Khảo sát quy trình sản xuất mía đường và nghiên cứu công đoạn làm sạch tại công ty TNHH mía đường Việt–Đài

Ở nước ta, đường mía được sản xuất dưới nhiều dạng thương phẩm khác nhau: Đường tinh luyện tinh luyện RE, đường đỏ, đường vàng và đường phèn… Các loại đường này đều theo một quy trình ch

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ THỊ NGA

Tên đề tài:

Kh¶o s¸t quy tr×nh s¶n xuÊt mÝa ®−êng vµ nghiªn cøu c«ng ®o¹n

lµm s¹ch t¹i c«ng ty TNHH mÝa ®−êng ViÖt - §µi

KhãA LUËN TèT NGHIÖP §¹I HäC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm Khoa : CNSH-CNTP

Khoá học : 2010-2014

Thái Nguyên, năm 2014

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ THỊ NGA

Tên đề tài:

Kh¶o s¸t quy tr×nh s¶n xuÊt mÝa ®−êng vµ nghiªn cøu c«ng ®o¹n

lµm s¹ch t¹i c«ng ty TNHH mÝa ®−êng ViÖt - §µi

KhãA LUËN TèT NGHIÖP §¹I HäC

Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm

Khoa : CNSH-CNTP

Khoá học : 2010-2014

Giảng viên hướng dẫn : ThS Trần Thị Lý

Khoa CNSH - CNTP, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

ThS Nguyễn Thị Đoàn

Khoa CNSH - CNTP, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Thái Nguyên, năm 2014

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian học tập tại trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên cũng như

là thời gian thực tập tốt nghiệp tại công ty TNHH đường mía Việt Nam – Đài Loan, tôi

đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo khoa Công nghệ sinh học và công

nghệ thực phẩm cùng với các cán bộ, công nhân viên kỹ thuật trong công ty

Để hoàn thành khoá luận này tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình

của các phòng ban trong công ty TNHH đường mía Việt Nam – Đài Loan và đặc biệt là kỹ sư Nguyễn Cao Phong trưởng phòng hóa nghiệm của công ty đã trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực tập vừa qua

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm đã tận tình truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt bốn năm học vừa qua Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo Nguyễn Thị Đoàn cùng cô giáo Trần Thị Lý, những người đã giành nhiều thời gian và công sức trực tiếp hướng dẫn giúp tôi hoàn thành khoá luận này

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014

Sinh viên

Lê Thị Nga

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1 Thành phần của mía 4

Bảng 2.2 Thành phần của nước mía 5

Bảng 2.3 Thành phần tạp chất có trong nước mía hỗn hợp 5

Bảng 2.4 Thành phần chất vô cơ của nước mía nguyên (mg/Kg Bx) 7

Bảng 2.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đường những năm 2011–2014 16

Bảng 2.6 Tình hình sản xuất tiêu thụ một số quốc gia trên thế giới vụ 2013–2014 18

Bảng 4.1 Các thiết bị trong quá trình ép 36

Bảng 4.2 Các thiết bị trong quá trình làm sạch 42

Bảng 4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến màu sắc và độ brix, pol, pH của nước mía 56

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ gia vôi đến brix, pH và màu sắc nước mía 57

Bảng 4.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ vôi đến brix, pH và màu sắc nước mía 58

Bảng 4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ nước mía trong gia nhiệt lần 2 59

Bảng 4.7 Ảnh hưởng của pH nước mía trong gia nhiệt lần 2 60

Bảng 4.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình gia vôi 61

Bảng 4.9 Ảnh hưởng của pH đến quá trình gia vôi 62

Bảng 4.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình xông CO2 63

Bảng 4.11 Ảnh hưởng của tỷ lệ CO2 lần 1 đến pH, brix và lượng bọt của dung dịch đường 64

Bảng 4.12 Ảnh hưởng của tỷ lệ CO2 lần 2 đến pH, brix, lượng bọt 65

Bảng 4.13 Ảnh hưởng của bột trợ lọc trong sản xuất đường 66

Bảng 4.14 Các chỉ tiêu cảm quan của đường vàng 66

Bảng 4.15 Các chỉ tiêu lý–hóa của đường vàng 67

Bảng 4.16 Các chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện 67

Bảng 4.17 Các chỉ tiêu lý–hóa của đường tinh luyện RE1 68

MỤC LỤC

Trang

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài 2

1.2.1 Mục đích của đề tài 2

1.2.2 Yêu cầu của đề tài 2

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài 3

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Tổng quan về nguyên liệu 4

2.1.1 Nguồn gốc cây mía 4

2.1.2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của mía 4

2.2 Giới thiệu về đường 9

2.2.1 Các sản phẩm đường mía trên thị trường 9

2.2.2 Tính chất của đường 9

2.2.3 Vai trò của đường 13

2.2.4 Một số thuật ngữ sử dụng trong quá trình sản xuất đường và nghiên cứu công đoạn làm sạch 13

2.3 Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ các loại đường ở Việt Nam và thế giới 15

2.3.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ các loại đường ở Việt Nam 15

2.3.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ các loại đường trên thế giới 17

2.4 Giới thiệu công ty cổ phần mía đường Việt – Đài 19

2.4.1 Sự hình thành của công ty 19

2.4.2 Vị trí địa lý của công ty 19

2.4.3 Sơ đồ tổ chức quản lý của công ty 20

2.4.4 Tình hình sản xuất đường mía tại công ty TNHH mía đường Việt Nam – Đài Loan 21

2.4.5 Tình hình tiêu thụ mía đường tại công ty TNHH mía đường Việt Nam –

Đài Loan 22

PHẦN 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 23

3.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị dùng trong nghiên cứu 23

3.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 23

3.4 Nội dung nghiên cứu 23

3.4.1 Khảo sát quy trình sản xuất mía đường 23

3.4.2 Nghiên cứu công đoạn làm sạch trong công nghệ sản xuất đường tinh luyện và đường vàng 23

3.4.3 Đánh giá chất lượng của đường tinh luyện và đường vàng 23

3.5 Phương pháp nghiên cứu 23

3.5.1 Phuơng pháp bố trí thí nghiệm 24

3.5.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu 26

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 Khảo sát quy trình sản xuất mía đường 29

4.1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất 29

4.1.2 Thuyết minh quy trình 30

4.2 Nghiên cứu công đoạn làm sạch trong quy trình sản xuất đường 56

4.2.1 Nghiên cứu công đoạn làm sạch trong quy trình sản xuất đường vàng 56 4.2.2 Nghiên cứu công đoạn làm sạch trong quy trình sản xuất đường tinh luyện 61

4.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm đường tinh luyện và đường vàng 66

4.3.1 Đánh giá chất lượng đường vàng thành phẩm 66

4.3.2 Đánh giá chất lượng đường tinh luyện thành phẩm 67

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

5.1 Kết luận 69

5.2 Kiến nghị 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHẦN 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nước sản xuất đường, trong đó Việt Nam

là một trong những nước sản xuất đường với sản lượng lớn Diện tích trồng mía và sản lượng nguyên liệu mía hàng năm cao, điều đó thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất mía đường tại Việt Nam phát triển Sản phẩm đường sản xuất ra ngày càng đa dạng và phong phú, đáp ứng được nhu cầu sử dụng đường của người tiêu dùng và trở thành một trong những ngành có tốc độ tăng trưởng cao tại Việt Nam Hiện nay trong nước có rất nhiều công ty sản xuất mía đường như công ty mía đường Lam Sơn, công ty mía đường Sóc Trăng, công ty mía đường La Ngà, công ty TNNH

đường mía Việt–Đài, Trong đó có công ty mía đường Việt–Đài sản xuất với ba

sản phẩm chính đó là: Đường tinh luyện, đường vàng và men thực phẩm (gồm ba sản phẩm: Bột men, tinh bột men và cao men là nguyên liệu để sản xuất men lấy từ

rỉ mật đường) Tương lai công ty sẽ sản xuất thêm đường phèn, đường đỏ và các chế phụ phẩm khác từ rỉ mật

Đường là một nguồn thực phẩm không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày

của mỗi con người và là nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp thực phẩm Ngoài việc tạo một nguồn năng lượng cho cơ thể, đường được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo nước giải khát, đồ hộp, sữa, làm thuốc và sản xuất acid hữu cơ… giá trị kinh tế cao như rỉ mật có thể sử dụng để sản xuất cồn, rượu, acid, mì chính…

