thu đượcnhững tác dụng chính sau:

- Loại không khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt Tăng nhanh các quá trìnhphản ứng hoá học

- Có tác dụng diệt trùng, đề phòng sự lên men axit và sự xâm nhập của vi sinh vậtvào nước mía

- Nhiệt độ tăng cao làm tỉ trọng nước mía giảm, đồng thời làm chất keo ngưng tụ,tăng nhanh tốc độ lắng của các chất kết tủa

2.3.1.3 Tác dụng của các chất điện ly[5 tr 46-49]

a Tác dụng của vôi

- Trung hoà các axit hữu cơ và vô cơ

- Tạo các điểm đẳng điện để ngưng kết các chất keo

- Làm trơ phản ứng axit của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự chuyển hoáđường sacaroza

- Kết tủa hoặc đông tụ những chất không đường: protein, pectin, chất màu…

- Phân huỷ một số chất không đường, đặc biệt là đường chuyển hoá, amit

-Tác dụng cơ học: các chất kết tủa tạo thành có tác dụng kéo theo những chất lơlửng và những chất không đường khác

- Nếu CO2 dư sẽ làm tan kết tủa CaCO3 làm đóng cặn trong thiết bị truyền nhiệt

và bốc hơi

d Tác dụng của P 2 O 5

P2O5 dạng muối hoặc axit sẽ kết hợp với vôi tạo thành kết tủa Ca3(PO4)2, kết tủanày có tỷ trọng lớn có khả năng hấp thụ chất keo và chất màu cùng kết tủa Khi vôilàm sạch nước mía có đủ lượng P2O5 nhất định thì hiệu quả làm sạch tăng rõ rệt

2.3.2 Cô đặc nước mía

Mục đích: bốc hơi nước mía có nồng độ 13 – 15Bx đến mật chè nồng độ 60 65Bx Để bốc hơi một lượng nước lớn đồng thời tiết kiệm hơi cần thực hiện ở hệ côđặc nhiều hiệu Trong quá trình cô đặc, tuy rằng tiêu hao một lượng hơi nhiều nhưngđồng thời cũng sản sinh ra một lượng hơi thứ lớn Hơi thứ có nhiệt độ cao, nên được sửdụng làm nguồn nhiệt cho các công đoạn khác như nấu đường, gia nhiệt Có phương

-án bốc hơi hợp lý sẽ giảm tiêu hao năng lượng hơi và giảm giá thành Có 3 phương -ánnhiệt của hệ bốc hơi:

- Phương án bốc hơi áp lực

- Phương án bốc hơi chân không

- Phương án bốc hơi áp lực chân không

2.3.3 Nấu đường và kết tinh

Nấu đường là quá trình tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến quá bão hoà, sảnphẩm nhận được sau khi nấu gọi là đường non gồm tinh thể đường và mật cái Quátrình nấu đường được thực hiện trong nồi nấu chân không để giảm nhiệt độ sôi củadung dịch, tránh hiện tượng caramen hoá và phân huỷ đường Đối với các sản phẩmcấp thấp, quá trình kết tinh còn tiếp tục thực hiện trong các thiết bị kết tinh làm lạnhbằng phương pháp giảm nhiệt độ

Quá trình kết tinh đường gồm 2 giai đoạn: Sự xuất hiện của nhân tinh thể hay sựtạo mầm và sự lớn lên của tinh thể

2.3.3.1 Sự tạo mầm tinh thể

Trong dung dịch đường mía, các phân tử đường phân bố đều trong không giancủa phân tử nước và chuyển động hổn độn không ngừng tạo thành một dung dịch đồng

điền đầy ổn định vào không gian của phân tử nước, kết hợp với các phân tử nước tạothành trạng thái cân bằng Khi số lượng phân tử đường vượt quá số lượng phân tử lúcbão hoà tạo thành trạng thái quá bão hoà thì sự cân bằng bị phá vỡ Khi phân tử đườngnhiều đến một số lượng nhất định, thì khoảng cách giữa chúng ngắn lại, cơ hội vachạm tăng lên, vận tốc giảm đi tương ứng và đạt tới mức lực hút giữa các phân tử lớnhơn lực đẩy, khi đó một số phân tử đường kết hợp với nhau hình thành thể kết tinh rấtnhỏ tách khỏi nước đường, từ đường ở trạng thái hoà tan trở thành đường ở thể rắn Đó

là các tinh thể đường hình thành sớm nhất gọi là nhân tinh thể

Các phương pháp tạo mầm tinh thể: [5 tr 74]

2.3.3.2 Sự lớn lên của tinh thể

Sau khi nhân tinh thể xuất hiện mà dung dịch đường vẫn ở trạng thái quá bão hoàthấp thì những phân tử đường ở gần nhân tinh thể không ngừng bị mặt ngoài của nhântinh thể hút vào, lắng chìm vào bề mặt tinh thể, đồng thời xếp từng lớp ngay ngắn theohình dạng tinh thể làm cho tinh thể lớn dần lên Trong quá trình đó, do các phân tửđường không ngừng lắng chìm vào tinh thể nên số lượng phân tử đường trong nướcđường gần bề mặt tinh thể giảm đi và số lượng phân tử đường trong nước đường xa bềmặt tinh thể tăng lên tương đối, hình thành hai khu vực nồng độ thấp và nồng độ cao