Đặc biệt những năm gần đây để đáp ứng nhu cầu của thị trường tiêu thụ Ở nước ta, đường mía được sản xuất dưới nhiều dạng thương phẩm khác nhau: Đường tinh

luyện tinh luyện RE, đường đỏ, đường vàng và đường phèn… Các loại đường này

đều theo một quy trình chung nhưng khác nhau ở quá trình làm sạch Chính vì vậy

việc tìm hiểu quy trình sản xuất đường nói chung và quá trình làm sạch nói riêng rất quan trọng

Quá trình làm sạch trong quy trình sản xuất mía đường là quá trình bao gồm các công đoạn đun nóng, gia vôi, trung hòa, xông CO2, lắng, lọc với mục đích để giảm màu vàng của nước mía, loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt là những chất có hoạt tính bề mặt và chất keo, trung hoà nước mía hỗn hợp, loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía Quá trình này giúp ta phân biệt được sự khác nhau của hai sản phẩm đường tinh luyện và đường vàng

Đối với đường tinh luyện sẽ tiến hành bổ sung xông CO2, còn đường vàng sẽ không

có công đoạn này trong quá trình sản xuất mía đường

Hiện nay, các đề tài nghiên cứu và tìm hiểu về quy trình sản xuất đường nói chung và quá trình làm sạch nói riêng còn rất ít, do vậy cần có những tìm hiểu về từng công đoạn trong trình quy sản xuất mía đường

Xuất phát từ những vấn đề nêu trên tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Khảo sát

quy trình sản xuất mía đường và nghiên cứu công đoạn làm sạch tại công ty TNHH mía đường Việt–Đài”

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục đích của đề tài

Khảo sát quy trình sản xuất mía đường kết hợp với nghiên cứu quá trình làm sạch trong quá trình sản xuất mía đường để tạo ra sản phẩm đường tinh luyện và đường vàng tại công ty TNHH mía đường Việt Nam – Đài Loan

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

1.2.2.1 Khảo sát được quy trình sản xuất mía đường tại công ty TNHH mía đường Việt – Đài

a Tìm hiểu được nguyên liệu đầu vào

b Tìm hiểu được quá trình xử lý nguyên liệu

c Tìm hiểu được công đoạn ép

d Tìm hiểu được công đoạn làm sạch

e Tìm hiểu được công đoạn bốc hơi nước mía (cô đặc)

g Tìm hiểu được công nấu đường và kết tinh

h Tìm hiểu được công đoạn trợ tinh

k Tìm hiểu được công đoạn ly tâm và sấy đường

1.2.2.2 Nghiên cứu được công đoạn làm sạch trong công nghệ sản xuất đường tại công ty TNHH mía đường Việt – Đài

a Nghiên cứu công đoạn làm sạch trong sản xuất đường vàng

- Xác định được ảnh hưởng của gia nhiệt lần 1 đến quá trình làm sạch

- Xác định được ảnh hưởng của chế độ cho vôi ảnh hưởng đến quá trình làm sạch nước mía

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ gia vôi đến quá trình làm sạch

+ Ảnh hưởng của tỷ lệ vôi đến quá trình làm sạch

- Xác định được ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt lần 2 đến chất lượng sản phẩm + Ảnh hưởng của pH đến chất lượng sản phẩm

+ Ảnh hưởng của gia nhiệt lần 2 đến chất lượng sản phẩm

b Nghiên cứu công đoạn làm sạch trong sản xuất đường tinh luyện

- Xác định được ảnh hưởng chế độ gia vôi trong làm sạch nước đường

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ gia vôi đến quá trình làm sạch nước đường

+ Ảnh hưởng của pH gia vôi đến quá trình làm sạch nước đường

- Xác định ảnh hưởng của của chế độ xông CO2 đến chất lượng sản phẩm + Xác định được ảnh hưởng của nhiệt độ xông CO2 chất lượng sản phẩm + Xác định được ảnh hưởng của tỷ lệ xông CO2 lần 1 đến chất lượng sản phẩm + Xác định được ảnh hưởng của tỷ lệ CO2 lần 2 đến chất lượng sản phẩm

- Xác định được ảnh hưởng của bột trợ lọc chất lượng sản phẩm

1.2.2.3 Đánh giá được chất lượng sản phẩm đường tinh luyện và đường vàng

1.3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Tìm hiểu được quy trình sản xuất đường của công ty TNHH mía đường Việt – Đài, từ đó so sánh được sự khác nhau trong công nghệ sản xuất đường tinh luyện và đường vàng để có giải pháp nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm

- Nghiên cứu công đoạn làm sạch đường tinh luyện và đường vàng nhằm tìm

ra các thông số làm sạch hiệu quả cao nhất để nâng cao hiệu suất làm sạch

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Khảo sát quy trình sản xuất kết hợp với nghiên cứu quá trình làm sạch trong quá trình sản xuất đường mía để so sánh sự khác nhau trong công nghệ sản xuất đường tinh luyện và đường vàng từ đó tìm ra cách giải quyết để nâng cao chất lượng

đường thành phẩm của công ty trách nhiệm hữu hạn mía đường Việt – Đài

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về nguyên liệu

2.1.1 Nguồn gốc cây mía

Mía là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất đường và một số ngành công nghiệp khác, ở nước ta hiện nay chưa có cây gì thay thế được nguồn nguyên liệu này Cây mía được thuần hóa và trồng tại đảo Tân-Ghi-Nê bởi những người làm vườn từ thời

đồ đá mới, sau đó cây mía được di chuyển sang Trung Quốc, Ấn Độ và các đảo

Thái Bình Dương Cây mía được trồng ở các nước vùng Địa Trung Hải vào khoảng

đầu thế kỷ XIII Các nước thuộc Châu Mỹ trồng mía muộn hơn vào cuối thế kỷ XV

vì đến chuyến vượt biển lần 2 năm 1490 Christophe Colombo mới đưa mía sang Châu Mỹ Cây mía đầu tiên được trồng ở Santo Domingo sau đó đến Mêxxico (1502), Brazin (1532), Pêru (1530), Cuba (1650) [12]

Mía được trồng khắp các tỉnh trong cả nước ta Cây mía có nguồn gốc nhiệt

đới, do vậy cây mía thích hợp với khí hậu mưa nhiều, nhiệt độ cao Hiện nay, trên

thế giới có trên 70 nước trồng mía, tập trung chủ yếu trong phạm vi 30 vĩ độ Nam

đến 30 vĩ độ Bắc [8]

Ở Việt Nam trước đây, cây mía được trồng phần lớn trên đất ruộng màu và

bãi bồi ven sông Ngày nay bằng các tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống, biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến cho phép trồng mía trên đất đồi vẫn đảm bảo năng suất và sản lượng, đặc biệt nâng cao chất lượng đường trong mía nên dành đất bãi, đất ruộng cho trồng các loại cây lương thực, cây rau màu có giá trị thu thập cao hơn trồng mía

2.1.2 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của mía

Thành phần hóa học của mía thay đổi phụ thuộc vào giống mía, thời vụ thu hoạch và đất canh tác Tuy nhiên, thành phần cơ bản là giống nhau chỉ khác nhau về

số lượng [5]

Bảng 2.1 Thành phần của mía Thành phần Tỷ lệ theo chất khô (%)

Bảng 2.2 Thành phần của nước mía Thành phần Tỷ lệ theo chất khô (%)

Bảng 2.3 Thành phần tạp chất có trong nước mía hỗn hợp

2.1.2.1 Thành phần đường trong mía

Trong nước mía, các thành phần đường có thể có lợi hoặc có hại trong sản xuất đường Trong đó, đường có lợi cho quá trình sản xuất là đường saccharose chiếm tỷ lệ lớn (khoảng 90%) và đường có hại là glucose và fructose cả 2 loại

đường này chiếm tỷ lệ thấp

Đường saccharose có công thức hóa học là C12H22O11 là đường có tính acid yếu, trong môi trường kiềm nhẹ thì saccharose có phản ứng và tạo ra saccarat canxi Khi mía non hàm lượng đường saccharose thấp, nhưng khi mía chín hàm lượng này tăng dần lên mức cao nhất (90%) Trong sản xuất, dưới tác dụng của nhiệt độ và

pH thì đường này dễ bị chuyển hóa thành glucose và fructose (khi nhiệt độ tăng lên thêm 100C thì tốc độ chuyển hóa tăng lên 3 lần và pH dung dịch cứ mỗi lần giảm 1,0 thì nồng độ ion H+ trong dung dịch tăng lên 10 lần và tốc độ chuyển hóa cũng tăng lên 10 lần)

Đường glucose và fructose còn đường gọi là đường khử có chung công thức

phân tử C6H12O6 Khi mía còn non hàm lượng glucose và fructose trong mía tương

đối cao, nhưng khi mía chín hàm lượng đó giảm đến mức thấp nhất Tính chất hóa

học của đường khử tương đối ổn định ở pH=3,0 Dưới tác dụng điều kiện khác nhau, có thể sản sinh các loại phản ứng hóa học khác nhau, tạo thành nhiều loại sản

phẩm khác nhau như: rượu, ceton, acid [7]

2.1.2.2 Thành phần không đường trong mía

a Acid hữu cơ

Trong nước mía, các acid hữu cơ có thể tự do, muối hòa tan hoặc không tan, trong đó acid tự do chiếm 1/3 lượng acid chung

Acid hữu cơ có trong nước mía: Acid aconitic, acid citric, acid malic, acid oxalic, acid glicolic, acid sucinic, acid fumaric Trong đó, hàm lượng acid aconitic chiếm tương đối nhiều Thông thường, khi mía chưa chín, lượng acid hữu cơ trong mía tương đối nhiều, đặc biệt là acid aconitic Trong cây mía không tươi và biến chất còn có nhiều acid axetic và acid lactic Trong quá trình sản xuất, đường phân huỷ thành các acid hữu cơ như acid lactic, acid oxalic…[12]

Ngoài ra, acid oxalic trong nước mía có khả năng tạo muối kết tủa, các acid khác và muối của chúng hoà tan trong nước Acid hữu cơ trong mía càng nhiều, hình thành nhiều muối canxi hoà tan, hệ số phân ly muối canxi hoà tan tăng lên Hệ số phân ly muối canxi của acid hữu cơ tương đối thấp có lợi cho sự hình thành chất kết tủa canxi

Acid không có lợi cho quá trình sản xuất vì làm tăng phản ứng chuyển hóa

đường do có nhiều [H+] Trong quá trình sản xuất có thể loại acid bằng cách tạo muối kết tủa

b Chất béo và sáp mía

Hàm lượng chất béo và sáp mía trong nước mía và trong cây mía biến đổi phụ thuộc vào giống mía, điều kiện sinh trưởng và điều kiện ép Tổng lượng chất béo (lipid) có trong cây mía từ 0,4–0,6% Sáp mía tồn tại bề ngoài của thân cây mía

Ở nhiệt độ thường sáp dễ tan trong các dung môi như: Hydrocacbua thơm, este dầu

hỏa, ancol và aceton Trong sản xuất đường mía, gần 60–80% sáp theo bã mía, phần còn lại tồn tại trong bùn lọc [9]

Chất béo tồn tại trong tổ chức tế bào bên trong thân cây mía Qua nhiều lần

ép, chất béo và sáp trong mía gần một nửa đi vào nước mía Thành phần chủ yếu chất béo và sáp không hòa tan trong nước, nhưng có một phần có khả năng hòa tan thành dung dịch đục trong dung dịch nước mía, đặc biệt lúc khuấy trộn mạnh hoặc nhiệt độ dung dịch vượt qua nhiệt độ nóng chảy, có thể hình thành dung dịch "sữa"

đục tương đối ổn định

Lúc làm sạch nước mía, đại bộ phận chất béo và sáp tùy thuộc sự ngưng kết của albumin mà hình thành chất kết tủa Theo nghiên cứu của Bardorf, chất béo và sáp qua làm sạch bằng phương pháp vôi có thể loại khoảng 90% vẫn còn một ít tồn tại trong nước mía trong Chất béo có thể dính trên bề mặt vải lọc, gây trở ngại cho quá trình lọc nước mía

c Chất vô cơ

Trong nước mía có chứa nhiều loại chất vô cơ với số lượng tương đối lớn Thành phần cụ thể của chất vô cơ chủ yếu quyết định bởi các yếu tố đất, điều kiện

sinh trưởng, phân bón, điều kiện canh tác

Chất vô cơ trong nước mía, ngoài acid photphoric (H3PO4) có lợi cho quá trình làm sạch, còn lại đều là thành phần có hại Canxi, Mg, SO3, acid xilic là thành phần chủ yếu đóng cặn ở thiết bị K, Cl là nguyên nhân chủ yếu hình thành mật cuối

Theo số liệu phân tích của Viện nghiên cứu mía, hàm lượng chất vô cơ chủ yếu được thực hiện ở bảng 2.4

Bảng 2.4 Thành phần chất vô cơ của nước mía nguyên (mg/Kg Bx)[14] Giống mía K Ca Mg Fe SiO 2 SO 4 Cl

Ở dạng ion dương, hàm lượng lớn nhất là K, tiếp đến Ca, Mg Còn lại như

Na, Cu, Zn, Pb hàm lượng không nhiều, không đến 30 (mg/KgBx) Ở dạng ion âm, nhiều nhất là gốc SO42-, SiO22- và Cl- [14]

hàm lượng pectin không giống nhau Mía chưa chín hàm lượng pectin tương đối cao Thường trong nước mía hàm lượng khoảng 0,1% [14]

Pectin không hoà tan trong nước lạnh, hoà tan trong nước nóng Lúc gia vôi nước mía đạt pH = 8,8 có thể làm đại bộ phận pectin kết lắng

Do pectin tồn tại trong thành tế bào, do đó hàm lượng pectin trong nước quyết định chủ yếu đến độ nhớt của nước mía Trong môi trường acid mạnh hoặc môi trường kiềm, đặc biệt lúc nhiệt độ cao, pectin phân huỷ và hoà tan trong nước Pectin có thể làm cho độ hoà tan của đường saccharose tăng lên và nâng cao độ nhớt của nước mía và mật chè

e Chất màu

Chất màu có trong nước mía là do vỏ mía được hòa tan vào dung dịch nước mía trong quá trình ép Ngoài ra, trong quá trình sản xuất, sản sinh một số chất màu mới do kết quả phản ứng hóa học giữa các chất không đường Tuy hàm lượng rất nhỏ nhưng cường độ màu ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng nước mía và tính chất cảm quan của đường cát trắng

- Chất màu có trong cây mía

Diệp lục tố có trong bản thân cây mía gồm diệp lục tố a: C55H72O5N4Mg và diệp lục tố b: C55H70O4N4Mg, xantophil (C40H55O2) và caroten (C40H56)… Trong nước mía chất màu kết hợp với các loại chất béo tồn tại phân tán thành những hạt huyền phù Khi gia nhiệt nước mía ngưng kết với albumin, chất màu cùng với các loại vật chất nổi khác ngưng kết Trong sản xuất đường, nếu xử lý làm sạch tốt, phần lớn chất màu sẽ bị loại bỏ và đi vào nước bùn Nếu làm sạch không tốt, nước mía bị đục, có một phần chât màu cùng các loại chất béo khác phân tán trong nước mía, ảnh hưởng không tốt đến sản xuất [1]

- Chất màu hình thành trong quá trình sản xuất

Trong tổ chức tế bào mía, có rất nhiều vật chất không màu, trong quá trình sản xuất mía đường một số chất tham gia phản ứng hoặc phân hủy tạo thành chất

màu, chủ yếu là polyphenol, hợp chất acid amin và đường khử

Polyphenol kết hợp với sắt tạo thành hợp chất màu nâu đậm Acid amin kết hợp với đường khử theo phản ứng Maillard tạo thành chất màu melanoidin có màu nâu sẫm Ở nhiệt độ cao khoảng 2000C đường mất nước tạo thành dạng keo [7] Chúng là những chất có hại cho sản xuất đường

2.2 Giới thiệu về đường

2.2.1 Các sản phẩm đường mía trên thị trường

Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đường sản xuất từ mía được chia thành 3 loại đường cơ bản như sau:

Đường thô (Raw sugar – R): Là loại đường có hàm lượng đường tinh khiết

thấp nhất Đây là đường nguyên liệu đối với nhà máy tinh luyện Đường có dạng tinh thể vàng, chưa qua sấy khô, có Pol = 96– 98%

Đường tinh luyện – đường cát (Refined standard quality –- RS ): Pol ≥ 99,5; độ ẩm

≥ 0,05% Đây là sản phẩm của hầu hết các nhà máy đường VN và trên TG (0IU = 90 – 120)