Do 2 khu vực nồng độ khác nhau nên xuất hiện hiện tượng khuếch tán của các phân tửđường từ khu vực nồng độ cao sang khu vực nồng độ thấp, đến rìa tinh thể bị tinh thểhút vào và lắng chìm xuống Quá trình cứ tiếp tục như vậy làm cho tinh thể đường lớndần lên

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

để em chọn được phương pháp sản xuất phù hợp cho nhà máy của mình

3.1.1 Công đoạn lấy nước mía:

Để lấy nước mía ra khỏi cây mía, hiện nay trong công nghiệp đường người ta sửdụng hai phương pháp:

 Khuếch tán

Nhưng phương pháp ép vẫn được sử dụng phổ biến hơn, còn phương pháp khuếchtán thì thường sử dụng cho củ cải đường Sử dụng phương pháp ép có thể lấy nước míađược nhanh hơn với nồng độ đường cao hơn tạo điều kiện cho quá trình bốc hơi diễn

ra nhanh, tiết kiệm hơi cho quá trình cô đặc

Nguyên lý chung của phương pháp này là ép dập thân cây mía nhằm phá vỡ các tế bào

để lấy nước mía

3.1.2 Công đoạn làm sạch nước mía:

Mục đích của công đoạn làm sạch nước mía là loại tối đa chất không đường rakhỏi nước mía hỗ hợp đặc biệt là những chất có hoạt tính bề mặt và chất keo, trung hòanước mía hỗn hợp và loại tất cả những chất rắn dạng lơ lững trong nước mía

 Phương pháp gia vôi

 Phương pháp cacbonat hóa

 Phương pháp sunfit hóa

Phương pháp gia vôi tuy đơn giản nhưng hiệu suất làm sạch thấp, hiệu quả làmsạch phụ thuộc vào chất lượng vôi, lượng vôi sử dụng nhiều, làm giảm độ tinh khiếtcủa nước mía trong, dường thu được dễ bị biến màu do đó phương pháp này phù hợp

để sản xuất đường thô

Phương pháp cacbonat hóa tuy có nhiều ưu điểm như chất lượng sản phẩm tốt,hiệu suất cao, đường ít biến màu nhưng yêu cầu kỹ thuật cao,sử dụng nhiều hóa chất,

sơ đồ công nghệ và thiết bị tương đối phức tạp do đó nếu sử dụng phương pháp này đểsản xuất đường RS thì không kinh tế

Cuối cùng là phương pháp sunfit hóa tuy cũng có nhược điểm nhưng trang thiết

bị tương đối đơn giản, tiêu hao ít hóa chất, dễ vận hành và quan trọng là cho chấtlượng đường tốt, đảm bảo tính kinh tế

3.1.3 Công đoạn nấu đường:

Nhiệm vụ của nấu đường là tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến quá bãohòa Sản phẩm nhận được sau khi nấu gọi là đường non, gồm tinh thể đường và mật cái

Có hai phương pháp nấu đường là:

 Nấu gián đoạn

 Nấu liên tục

Phương pháp nấu liên tục có rất nhiều ưu điểm như thời gian nấu ngắn, năng suất

cao, sự truyền nhiệt, sự bay hơi và kết tinh không bị đứt đoạn , do đó tốc độ kết tinhtăng, giảm sự hình thành các tinh thể hoang dại Dễ tự động hóa, ít tốn nhân công…Tuy nhiên, đòi hỏi thiết bị phức tạp, dụng cụ kiểm tra đồng bộ, khó thao tác, đòi hỏitốc độ cho nguyên liệu phải ổn định Về phương pháp nấu gián đoạn tuy thời gian nấulâu hơn, nhiều thiết bị, tốn nhân công nhưng thiết bị lại hoạt động đơn giản, dễ khốngchế, dễ thao tác và kiểm soát chất lượng từng nồi nấu, trình độ công nhân không yêucầu cao, không đồi hỏi nghiêm ngặt về khống chế lượng đường và tốc độ cho nhân tinhthể

Trong sản xuất đường hiện nay, người ta thường sử dụng các chế độ nấu đường:nấu 2 hệ, 3 hệ, 4 hệ Đối với chế độ nấu 2 hệ, thường áp dụng cho nấu đường thô vàmật chè có độ tinh khiết thấp (<80), lượng đường trong mật cuối cao gây tổn thất Chế

độ nấu 4 hệ giảm được tổn thất đường nhưng dây chuyền công nghệ phức tạp, tốnnhiều thiết bị nấu Ở đây ta chọn chế độ nấu 3 hệ là phù hợp nhất vì AP >80%, giảmtổn thất đường và thiết bị cũng không quá phức tạp