Đường Việt Nam (theo TCVN) Đường thế giới

Loại một: Pol = 99,62

Loại hai: Pol = 99,48

Đường tinh luyện (Refined extra quality – RE): Là loại đường có chất lượng

cao nhất trong các loại đường Pol = 99,8–99,85; W < 0,05; tro < 0,03; RS < 0,03;

2.2.2.1 Tính chất của đường saccharose

Cấu tạo hóa học

Hình 2.1 Công thức cấu tạo saccharose

Đây là thành phần quan trọng nhất của cây mía có công thức hóa học

C6H12O6 Saccharose là một disaccarit được cấu tạo từ đường đơn là α–D–glucose

- Tính nhớt: Dung dịch đường có độ nhớt cao Khi nồng độ đường tăng thì

độ nhớt tăng theo Khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm Vì vậy trong sản xuất đường

cần tăng nhiệt độ để giảm độ nhớt đồng thời xử lý các phản ứng đối với dung dịch không quá đặc

- Tính nhiệt: Dung dịch đường cũng có tính dẫn nhiệt do có nhiệt dung C

- Tính điện: Saccharose không có tính dẫn điện nhưng dung dịch đường có tính dẫn điện do nước và các ion vô cơ trong dung dịch Có thể sử dụng tính chất này tỏng sản xuất để điều chỉnh quá trình nấu đường đồng thời xác định số lượng trong có trong dung dịch

- Tính quay cực: Saccharose có khả năng quay cực về bên phải với góc quay cực 65,5 Độ quay cực riêng của saccharose rất ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt

độ Do đó sử dụng tính chất này để phân tích thành phần đường có trong dung dịch,

trong mía và trong thành phần bằng phương pháp phân cực [9]

b Tính chất hóa học

- Phản ứng chuyển hóa đường:

C12H22O11+ H2O C6H12O6 + C6H12O6 Saccharose H+, T0, t Glucose Fructose

Đây là phản ứng không có lợi cho sản xuất vì làm giảm tổng hiệu suất thu

hồi, gây khó khăn cho quá trình sản xuất vì khi có mặt glucose và fructose thì saccharose rất khó kết tinh Do đó gây tổn thất đường và ảnh hưởng đến quá trình kết tinh đường Nhiệt độ và pH là 2 yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình chuyển hóa đường Ngoài ra, rất nhiều loại vi sinh vật tạo men chuyển hóa cũng làm tăng tốc độ chuyển hóa đường

Trong môi trường kiềm mạnh và nhiệt độ, saccharose bị phân hủy tạo thành các sản phẩm rất phức tạp, cuối cùng tạo thành hợp chất cao phân tử màu nâu, đen gọi là humin Phản ứng này hoàn toàn không có lợi cho sản xuất vì làm giảm hiệu suất thu hồi và chất lượng đường

- Tác dụng của nhiệt độ đối với đường saccharose: Xảy ra phản ứng caramel hóa là phản ứng mất nước, trùng hợp đường tạo thành những hợp chất màu có màu vàng nâu Sau đó đường cháy thành cacbon Phản ứng này không có lợi cho sản xuất đường

C12H22O11 C6H12O5 + C6H12O5 + H2O Saccharose Glucosen Fructosen

Nếu nhiệt độ cao hơn, 1350C–1900C (chủ yếu xảy ra trong sản xuất bánh còn trong kẹo chỉ xảy ra khi siro tiếp xúc trực tiếp với nhiệt) thì glucose và fructose tiếp tục phản ứng tạo ra iso saccharosen theo phương trình:

C6H12O5 + C6H12O5 C12H20O10

Iso saccarosen

Khi nhiệt độ cao hơn sẽ mất tiếp 10% nước tạo thành caramelan có màu vàng

C12H22O11 - 2H2O C12H18O9 hoặc C24H36O18 Caramelan

Khi mất 14% nước tạo thành caramelen

Trong môi trường kiềm nhẹ thì saccharose có phản ứng và tạo ra saccarat

- Tác dụng của enzyme đối với đường saccharose: Enzyme invertase xúc tác

cho phản ứng chuyển hóa đường nên không có lợi cho quá trình sản xuất Sau đó, dưới

tác dụng của phức hệ enzyme, glucose và fructose sẽ chuyển thành ancol và CO2

C6H12O6 C2H5OH + CO2

men rượu

Sản phẩm triệt để là CO2 và nước [10]

2.2.2.2 Tính chất của đường khử

Đường khử trong sản xuất đường chủ yếu là glucose và fructose Công thức

phân tử C6H12O6 Khi mía còn non hàm lượng glucose và fructose trong mía tương

đối cao, nhưng khi mía chín hàm lượng đó giảm đến mức thấp nhất

Tính chất hóa học của đường khử tương đối ổn định ở pH=3,0 Dưới tác

dụng điều kiện khác nhau, có thể sản sinh các loại phản ứng hóa học khác nhau, tạo

thành nhiều loại sản phẩm khác nhau Đối với sản xuất đường, phản ứng quan trọng

nhất có 2 loại:

- Phân hủy đường khử

Dưới môi trường đặc biệt và nhiệt độ cao, glucose và fructose sẽ phát sinh

một loạt phản ứng hóa học và sản phẩm của sự phân hủy: Acid lactic, acid

glucosaccaric, acid focmic, lacton Những acid này kết hợp với vôi (CaO) tạo thành

muối hòa tan, tồn tại trong dung dịch đường Vì vậy, khi dùng vôi xấu, hàm lượng

muối canxi trong nước mía tăng

- Phản ứng Maillard

Tác dụng của đường khử và acid amin tạo thành những phản ứng phức tạp

Sản phẩm tạo thành melanoidin có màu nâu đậm

Phản ứng đó thường gặp trong tự nhiên hay trong công nghiệp thực phẩm thường gọi là phản ứng màu nâu Nó là nguyên nhân làm nhiều loại thực phẩm biến màu nâu đậm [9]

2.2.3 Vai trò của đường

- Đường là một thức ăn rất quan trọng cho sự sống của con người Cũng như tinh bột, protit, chất béo, muối vô cơ, đường là sản phẩm dinh dưỡng chủ yếu cần thiết cho cơ thể con người Chúng ta đều biết năng lượng chủ yếu cần thiết cho cơ thể con người do gluxit cung cấp Đường là một loại gluxit Đường có khả năng biến thành năng lượng dễ và nhanh chóng, là tính ưu việt của đường so với các thực phẩm khác Đường được chế biến từ cây mía và củ cải đường Đường cung cấp cho

ta một lượng rất lớn Cứ 1kg đường saccharose cho ta 4000kcal Ngoài ra đường còn có đặc tính cảm quan mà con người ưa thích đó là có vị ngọt, màu trắng dung dịch trong suốt và không có mùi vị khó chịu Chính vì vậy đường chiếm một vị trí quan trọng trong khẩu phần ăn của con người, là nhu cầu không thể thiếu được đối với mọi cơ thể

- Đường có đóng góp lớn đối với ngành kinh tế quốc dân Ngoài việc dung làm thức ăn trực tiếp đường là một loại thực phẩm có nhiều công dụng như làm bánh kẹo các loại, làm nước giải khát, uống chè, cà phê hoặc làm tăng hương vị của các loại thực phẩm khác như trong kỹ thuật sản xuất đồ hộp hoặc dùng trong y học để chữa bệnh

- Ngoài đường là sản phẩm chính của công nghiệp đường ra còn có những phụ phẩm quan trọng phục vụ cho nông nghiệp và các ngành công nghiệp nhẹ khác:

+ Bã mía để đốt lò thay dầu, cứ 3 tấn bã khô cung cấp nhiệt lượng tương

đương một tấn dầu, dùng làm ván ép, làm bột giấy, than hoạt tính hoặc là nguyên

liệu của công nghiệp chất dẻo, sợi tổng hợp

+ 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 acid axetic, acid citric… làm môi trường lên men để sản xuất bột ngọt…

+ Bã bùn dùng sản xuất phân bón cho mía, cà phê, cao su đạt hiệu quả cao [12]

Vì vậy sản xuất đường là một ngành công nghiệp thực phẩm rất được coi trọng và phát triển

2.2.4 Một số thuật ngữ sử dụng trong quá trình sản xuất đường và nghiên cứu công đoạn làm sạch

- Mía nguyên liệu: Là mía được đưa xuống băng tải để sản xuất đường bao gồm mía sạch và tạp chất (tấn)