Sử dụng phương pháp nấu gián đoạn và chọn chế độ nấu 3 hệ là phù hợp với nhà máynhất

3.2 Quy trình công nghệ sản xuất đường RS theo phương pháp sunfit hóa

3.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.3.1 Cân định lượng, cẩu mía

Mía khi đạt độ chín thích hợp được thu hoạch, sau đó vận chuyển vào nhà máy bằng xe tải Tại đây, tiến hành cân để xác định khối lượng và lấy mẫu phân tích chữ đường (dựa vào chữ đường để thanh toán tiền cho nông dân) Sau đó, mía được đưa đến bãi chứa nguyên liệu để chờ đưa vào sản xuất.Tại đây, nguyên liệu được cẩu lên băng xả mía đưa vào bàn lùa để phân phối mía xuống băng chuyền máy băm

3.3.2 Máy băm, đánh tơi

Mục đích: Xử lí sơ bộ mía trước khi vào ép để tạo điều kiện ép mía dễ dàng,

nâng cao năng suất và hiệu suất ép mía

Thiết bị xử lý sơ bộ gồm 2 máy băm và một máy đánh tơi

1 Máy băm:

Máy gồm một trục lớn lồng cố định vào các tấm đĩa có khe để lắp lưỡi dao, được đỡ trên hai đầu bằng ổ bi

Máy băm có những tác dụng sau:

- San mía thành lớp dày đồng đều, mía dễ dàng được kéo vào máy ép, không bị

trượt, nghẹn

- Nâng cao hiệu suất ép do vỏ cứng bị xé nhỏ, tế bào mía bị phá vỡ, lực ép phân

bố đều trên mọi điểm nên máy ép làm việc ổn định và luôn đầy tải [1, tr 24].

2 Máy đánh tơi:

Sau khi qua máy băm thành lớp, còn

nhiều cây mía chưa bị băm nhỏ, cần được

xé ra và làm tơi để đưa vào máy ép dễ dàng

hơn, hiệu suất ép tăng lên Do đó, người ta

sử dụng máy đánh tơi để giải quyết vấn đề

này Có hai kiểu máy đánh tơi là máy đánh

tơi kiểu búa và máy đánh tơi kiểu đĩa Với

dây chuyền thiết kế này ta chọn máy đánh

tơi kiểu búa

3.3.3 Máy ép

Mục đích: Lấy hoàn toàn lượng nước trong mía nguyên liệu.

Hình 3.1 Máy băm [21]

Hình 3.2 Máy đánh tơi kiểu búa [5.Tr 26]

Hình 3.3 Sơ đồ nước thẩm thấu [8.Tr 46]

Nguyên lý: Dùng phương pháp thẩm thấu kép, vừa phun nước vừa sử dụng nước

mía loãng để làm nước thẩm thấu phun vào bã của các máy trước, dựa trên nguyên tắc

nước nhiều đường phun vào bã nhiều đường, nước ít đường phun vào bã ít đường [6

tr 34].

Chọn hệ thống ép gồm 2 máy ép dập và 2 máy ép kiệt Trong quá trình ép ta kếthợp rửa nước thẩm thấu để thu hồi phần đường còn sót lại trong bã Nước thẩm thấu được dùng để thẩm thấu cho máy ép 3 và 4, nước thẩm thấu cho máy 1, 2 là nước mía thu từ máy ép 3, 4 Nước mía hỗn hợp là nước thu được từ 2 máy ép 1 và 2 Còn bã mía được đưa đến lò hơi làm nhiên liệu đốt lò

3.3.4 Gia vôi sơ bộ:

Công đoạn này nhằm trung hoà nước mía hỗn hợp, ngăn ngừa sự chuyển hoáđường, kết tủa và đông tụ một số keo, ức chế sự phát triển của vi sinh vật do tác dụngcủa ion Ca2+ đối với chất nguyên sinh tế bào vi sinh vật Gia vôi sơ bộ có nồng độ sữavôi 8÷100Be, lượng P2O5 cần bổ sung vào nước mía: 300÷400 ppm, độ pH của nướcmía sau khi gia vôi sơ bộ: 6,2÷6,6

3.3.5 Gia nhiệt 1:

Đưa nhiệt độ nước mía hỗn hợp lên 55

 600C nhằm tách một phần không khí trong

nước mía để giảm sự tạo bọt, làm mất nước

một số keo ưa nước tăng nhanh quá trình

ngưng tụ keo, tăng cường vận tốc phản ứng

vì hiệu suất hấp thụ SO2 vào nước mía tốt

nhất là ở 75oC Để kết tủa CaSO3 và CaSO4

được hoàn toàn hơn vì ở nhiệt độ cao sự hòa

tan của các muối này giảm, đồng thời giảm

sự tạo thành Ca(HSO3)2 hòa tan nên giảm

được sự đóng cặn trong thiết bị bốc hơi và

truyền nhiệt, hạn chế quá trình phát triển của vi sinh vật

Thiết bị gia nhiệt: Sử dụng thiết bị gia nhiệt ống chùm thẳng đứng, hơi gia nhiệt

là hơi thứ Nước mía đi trong ống truyền nhiệt Hơi đốt đi ngoài ống truyền nhiệt, nướcngưng được tháo ở đáy thiết bị

3.3.5 Thông SO 2 lần 1 và gia vôi trung hoà:

Thông SO2 lần 1: Tạo kết tủa CaSO3 mà CaSO3 có khả năng hấp thụ các chấtkhông đường, chất màu, làm cho chúng kết

tủa theo

Ca(OH)2 + H2SO3 CaSO3 + 2H2OTạo được điểm đẳng điện ở pH = 3,4÷3,8 làm kết tủa các chất không đường nhiều hơn

pH của nước mía sau khi sunfit hóa lần 1: 3,4÷3,8 Cường độ hấp thụ SO2: 0,7÷0,9

- Thiết bị: Quá trình thông SO2 làm pH giảm mạnh, ở pH này đường sẽ chuyểnhóa rất lớn nên phải trung hòa nhanh do đó ta chọn thiết bị thông SO2 lần 1 và thiết bịtrung hòa chung 1 thiết bị

- Trung hoà: Trung hòa nước mía hỗn hợp, ngăn ngừa sự chuyển hóa đường vì

ở môi trường axit đường dễ bị chuyển hóa, pH của nước mía sau khi trung hòa:6,8÷7,2

chất cặn, bùn ra khỏi nước mía, tăng

hiệu suất cho các công đoạn tiếp theo

pH của nước sau khi lắng: 6,8÷7,0;

nhiệt độ nước mía trong: 95÷98oC

Thiết bị:có dạng hình trụ đáy

nón, trong thiết bị có chia các ngăn và

Hình 2.2 Thiết bị gia nhiệt [ 18]

Hình 2.4 Thiết bị lắng [15]

nghiêng so với mặt phẳng ngang 15o Bên trong có bộ phận răng cào có tác dụng đưa

bã vào tâm thiết bị

3.3.7 Lọc chân không thùng quay:

Hình 3.6.Thiết bị lọc chân không [22]

Mục đích: Nhằm thu hồi lượng đường còn sót lại trong bùn lắng

Thiết bị cấu tạo gồm một cái thùng rỗng quay quanh một trục nằm ngang Trên

bề mặt thùng có đục các lỗ nhỏ có lớp vải lọc (hoặc lưới lọc) Mặt bên trong thùng có

24 ngăn độc lập nhau, mỗi ngăn chiếm 150 theo chu vi, mỗi ngăn có đường ống nối vớitrục rỗng Trục rỗng được nối với đầu phân phối Đầu phân phối nối liền thùng quayvới ống hút chân không và không khí nén được chia làm ba vùng:

+ Vùng 1 không nối với chân không, thông với khí trời

+ Vùng 2 nối với khoảng không gian có độ chân không nhỏ trong khoảng từ180÷300 mmHg

+ Vùng 3 nối với khoảng không gian có độ chân không trong khoảng từ 400÷500mmHg

Tốc độ thùng quay 0,1÷0,3 v/ph, chiều dày lớp bùn từ 10÷19 mm, nhiệt độnước bùn đi lọc lớn hơn 850C và pH = 7,5÷8 Nhờ có chân không nước bùn được hútbám vào vải lọc thành lớp bùn Nước lọc theo các ống góp từ các ngăn về đầu phânphối thu được nước lọc trong, được bơm đi gia nhiệt 3 Bã bùn được băng tải đưa rangoài

3.3.8 Gia nhiệt lần 3:

Mục đích: Nhằm tăng khả năng truyền nhiệt trước khi vào nồi cô đặc, không

mất thời gian đun sôi ở thiết bị cô đặc Nhiệt độ gia nhiệt lần 3: 110÷115oC

Thiết bị: thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm thẳng đứng như thiết bị gia nhiệt 1

3.3.9 Bốc hơi:

Mục đích: Nhằm bốc hơi nước, đưa

nồng độ Bx của nước mía hỗn hợp từ 13÷15%

lên Bx = 55÷65% để tạo điều kiện cho quá trình

kết tinh Thường độ chân không của hiệu cuối

hệ cô đặc 4÷5 hiệu khoảng 550 ÷ 600 mmHg

Lượng hơi thứ dùng cho nấu đường khoảng

60÷70% tổng lượng hơi của nấu đường

Thiết bị: sử dụng thiết bị cô đặc dạng

ống chùm, với phương pháp bốc hơi áp lực

chân không, độ chân không hiệu cuối khoảng

Chất màu Chất không màu

Hình 3.7 Thiết bị lọc kiểm tra [23]