- Bã mía: Là chất khô không tan sau khi trích ly ép lấy nước mía trong cây mía

- Xơ mía: Là thành phần cellulose của cây mía

- Chất khô hòa tan: Là phần chất rắn hòa tan không bay hơi có trong dịch nước mía (bao gồm đường và các tạp chất hòa tan), tính theo % hoặc Bx (10Bx=1%)

- Pol (Polarimeter): Là lượng đường tổng có trong nước mía (%) Pol được xác

định bằng phương pháp phân cực một lần, đo bằng máy phân cực (phân cực trực tiếp)

- Sac: Là lượng đường saccharose có trong dung dịch (%) được xác định bằng phương pháp phân cực hai lần (một lần trực tiếp và một lần chuyển hóa)

- Độ tinh khiết: Là tỷ lệ của đường và chất khô hòa tan tính theo % Độ tinh khiết càng cao thì chất lượng đường càng tốt

Độ tinh khiết = (Đường/CKHT) x 100(%)

Độ tinh khiết đơn giản (Apparent purity–AP)

AP = (Pol/CKHT) x 100%

Độ tinh khiết trọng lực (GP)

GP = (Sac/CKHT) x100%

Độ tinh khiết thực: P thực = (Sac/CKHT) x 100%

CKHT xác định bằng phương pháp sấy Thực tế sản xuất chỉ dùng AP, coi Pol = Sac

- Độ ẩm: Là thành phần nước trong sản xuất được xác định bằng phương pháp sấy đến trọng lượng không đổi: W=100 – Bx

- Tro: Là thành phần chất vô cơ còn lại sau khi nung cháy các chất hữu cơ Tro sunfat, nung ở nhiệt độ 500–6000C, cho H2SO4 vào để tăng tốc độ cháy

Tro% = tro sunfat x 0,9

- Độ màu: Là chỉ tiêu đo độ trắng của đường và độ sẫm màu dung dịch Độ màu được đo bằng phương pháp so màu trên máy đo quang phổ

- Nước mía đầu: Là nước mía ép được từ máy ép đầu tiên

- Nước mía ép cuối: Là nước mía ép được từ máy ép cuối cùng

- Nước mía hỗn hợp: Là nước mía nhận được từ máy ép 1 và 2 được mang đi chế luyện Dung dịch này được gọi là nước mía hỗn hợp vì gồm nước mía nguyên

và nước mía đã pha loãng

- Nước mía sạch: Là nước mía thu được sau quá trình làm sạch bao gồm nước mía lắng trong và nước mía lọc trong

- Cacbonat 1: Là dung dịch thu được từ nước đường xông khí CO2 lần 1

- Cacbonat 2: Là dung dịch thu được từ nước đường xông khí CO2 lần 2

- Dung dịch Brown liquor: Là dung dịch thu được sau khi dung dịch đường

đi qua máy lọc áp lực

- Remelt: Là dung dịch nước đường thô (đường vàng) hòa tan

- Fine liquor: Là dung dịch thu được sau hệ thống tẩy màu IE [14]

2.3 Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ các loại đường ở Việt Nam và thế giới

Hiện nay các đề tài về nghiên cứu mía đường còn rất ít, các đề tài này chỉ xoay quanh khảo sát và xử lý phụ phẩm trong sản xuất Các công trình nghiên cứu về quá trình sản xuất còn rất hạn chế cả trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng Sau đây

là tình hình sản xuất và tiêu thụ các loại đường ở Việt Nam và thế giới như sau:

2.3.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ các loại đường ở Việt Nam

Nước ta với khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm cùng với lượng mưa dồi dào

là điều kiện rất thích hợp cho cây mía phát triển Lịch sử trồng mía đã có từ lâu đời Cây mía là nguồn nguyên liệu duy nhất để sản xuất đường Từ xưa nông dân đã biết

sử dụng cây mía làm thực phẩm và chế biến mía thành mật và các loại đường để sử dụng Đặc biệt đường thủ công của ta đã từng được sử dụng làm cống phẩm cho các triều đình phong kiến phương Bắc thời Bắc thuộc Đến thời triều đình các chúa Nguyễn thì đường là mặt hàng được khuyến khích xuất khẩu [11]

Ở Việt Nam cây mía xuất hiện vào thế kỷ 14 Ngành sản xuất đường có từ

lâu nhưng rất thủ công Trước năm 1945, Việt Nam chỉ có hai nhà máy đường là Tuy Hòa – Miền Trung và Hiệp Hòa – Miền Nam Sau năm 1954 có thêm 3 nhà máy đường ở miền Bắc là Vạn Điểm – Hà Tây (1000 tấn/ngày) và nhà máy đường sông Lam Trong những năm trước giải phóng miền Nam (1975) thì mía được trồng rải rác với diện tích nhỏ lẻ ven các bãi sông sử dụng để chế biến đường phèn, mật theo phương pháp thủ công.Từ năm 1975–1995 nước ta có thêm 14 nhà máy đường mới như nhà máy đường Quảng Ngãi (1.500 tấn mía/ngày), Hiệp Hòa (1.500 tấn mía/ngày), nhà máy đường Phan Rang (350 tấn mía/ngày),… Năm 1995 chính phủ

đã đưa ra đề án phát triển mía đường Việt Nam, với chỉ tiêu sản xuất 1triệu tấn/năm, đảm bảo 12,5 kg đường/người/năm và từ đó đến nay hàng loạt các nhà máy đường

lớn nhỏ lần lượt ra đời như: La Ngà (2.000 tấn mía/ngày), Lam Sơn (1.500 tấn mía/ngày) [12]

Giá đường trên thị trường thế giới trong tháng 12 tiếp tục xu hướng giảm do lượng đường tồn kho tăng Tính chung năm 2013, giá đường thô và đường tinh luyện đã giảm 18% và 15% Tại thị trường Việt Nam, trong tháng 12, các nhà máy

đường đang vào vụ, trong khi đường nhập khẩu theo hạn ngạch mà Việt Nam cam

kết khi gia nhập WTO sẽ về tiếp còn tồn kho cao Nhìn chung trong năm 2013 giá

đường trong nước ở mức thấp do mất cân đối giữa cung và cầu quá lớn là tác nhân

làm ảnh hưởng trực tiếp đến đầu ra cũng như giá cả của đường Trong niên vụ 2013–2014, ngành mía đường dự kiến sản xuất 1,6 triệu tấn đường, tăng 5% so với niên vụ trước Tồn kho đầu vụ 372.580 tấn, nhập khẩu theo hạn ngạch thuế quan 73.500 tấn Như vậy, tổng nguồn cung đường trong năm khoảng 2 triệu tấn Tiêu thụ nội địa từ 1,4 – 1,5 triệu tấn; xuất khẩu khoảng hơn 200 nghìn tấn, sau khi cân

đối cung cầu sẽ còn thừa 300.000 tấn Đến ngày 15/11/2013, các nhà máy đường ép được 1.217.319 tấn mía, sản xuất được 136.509 tấn đường, riêng Nhà máy đường

luyện Biên Hòa sản xuất được 32.295 tấn đường Tổng lượng đường các nhà máy

đường sản xuất được: 136.509 tấn Tồn kho đến ngày 15/11/2013 tại các nhà máy đường là 95.069 tấn, tại các công ty thương mại thuộc Hiệp hội là 8.473 tấn [3]

Bảng 2.5 Tình hình sản xuất và tiêu thụ đường những năm 2011–2014

(Nguồn: Hiệp hội Mía đường Việt Nam (VSSA))[2]

Theo bảng thống kê trên ta thấy sản lượng mía qua các vụ ngày một tăng cao

cụ thể như vụ 2013–2014 tăng 23,8% so với vụ 2011–2012, tuy nhiên mức độ tiêu thụ đường thay đổi như vụ 2013–2014 tăng 7,7% so với vụ 2012–2013 và vụ 2012–

2013 giảm 7,7% so với vụ 2011–2012 Nguyên nhân dẫn đến tình trạng sản lượng mía tăng mạnh và mức độ tiêu thụ thay đổi bởi điều kiện kỹ thuật sản xuất ngày càng được nâng cao nên chất lượng mía ngày càng tăng, cùng đó là điều kiện công nghệ sản xuất cũng không ngừng nâng cao làm tăng hiệu suất thu hồi đường từ cây mía Mặt khác trên thị trường tình hình hủng hoảng kinh tế là giá đường thay đổi, lượng hàng hóa đường sản xuất ra với số lượng lớn làm tăng lượng hàng tồn kho giảm chất lượng đường làm giảm đi độ tin cậy với người tiêu dùng Không chỉ vậy

trên thị trường các mặt hàng ngày càng đa dạng phong phú buộc mặt hàng đường cần có những đổi mới và nâng cao chất lượng để tăng sức cạnh tranh với các mặt hàng khác