Ngăn ngừa sự tạo màu

HSO3

C = O + H2O + SO2 = C

OH

Thiết bị: quá trình được tiến hành như ở thiết bị thông SO2 lần 1 nhưng không

có công đoạn cho sữa vôi Sau khi thông SO2 lần 2: pH = 6,26,6, t0=85 ÷ 900C làthích hợp, thông SO2 càng nhanh càng tốt để

tránh sự chuyển hóa đường Vì trị số pH sau

khi thông lần 2 mà thấp hơn 6 thì tổn thất do

chuyển hóa trong quá trình nấu đường tăng

lên

3.3.11 Lọc kiểm tra:

Mục đích: tách cặn mới sinh ra và cặn

còn sót, làm tăng độ tinh khiết của mật chè, tạo

điều kiện tốt cho công đoạn sau (nấu, kết

Mục đích của công đoạn nấu đường làm

xuất hiện tinh thể đường và nuôi cho những tinh

thể đường lớn lên đến kích thước theo yêu cầu

bảo đảm chất lượng đường thành phẩm Sản

phẩm của quá trình nấu đường gọi là đường non,

nó gồm tinh thể đường và mật cái

Ta chọn chế độ nấu đường 3 hệ Đây là

chế độ

Hình 3.8 Nồi nấu đường [8,tr14]

nấu phổ biến nhất để nhận được đường cát trắng với độ tinh khiết cao Nấu đườngđược tiến hành ở điều kiện chân không, tuỳ

thuộc vào từng loại đường và từng giai đoạn

nhưng thông thường áp suất từ 620 – 680 mmHg, nhiệt độ 60 – 700C

 Nấu non A:

Nguyên liệu để nấu non A là mật chè, mật loãng A, dung dịch hồ B và hồi dung C.Thường nấu ở áp suất chân không 600-650 mmHg, nhiệt độ nấu 60-650C, thời gian nấu2-4h Để ổn định trong quá trình nấu đường yêu cầu nhiệt độ của nguyên liệu vào nấuphải cao hơn nhiệt độ trong nồi từ 3 - 50C Đầu mùa vụ nấu do chưa có hồ B nên dùngphương pháp tinh chủng để nấu non A, nhưng những mẻ nấu sau thì dùng hồ B làmgiống nấu non A Quá trình nấu đường có thể chia làm 4 giai đoạn:

+ Cô đặc đầu: Mật chè từ thùng chứa được đưa vào nồi nấu Khi mật chè ngập buồng

đốt tiến hành mở van hơi đốt cô đặc mật chè đến nồng độ cần thiết để tạo mầm tinh thểthời gian 20-30 phút

+ Tạo mầm tinh thể: Dùng phương pháp đường hồ B để hoà với mật chè (hoặc bột

đường hoà với cồn) tạo thành hỗn hợp giống để nấu

+ Nuôi tinh thể: Nuôi tinh thể làm tinh thể lớn lên nhanh chóng, đều, cứng, bảo đảm

chất lượng của đường bằng cách nấu với các nguyên liệu đã được phối liệu

+ Cô đặc cuối: Khi tinh thể đạt kích thước nhất định thì ngừng cho nguyên liệu vào,

cô đến nồng độ đường Bx = 92-94% thì bắt đầu xả đường xuống trợ tinh

Trước khi tháo đường, cho nước nóng để giảm không tạo thành tinh thể dại do sự giảm

nhiệt độ đột ngột Lượng nước khoảng 5% so với khối lượng đường non

 Nấu non B:

Nguyên liệu nấu B gồm mật chè, giống B, hồi dung C và nguyên A

Nấu ở điều kiện áp suất chân không 140 mmHg, nhiệt độ nấu khoảng 70-800C.Lượng giống cho vào khoảng 6-8% so với lượng đường non B Nhiệt độ của nguyênliệu đưa vào nấu cao hơn nhiệt độ trong nồi nầu từ 3-50C, thời gian nấu từ 6-8h Nấuđến nồng độ Bx đường non B là 94% thì xả đường đi ly tâm

 Nấu non C:

Nguyên liệu nấu non C gồm: Mật chè giống C, mật B, nguyên A

Quá trình nấu luyện non C tương tự nấu non B Tỷ lệ giống C là 22-23% so vớinon C,

lượng nước chỉnh lý khoảng 10% Nấu đến Bx đường non C là 98-99%

3.3.12.2 Trợ tinh:

Mục đích: Để tinh thể đường ổn định, nếu tiếp tục nấu đường ở chế độ chânkhông thì tốc độ kết tinh chậm, thời gian nấu sẽ kéo dài sẽ ảnh hưởng đến màu sắc,chất lượng sản phẩm, không hiệu quả kinh tế Vì vậy đến nồng độ chất khô nhất địnhcủa mỗi loại đường non thì cho đường non vào thiết bị trợ tinh thêm, đồng thời tạođiều kiện thích ứng li tâm

Với đường A và B sử dụng thiết bị trợ tinh có cánh khuấy ruột gà, vì độ nhớtthấp và mật A, B còn dùng nấu lại nên không cần nghiêm ngặt lắm, thời gian trợ tinhnon A là 2 ÷ 4 h, non B là 4 ÷ 6 h Còn đường non C ta phải sử dụng thiết bị trợ tinh

có cánh khuấy mà có cấu tạo bằng đĩa Trợ tinh C cần phải nghiêm ngặt vì mật C làmật cuối nhiều tạp chất, độ nhớt lớn, không dùng nấu lại nên cần làm cho tinh thểđường hấp thụ phần đường trong hỗn hợp dịch cao nhất, thời gian trợ tinh 18 ÷ 24h

3.3.12.3 Ly tâm:

Mục đích: Do trên bề mặt tinh thể sau khi kết tinh vẫn còn một lượng mật chưakết tinh hết nên ta cần tách ra khỏi tinh thể bằng lực li tâm trong các thùng quay vớitốc độ cao Sau li tâm ta nhận được đường và mật cái Nhiệt độ đường non là: 55oC

Thiết bị: Ly tâm được thực hiện trong các thiết bị li tâm thùng quay có tốc độquay lớn, với non A, B có độ nhớt thấp ta chọn thiết bị ly tâm gián đoạn, với non Cchọn thiết bị ly tâm liên tục.

Hình 3.11 Thiết bị ly tâm

đường non A, non B [20, tr16]

Hình 3.11 Thiết bị ly tâm đường non C [20, tr22]

Chu kì li tâm: Đường non A: 9-10 phút; đường non B: khoảng 10 phút; đườngnon C: 16-20 phút Tốc độ ly tâm:gián đoạn: v = 975 v/ph; liên tục: v = 1450 - 1800 v/ph

3.3.13 Sàng lắc:

Làm khô một phần và làm cho đường rời ra dễ sấy, vận chuyển đến thiết bị sấy.Dùng sàng lắc có cấu tạo là một máng rung bằng kim loại ghép lên những thanh rungnghiêng có đệm 2 đầu bằng cao su

3.3.14 Sấy đường:

Sấy đường nhằm làm cho đường thành phẩm bóng sáng và khô không bị biến chất khibảo quản Dùng thiết bị máy sấy thùng quay dạng nằm ngang, thùng quay với tốc độ3,8 vòng / phút Máy sấy đặt nghiêng so với mặt đất 2-3o Để đường được sấy khô mộtcách triệt để và năng lượng được sử dụng kinh tế hơn thì ta chọn chế độ sấy ngượcchiều

Hình 3.12 Máy sấy thùng quay [20, tr24]

3.3.15 Làm nguội, sàng phân loại:

Nhằm đảm bảo cho hạt đường khô và không bị vón cục khi đóng bao Nhờ hệthống sàng này mà những hạt đã đạt kích thước sẽ được đóng bao, còn những hạt chưa

đủ kích thước thì được đưa đi nấu lại

3.3.16 Cân -đóng gói -bảo quản:

Nhằm phân phối lượng đường vào bao theo đúng khối lượng, thông thường baokhoảng 50 kg, sau đó tiến hành nhập kho

3.4 Tiêu chuẩn đường thành phẩm RS:

3.4.1 Các chỉ tiêu cảm quan của đường RS:

có mùi lạ

Màu sắc Tinh thể màu trắng Khi pha trong

nước cất cho dung dịch trong

Tinh thể màu trắng ngà đến trắng.Khi pha vào nước cất cho dung dịch tương đối trong

3.4.2 Các chỉ tiêu hoá lý của đường thành phẩm:

Hạng 1 Hạng 2

2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng không lớn hơn 0,1 0,15

3 Tro dẫn điện , % khối lượng, không lớn hơn 0,07 0,1

4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105

oC trong 3 giờ, %

CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Các số liệu ban đầu đề bài cho :

Lượng nước thẩm thấu: chọn trong khoảng từ w = 22-25%

Từ các số liệu cho trước ta tính được:

+ Nước trong mía = 100- (12,6+ 3,14+ 10,7) = 73,56 %

+ Chọn lượng nước thẩm thấu là 25%

4.1 Công đoạn ép: Cơ sở tính toán cho 100 tấn mía

4.1.1 Thành phần mía:

1 Khối lượng đường trong mía

= 100 x % sacaroza trong mía = 100 x 12,6% = 12,6(tấn)

2 Khối lượng chất xơ trong mía

= 100 x % chất xơ = 100 x 10,7 % = 10,7 (tấn)

3 Khối lượng chất không đường trong mía

=100 x % chất không đường =100 x 3,14 % = 3,14 (tấn)

4 Khối lượng nước trong mía

=100 x % nước trong mía = 100 x 73,56 % = 73,56 (tấn)

5 Khối lượng nước thẩm thấu

= 100 x % nước thẩm thấu = 100 x 25% = 25( tấn )

6 Khối lượng đường ép được từ mía

= Khối lượng đường trong mía x hiệu suất ép = 12,6 x 95% = 11,97 (tấn)