Một số phương án nhằm nâng cao chất lượng ngành công nghiệp mía đường như sau: các nhà máy đường trong nước cần phải có phương án đầu tư khoanh vùng nguyên liệu, nâng cao tay nghề và trình độ kỹ thuật, áp dụng côn nghiệp hóa vào sản xuất và mở rộng thị trường tiêu thụ trong và ngoài nước

2.3.2 Tình hình nghiên cứu, sản xuất và tiêu thụ các loại đường trên thế giới

Việc sản xuất đường mía trên thế giới đã có từ rất lâu đời Người ta cho rằng kỹ thuật cổ truyền chế biến cây mía thành vài loại chất ngọt được bắt nguồn ở Ấn Độ, năm 398 người Ấn Độ và Trung Quốc đã chế biến mật thành đường tinh thể với công nghệ đơn giản:

Cây mía ép (dùng sức trâu, bò) lắng (dùng vôi) cô đặc (bằng chảo) kết tinh tự nhiên

Dần dần kỹ thuật sản xuất đường phát triển sang các nước khác, kỹ thuật sản xuất

cổ truyền chế biến đường được phổ biến tới các nước khu vực châu Á, châu Âu, Bắc Phi; trong khi đó kỹ thuật chế biến hiện đại được đưa từ châu Âu vào châu Á [13]

Đến thế kỷ 19, nhà máy đường đầu tiên được xây dựng với các thiết bị hiện đại thay thế công cụ thô sơ như nồi bốc hơi chân không, máy ly tâm, máy ép 3 trục,

thiết bị lọc khung bản, máy sấy thùng quay

Theo số liệu thống kê của thế giới năm 1992 sản lượng đường thô trên thế giới là 115.891.000 tấn trong đó 87.324.000 tấn được chế biến từ mía chiếm 67,58% sản lượng và 37.567.000 tấn được chế biến từ củ cải đường chiếm 32,42% sản lượng Như vậy

đường làm từ mía luôn có khối lượng và tỷ lệ cao hơn củ cải đường

Trong những năm gần đây sản lượng đường trên thế giới liên tục được mùa, sản xuất liên tục tăng đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của người dân và xuất khẩu có xu hướng tăng nhanh Dự báo sản lượng đường toàn cầu trong niên vụ 2013–2014 sẽ

đạt mức 174,82 triệu tấn, giảm hơn 1 triệu tấn so với niên vụ trước Tuy sản lượng đường tại Ấn Độ và Nga giảm mạnh nhưng được bù lại một phần bởi sản lượng đường tại Trung Quốc, Thái Lan tăng lên

Bảng 2.6 Tình hình sản xuất tiêu thụ một số quốc gia trên thế giới vụ 2013–2014

Nhập khẩu

Xuất khẩu

Tiêu thụ nội địa

Dự trữ cuối kỳ

Thế giới 43,162 174,826 52,545 58,678 168,478 43,379 Brazil 535,000 38,750 0 27,250 11,260 295,000

EU 4,044 16,000 3,650 1,500 18,300 3,8941 Trung Quốc 6,790 14,800 2,800 45,000 16,000 8,345 Thái Lan 3,240 10,900 0 8,700 2,650 2,790

Mỹ 1,980 8,054 3,059 227,000 10,691 2,175 Mêhicô 1,548 6,890 231,000 2,485 5,140 1,044 Nga 275,000 4,400 1,100 100,000 5,415 260,000 Astralia 83,000 4,300 90,000 3,190 1,218 65,000 Philipin 887,000 2,500 40,000 350,000 2,250 827,000

(Nguồn: USDA (United StatesDepartment of Argticulture), Sugar, word markets and trade)[16]

Brazil: Trong niên vụ 2013–2014, sản lượng đường của Brazil quốc gia sản xuất đường lớn nhất thế giới dự kiến sẽ đạt 38,75 triệu tấn, nhu cầu tiêu thụ đường tại Brazil được giữ ổn định ở mức 27,3 triệu tấn Và xuất khẩu được dự báo ở mức 27,25 triệu tấn (trong đó đường thô chiếm 81% tổng kim ngạch xuất khẩu)

Ấn Độ: Sản lượng đường của Ấn Độ dự kiến trong niên vụ 2013–2014 sẽ giảm

1,74 triệu tấn, tương đương 6,4% so với niên vụ 2012–2013 xuống còn 25,45 triệu tấn

do tình trạng hạn hán khiến diện tích gieo trồng giảm xuống Xu hướng sử dụng đường tại Ấn Độ tiếp tục tăng cao hơn Dự báo lượng đường xuất khẩu của Ấn Độ niên vụ 2013–2014 sẽ đạt mức 2 triệu tấn do lượng đường tồn kho của Ấn Độ (Ấn Độ trở thành nước dư thừa đường nhiều nhất thế giới, đạt mức 10,4 triệu tấn đường trong niên vụ 2012–2013) và nhu cầu sử dụng đường tại thị trường Châu Phi ở mức cao

Thái Lan: Dự báo sản lượng đường của Thái Lan niên vụ 2013–2014 sẽ tăng 900.000 tấn so với niên vụ trước đó lên mức cao kỷ lục 10,9 triệu tấn Nguyên nhân diện tích gieo trồng mía và năng suất cây trồng tại Thái Lan tăng lên Xu hướng tiêu thụ đường tại Thái Lan tiếp tục tăng cao hơn do mức tiêu thụ đường của các hộ gia

đình và sử dụng đường trong công nghiệp tăng Dự báo lượng đường xuất khẩu của

Thái Lan niên vụ 2013–2014 sẽ tăng vọt, đạt 8,7 triệu tấn do nhu cầu sử dụng

đường của khu vực Châu Á tăng lên, đặc biệt nhu cầu sử dụng đường của Indonesia

và Campuchia [3]

2.4 Giới thiệu công ty cổ phần mía đường Việt – Đài

2.4.1 Sự hình thành của công ty

Công ty TNHH đường mía Việt – Đài được thành lập theo giấy phép đầu tư 989/ CP ngày 14/09/1994 của chính phủ về hợp tác và đầu tư với số vốn 66 triệu USD Công ty chính thức đi vào hoạt động vào tháng 3 năm 1997 với công suất thiết kế 6000 tấn/ ngày trên dây chuyền công nghệ hiện đại Vừa qua công ty được UBND tỉnh Thanh Hóa cấp giấy phép bổ sung số 26121000008 ngày 27/05/2009 xây dựng nhà máy Men với số vốn đầu tư 16,8 triệu USD và mở rộng sản xuất

đường đỏ với số vốn 600 nghìn USD công suất thiết kế 1000 tấn/ năm được hoàn

thành và đưa vào sản xuất thử vào quý 1 năm 2010 Hiện nay nhà máy men đang đi vào hoạt động

Hệ thống quản lý chất lượng của công ty được tổ chức SGS Thụy Sĩ chứng nhận đạt tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001:2008 Năm 2006 công ty đạt giải thưởng chất lượng Việt Nam 2006 và đạt được Bộ NN & PTNT cấp chứng nhận là “ Hàng Nông Lâm sản Việt Nam chất lượng cao uy tín thương mại năm 2006” Năm 2009 công ty

đoạt giải thưởng Cúp vàng Nông nghiệp năm 2009

2.4.2 Vị trí địa lý của công ty

Công ty TNHH đường mía Việt Nam – Đài Loan nằm trên địa bàn thị trấn Vân Du huyện Thạch Thành tỉnh Thanh Hoá, là một huyện miền núi phía Bắc của tỉnh Phía Đông của huyện giáp với huyện Hà Trung, phía Nam giáp với huyện Vĩnh Lộc, phía Tây giáp với huyện Cẩm Thuỷ, phía Tây Bắc giáp với tỉnh Hoà Bình, phía Đông Bắc giáp với rừng Cúc Phương và địa giới tỉnh Ninh Bình Với