7 Khối lượng chất tan trong mía

= Khối lượng đường trong mía + Khối lượng chất không đường trong mía

1 Khối lượng đường trong bã

= Gđường của mía ×

2 Khối lượng đường trong NMHH

= KL đường trong mía – KL đường trong bã = 12,6 – 0,63= 11,97 (tấn)

= GCK trong mía – GCK trong bã = 15,74 – 0,82 = 14,92(tấn)

4 % đường trong NMHH

= (KL đường trong NMHH/ KL NMHH ) x 100 =

11,97 102,27 x 100 =11,7 (%)

5 Nồng độ chất khô trong nước mía hỗn hợp (Bx)

=

G CKtrongNMHH

G NMHH ×100 =

14 ,92 102,27 x 100 = 14,59 (%)

4.2 Công đoạn làm sạch: cơ sở tính cho 100 tấn mía

4.2.1 Tính lượng lưu huỳnh và SO 2

Với phương pháp SO2 axit tính lượng lưu huỳnh cần dùng là 0,05-0,09% so vớimía Chọn giá trị 0,06% [3,tr21]

1 Lưu huỳnh: KL lưu huỳnh = 100 x 0,06% = 0,06 (tấn)

2 SO2: Ta có : S + O2 → SO2

⇒ Khối lượng SO2 =

0,06

32 x 64 = 0,096 (tấn)Trong quá trình thông SO2 ta tiến hành thông 2 lần Lượng SO2 thông lần 1 dùng80% tổng lượng SO2 [7, tr21].

Lượng SO2 thông lần 1 = 0,096 x 80% = 0,0768(tấn)

Lượng SO2 thông lần 2 = 0,096 - 0,0768 = 0,0192 (tấn)

4.2.2 Tính vôi và sữa vôi

Lượng CaO có hiệu so với mía 0,14-0,18 %, theo thực tế sản xuất chọn 0,18%

1.Khối lượng CaO có hiệu so với mía = Khối lượng mía ép x

CaO

100 = 100 x

0,18

100 =0,18 (tấn)

Hàm lượng CaO có hiệu trong vôi,yêu cầu >75%.Chọn 80%

Vậy lượng vôi dung =

0,18

80 x100 = 0,225 (tấn).

Nồng độ sữa vôi 12oBx Hàm lượng sữa vôi 5,74%

2 Khối lượng sữa vôi

= (Khối lượng CaO có hiệu với mía/ Hàm lượng CaO có hiệu trong vôi) x 100

5 Trong sản xuất người ta chia 2 giai đoạn:

 Gia vôi sơ bộ: dùng 1/3 lượng vôi [9, tr181].

Khối lượng vôi dùng gia vôi sơ bộ

= 1/3 x 0,225 = 0,075 (tấn)

Khối lượng sữa vôi dùng để gia vôi sơ bộ

= 1/3 x 3,136 = 1,045 (tấn)

 Gia vôi trung hoà : dùng 2/3 tổng lượng vôi [9, tr181]

Khối lượng vôi dùng trong trung hoà

= 2/3 x 0,225 = 0,15 (tấn)

Khối lượng sữa vôi dùng trong trung hoà

= 2/3 x 3,136 =2,091 (tấn)

4.2.3 Nước mía hỗn hợp gia vôi sơ bộ (NMHHGVSB)

1 Khối lượng NMHH sau GVSB

= Khối lượng NMHH + Khối lượng sữa vôi GVSB

Bx =14,06% , ρ =1,057082 tấn/m3 ở 20oC [8, tr58]

4 Độ tinh khiết NMHH sau GVSB =

11,97 14,525 x 100 = 82,41(%)

5 Thể tích NMHH sau GVSB =

103,315 1,057082 = 97,74(m3)

4.2.4 Gia nhiệt lần 1

Khối lượng nước mía sau gia nhiệt lần 1 coi như không tiêu hao = khối lượngNMHH sau gia vôi sơ bộ =103,315 tấn

4.2.5 Thông SO 2 lần I

Trong quá trình thông SO2 xem như SO2 hấp thụ hoàn toàn [7, tr21].

1 Khối lượng NMHH sau thông SO2 lần 1

= Khối lượng NMHH sau GVSB + Khối lượng SO2 (I)

2 Khối lượng chất tan trong NMHH sau thông SO2 lần 1

= 103,315+ 0,144 = 103,459(tấn)

= Khối lượng chất tan trong NMHH sau GVSB+ Khối lượng SO2 (I)

= 14,525 + 0,0768=14,67(tấn)

3 Nồng độ chất tan của NMHH sau thông SO2 lần 1

= (KL chất tan trong NMHH sau thông SO2 lần 1/ KL NMHH sau thông SO2 lần

4.2.6 Trung hoà

1 Khối lượng NMHH sau trung hoà

= Khối lượng NMHH sau thông SO2 lần 1+ Khối lượng sữa vôi trung hoà

=103,459+2,091 = 105,55(tấn)

2 Khối lượng chất tan trong NMHH sau trung hoà

= Khối lượng chất tan trong NMHH sau khi thông SO2 lần I + Khối lượng vôitrung hoà

= 24,525 + 0,15 = 14,675 (tấn)

3 Nồng độ chất tan của NMHH sau trung hòa

= (KL chất tan trong NMHH sau trung hòa/ KL NMHH sau trung hòa) x 100

3)

4.2.9 Tính bùn lọc

Lượng bùn lọc chiếm 2,6% so với khối lượng mía Độ ẩm bùn lọc 68% [11, tr179].

1 Khối lượng bùn lọc = 100 x 2,6% = 2,6 (tấn)

2 Khối lượng nước trong bùn lọc = 2,6 x 68% = 1,768 (tấn)

3 Khối lượng chất khô trong bùn lọc = KL bùn – KL nước trong bùn= 2,6-1,768

= 0,832 (tấn)

Khối lượng nước rửa = Khối lượng bùn lọc x 150% = 2,6 x 150% = 3,9 (tấn)

5 Khối lượng đường tổn thất trong bùn khô:

Hàm lượng đường tổn thất trong bùn khô 10-15% Chọn 15% [13, tr21].

Khối lượng đường tổn thất theo bùn = 15% x 0,832 = 0,1248 (tấn)

Tổn thất đường không xác định so với đường trong mía 0,5-1% chọn 0,5% [9,tr121]

Khối lượng đường tổn thất không xác định = 0,5% x 12,6 = 0,126 (tấn)

4.2.10 Nước mía sau khi lắng trong

1 Khối lượng nước mía đem đi lắng trong

= Khối lượng NMHH sau trung hoà – Khối lượng nước bùn

= 105,55– 26,388 = 79,126 (tấn)

2 Khối lượng nước lọc trong

=Khối lượng nước bùn+ Khối lượng nước rửa- Khối lượng bùn lọc

= 26,388 + 3,9 - 2,6 = 27,688 (tấn)

3 Khối lượng nước mía sau lắng

= Khối lượng nước lắng trong + Khối lượng nước lọc trong (chè trong)

= 79,612+ 27,688 = 106,85 (tấn)

4 Khối lượng chất khô trong chè trong

= Khối lượng chất khô trong NMHH sau trung hoà – Khối lượng chất khô tách

ra do lắng lọc

= 14,675 – 0,832 = 13,843 (tấn)

5 Khối lượng đường trong chè trong

= Khối lượng đường trong NMHH – Khối lượng đường tổn thất trong bùn –Khối lượng đường tổn thất không xác định

= 11,97 – 0,1248– 0,126 = 11,72( tấn )

6 % chất tan trong chè trong (Bx)

= (KL chất tan trong chè trong/ Kl nước chè trong) x 100

= ( Khối lượng đường trong chè trong/ KL chất khô trong chè trong) x 100

Chọn nồng độ chất khô mật chè Bx2 = 60%.Chè trong trước bốc hơi có Bx1 = 12,96 %

1 Khối lượng nước bốc hơi

= KL nước mía trong x (1- Bx1/Bx2)

= 106,85x (1 – 12,96/60) = 83,774(tấn)

2 Khối lượng chè thô

= Khối lượng chè trong – Khối lượng nước bốc hơi

Khối lượng SO2 dùng cho thông lần 2 là 0,036 tấn hiệu quả 100 % [11, tr 21].

1 Khối lượng mật chè sau thông SO2 lần 2

= KL chè đặc + KL SO2 hoà tan

= 23,08+ 0,036 = 23,116(tấn)

2 Khối lượng chất tan mật chè sau thông SO2 lần 2

= Khối lượng chất tan mật chè + Khối lượng SO2 hoà tan

4.2.15 Lọc kiểm tra

Chọn thiết bị lọc kiểm tra là thiết bị lọc ống Lượng bùn lọc chiếm 0,2% so vớimía, độ ẩm 60%

1 Lượng bùn lọc kiểm tra = 100 x 0,2% = 0,2 (tấn)

2 Khối lượng bùn khô = 0,2 x

100−60

100 = 0,08 (tấn)

3 Khối lượng mật chè sau lọc

= Khối lượng mật chè sau thông SO2 lần II – Khối lượng bùn lọc

= 23,08– 0,2 = 22,88 (tấn)

Theo thực tế sản xuất, lượng đường tổn thất theo bùn khô là 15% [11, tr21].

4 Khối lượng đường tổn thất

= KL bùn khô x 15% = 0,08 x 15% = 0,012 (tấn)

5 Khối lượng chất tan mật chè đặc tinh sau lọc kiểm tra

= Khối lượng chất tan mật chè sau thông SO2 lần II - KL bùn khô

= 13,897– 0,08 = 13,799 (tấn)

6 Khối lượng đường của mật chè đặc tinh sau lọc kiểm tra

= Khối lượng đường trong chè đặc – Khối lượng đường tổn thất