điều kiện địa hình của huyện rất thuận lợi cho sự phát triển ngành công nghiệp chế

biến đường và khí hậu thuận lợi cho cây mía phát triển Tại đây có tuyến đường quốc lộ 1A Bắc – Nam đi qua phần phía Đông của huyện, cách trung Tâm huyện 22km về phái Tây theo đường tỉnh lộ 7, là con đường giao thông quan trọng để công ty mở rộng phát triển vùng nguyên liệu và thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu về nhà máy sản xuất Khi bước vào hoạt động công ty đã cho xây dựng các tuyến đường nối từ vùng nguyên liệu đến nhà máy để thuận lợi cho việc vận chuyển mía, phối hợp chặt chẽ với các ban ngành, địa phương để tích cực sản xuất

và trồng mía

2.4.3 Sơ đồ tổ chức quản lý của công ty

Sơ đồ 2.1 Tổ chức của công ty

Qua sơ đồ tổ chức của công ty ta thấy đứng đầu công ty là tổng giám đốc sau

đó đến các phó tổng giám đốc đảm nhiệm từng mảng khác nhau

Phó tổng giám đốc nông vụ sẽ đảm nhiệm về nguyên liệu của nhà máy Dưới phó tổng giám đốc là trưởng phòng nông vụ trực tiếp chỉ đạo ban kỹ thuật nông vụ

và tổ cơ giới công trình nông vụ Ban kỹ thuật nông vụ thực hiện các công việc như: lập kế hoạch sản xuất, thu hoạch mía, phổ biến kỹ thuật trồng, chăm sóc mía cho các hộ trồng mía ứng dụng vào sản xuất Tổ cơ giới công trình nông vụ chịu trách nhiệm về các công trình liên quan như thuỷ lợi, giao thông…

Phó tổng giám đốc tiêu thụ sẽ phụ trách về mảng kinh doanh và điều hành hai phòng ban chính là ban tiêu thụ kho vận và ban hành chính tổng vụ Ban tiêu thụ kho vận chịu trách nhiệm về vận chuyển và tiêu thụ sản phẩm Ban hành chính tổng

vụ gồm mua hàng, phiên dịch, y tế, bảo vệ, nhân sự, văn thư và nhà ăn

Phó tổng giám đốc công vụ chịu trách nhiệm về kỹ thuật sản suất của công ty Trưởng phòng công vụ sẽ trực tiếp điều hành chỉ đạo hai phòng ban dưới là ban quản lý

Trưởng phòng men

Phó tổng

GĐ Nông

vụ

Kế toán trưởng

Phó tổng

GĐ công

Ban tiêu thụ kho vận

Ban hành chính tổng

vụ

Trưởng phòng công

vụ

Ban quản lý chất lượng

& an toàn vệ sinh

Ban

kỹ thuật công

vụ

Phòng công trình xây dựng nhà máy

Ban tài vụ

kế toán

chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm bao gồm cả nhà hoá nghiệm và kho vật tư Ban

kỹ thuật công vụ gồm phân xưởng ép, lò hơi, làm sạch, kết tinh ly tâm, sấy đóng bao, sữa chữa và điện Trưởng phòng men quản lý phòng công trình xây dựng nhà máy men vì hiện tại nhà máy men mới đang được xây dựng và chưa đi vào hoạt động

Ban tài vụ kế toán sẽ chịu sự quản lý trực tiếp của kế toán trưởng Sau đó kế toán trưởng có trách nhiệm báo cáo tình hình cho tổng giám đốc

2.4.4 Tình hình sản xuất đường mía tại công ty TNHH mía đường Việt Nam –

Đài Loan

Công ty TNHH mía đường Việt Nam – Đài Loan là công ty liên doanh với nước ngoài được nhà nước cho phép thành lập năm 1994 và bắt đầu đi vào hoạt

động thánh 3 năm 1997, với công suất thiết kế 6000 tấn/ ngày Từ đó đến nay công

ty sản xuất luôn đạt hiệu quả cao trong kinh doanh Trong 14 năm hoạt động công

ty luôn chú trọng đến chất lượng đường thành phẩm, sản lượng đường hàng năm luôn ở mức cao Công ty mở rộng quy hoạch vùng nguyên liệu là một trong những hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty để có đủ nguyên liệu cho chế biến đáp

ứng nhu cầu tiêu thụ của thị trường trong nước và thế giới

Với các thiết bị tiên tiến để tăng hết công suất ép mía vào vụ thu hoạch mía,

đáp ứng nhu cầu thị trường Vào chính vụ thu hoạch mía công ty phải mở rộng tối

đa hết công suất của máy Ngày làm 3 ca: Ca 1 từ 6 giờ đến 14 giờ; ca 2 từ 14 giờ đến 22 giờ, ca 3 từ 22 giờ hôm trước đến 6 giờ sáng hôm sau

Từ khi bắt đầu hoạt động đến nay, hàng năm công ty đã tạo việc làm cho hơn

20 nghìn lao động nông nghiệp và 600 công nhân với mức thu nhập trung bình và khá mang lại lợi nhuận và doanh thu cho địa phương và đất nước

Trong những năm đầu hoạt động công ty không có đủ nguyên liệu để sản xuất, mỗi năm hoạt động không quá 100 ngày ép Vụ đầu (1996–1997), nguyên liệu chỉ đảm bảo 12,9% công suất, các năm tiếp theo tăng dần lên Nếu tính riêng mía sản xuất tại Thanh Hóa thì quá ít so với công suất thiết kế 900 nghìn tấn đường/năm Ngày 19/04/1999, UBND tỉnh Thanh Hóa đã có quyết định quy hoạch vùng nguyên liệu mía cho công ty là 18 nghìn ha ở 4 huyện Thạch Thành, Vĩnh Lộc, Hà Trung, Cẩm Thủy và thị xã Bỉm Sơn theo quy hoạch công ty đầu tư 100% vốn cho người sản xuất Đến vụ sản xuất tiếp theo năm 2000–2001; 2002–2003 đạt 50–51% công suất thiết kế Như vậy quyết định của UBND tỉnh đã có hiệu quả trong sản xuất và trồng mía

Trong những năm gần đây công ty tiếp tục thực hiện chính sách đầu tư vào vùng nguyên liệu Vùng nguyên liệu của nhà máy trải rộng trên 7 huyện và 8 nông lâm trường của tỉnh Thanh Hóa và 3 huyện của tỉnh Ninh Bình, 2 huyện của tỉnh Hoà Bình Chính sách mở rộng vùng nguyên liệu trồng mía vụ ép 2013–2014 công

ty đầu tư trực tiếp 20 triệu đồng/ha đối với trồng mới trồng lại 23 triệu đồng với diện tích thâm canh cao sản (năng suất 80 tấn/ha) Nhà máy góp phần ổn định thu nhập cho hơn 90.000 hộ dân và tạo công ăn việc làm cho hàng nghìn lao động

2.4.5 Tình hình tiêu thụ mía đường tại công ty TNHH mía đường Việt Nam –

Đài Loan

Trong những năm hoạt động công ty luôn mở rộng năng suất sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm đường để đáp ứng yêu cầu của thị trường tiêu thụ Nguồn tiêu thụ chủ yếu của công ty là xuất khẩu

Các sản phẩm của công ty với các chủng loại sau: đường vàng loại I,

đường tinh luyện tinh luyện RE, mật rỉ Sản phẩm đường của công ty cung cấp

cho thị trường các nước được người dân rất ưa chuộng Trong tương lai sản xuất thêm các loại đường đỏ, đường phèn và các chế phẩm từ mật rỉ cồn và men Sản phẩm của công ty đã được tin dùng trên thị trường Việt Nam nhất là về mặt chất lượng và phương thức phục vụ Hiện nay, khách hàng và thị trường trong nước của công ty trải dài khắp 3 miền Bắc,Trung, Nam Nhóm khách hàng lớn của công ty là các công ty thương mại như: Công ty thực phẩm miền Bắc, Công ty TNHH Cao Cường, Công ty thực phẩm công nghệ Sài Gòn, công ty cổ phần bánh kẹo Hải Châu, Công ty PISICO Việt nam, Công ty sữa cô gái Hà Lan… Nhóm khách hàng vừa và nhỏ là các cá nhân, tổ chức, đơn vị, doanh nghiệp tư nhân Một phần xuất khẩu sang các thị trường Đài Loan, Nhật Bản Các sản phẩm của công ty được phân phối ra thị trường theo phương thức giao nhận hàng trực tiếp tại công ty

PHẦN 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Nước mía hỗn hợp và dịch đường hòa tan của công ty TNHH đường mía Việt Nam – Đài Loan

- Phạm vi nghiên cứu: Phòng thí nghiệm và nhà máy

3.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị dùng trong nghiên cứu

- Một số hóa chất của phòng thí nghiệm:

Một số thiết bị trong phòng thí nghiệm:

Máy đo pH (Schott LAB 860) (Đài Loan)

Máy đo nhiệt (Tenmars) (Đài Loan)

Máy đo Brix (GPR12 – 70) (Đài Loan)

Máy đo màu U – 2001 (spectrophoto meter) (Đức)

Máy đo độ trầm tích (Petite ponar) (Đài Loan)

Cân phân tích (Amput) (Đài Loan)

Máy đo độ ẩm (VN FD720) (Nhật Bản)

Máy đo độ dẫn điện (Mettler Toledo switzeland) (Nhật Bản)

3.3 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

- Địa điểm: Phòng hóa sinh tại công ty TNHH mía đường Việt Nam – Đài Loan tại TT Vân Du, huyện Thạch

- Thời gian: 07/12/2013 – 30/5/2014

3.4 Nội dung nghiên cứu

3.4.1 Khảo sát quy trình sản xuất mía đường

3.4.2 Nghiên cứu công đoạn làm sạch trong công nghệ sản xuất đường tinh luyện và đường vàng

3.4.3 Đánh giá chất lượng của đường tinh luyện và đường vàng

3.5 Phương pháp nghiên cứu

3.5.1 Phuơng pháp bố trí thí nghiệm

3.5.1.1 Nghiên cứu quá trình làm sạch nước mía trong sản xuất đường vàng

a Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt lần 1

CT1: Trước khi đem lọc sử dụng gia nhiệt ở 650C

CT2: Trước khi đem lọc sử dụng gia nhiệt ở 750C

CT3: Trước khi đem lọc sử dụng gia nhiệt ở 850C

Mỗi mẫu gồm 100ml nước mía, lặp lại thí nghiệm ít nhất 3 lần Tiến hành quan sát màu sắc của nước mía sau khi lọc và đo độ brix nước mía để tìm ra nhiệt

độ thích hợp nhất cho quá trình làm sạch

b Xác định ảnh hưởng của chế độ cho vôi đến quá trình làm sạch nước mía

Sau tiến hành ở thí nghiệm a tìm được nhiệt độ tốt nhất, ta lấy thí nghiệm a

để thực hiện thí nghiệm b Bố trí thí nghiệm tương ứng với 3 công thức tỷ lệ

Ca(OH)2 và nhiệt độ vôi cho vào nước mía như sau:

- Ảnh hưởng của nhiệt độ gia vôi:

CT4: Khi nhiệt độ gia vôi ở 950C

CT5: Khi nhiệt độ gia vôi ở 1050C

CT6: Khi nhiệt độ gia vôi ở 1150C

- Ảnh hưởng của tỷ lệ vôi: Sau khi tìm ra nhiệt độ gia nhiệt lần 1 (ở thí nghiệm a)

và nhiệt độ gia vôi tiến hành xác định tỷ lệ gia vôi như sau:

c Xác định ảnh hưởng của pH và nhiệt độ gia nhiệt lần 2 đến chất lượng sản phẩm

Sau khi thực hiện được thí nghiệm a và thí nghiệm b ta lấy kết quả đó để tiếp tục thực hiện thí nghiệm c như sau:

Bố trí thí nghiệm tương ứng với công thức của pH và nhiệt độ như sau:

- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến gia nhiệt lần 2:

CT10: Khi nhiệt độ gia nhiệt lần 2 ở 950C

CT11: Khi nhiệt độ gia nhiệt lần 2 ở 1050C

CT12: Khi nhiệt độ gia nhiệt lần 2 ở 1150C

- Ảnh hưởng của pH đến gia nhiệt lần 2: Sau khi thực hiện được thí nghiệm

a, thí nghiệm b và thí nghiệm xác định gia nhiệt lần 2 ta lấy kết quả đó để tiếp tục thực hiện thí nghiệm xác định ảnh hưởng của pH như sau:

3.5.1.2 Nghiên cứu công đoạn làm sạch nước dịch nước đường trong sản xuất đường tinh luyện

a Xác định ảnh hưởng của chế độ gia vôi đến quá trình làm sạch

- Ảnh hưởng của nhiệt độ gia vôi đến dung dịch nước đường:

Bố trí thí nghiệm tương ứng của nhiệt độ gia vôi như sau:

CT16: Nhiệt độ gia vôi ở 700C

CT17: Nhiệt độ gia vôi ở 800C

CT18: Nhiệt độ gia vôi ở 900C

Mỗi mẫu nước đường gồm 100ml, lặp lại thí nghiệm ít nhất 3 lần Tiến hành

đánh giá quan sát màu sắc nước đường và đo độ bix, pH nước đường để tìm ra nhiệt

độ cho vôi tốt nhất

- Ảnh hưởng của pH gia vôi đến dung dịch nước đường:

Sau khi thực hiện thí nghiệm tìm nhiệt độ gia vôi, ta lấy kết quả đó để thực hiện thí nghiệm xác định pH gia vôi

Bố trí thí nghiệm tương ứng với công thức của pH như sau:

CT19: Điều chỉnh pH là vôi ở 7,5–8

CT20: Điều chỉnh pH là vôi ở 9–9,5

CT21: Điều chỉnh pH là vôi ở 10,5–11

CT22: Điều chỉnh pH là vôi ở 12

Mỗi mẫu nước đường gồm 100ml, lặp lại thí nghiệm ít nhất 3 lần Tiến hành

đánh giá quan sát màu sắc nước đường và đo độ bix để tìm ra tỷ lệ pH cho vôi tốt nhất

b Xác định ảnh hưởng của chế độ xông CO 2 đến chất lượng sản phẩm

Sau khi thực hiện xong thí nghiệm a ta lấy kết quả đó để thực hiện thí nghiệm b như sau

- Ảnh hưởng của nhiệt độ xông CO2: Bố trí thí nghiệm nhiệt độ xông CO2 như sau:

- Ảnh hưởng của tỷ lệ xông CO2 lần 1 đến quá trình làm sạch: Sau khi thực hiện thí nghiệm a và thí nghiệm xác định nhiệt độ xông CO2 ta lấy kết quả đó và tiến hành thí nghiệm tìm tỷ lệ xông CO2 lần 1 như sau:

đo thời gian lọc đi qua hệ thống tẩy màu resin để tìm ra tỷ lệ xông CO2 lần 1 tốt nhất

- Ảnh hưởng của tỷ lệ xông CO2 lần 2 quá trình làm sạch: Sau khi thực hiện thí nghiệm a, thí nghiệm xác định nhiệt độ xông CO2 và xác định tỷ lệ xông CO2 lần 1

ta tiến hành thí nghiệm tìm tỷ lệ xông CO2 lần 2 như sau:

Bố trí thí nghiệm tỷ lệ xông CO2 lần 2 như sau:

CT33: Lọc dịch nước đường không có bột trợ lọc

Mỗi mẫu gồm 100ml dung dịch nước đường, lặp lại thí nghiệm ít nhất 3 lần Tiến hành đánh giá quan sát màu sắc dịch sau lọc và theo dõi thời gian lọc để tìm ra chất lượng lọc tốt nhất

3.5.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nghiên cứu

3.5.2.1 Phương pháp đánh giá cảm quan

- Phương pháp đánh giá cảm quan đường tinh luyện: Theo phương pháp thử

mô tả theo TCVN 6960:2001 (phụ lục 2)

- Phương pháp đánh giá cảm quan đường vàng: Theo phương pháp thử mô tả

theo TCVN 6961:2001 (phụ lục 3)

3.5.2.2 Phương pháp thu thập thông tin

- Thu thập thông tin liên quan tới công ty (lịch sử phát triển, sản phẩm, thị trường tiêu thụ )

- Công nghệ sản xuất đường mía từ một số tài liệu tham khảo (sách, báo, kết quả nghiên cứu và ở các cơ sở sản xuất đường mía khác)

3.5.2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hóa lý

a Phân tích pH

Nguyên tắc: Sử dụng máy đo pH để xác định tính chất acid, kiềm hay trung tính

của dung dịch

b Đo Bx

Nguyên tắc: Xác định chất rắn hòa tan không bay hơi có trong dung dịch

nước mía (bao gồm đường và các tạp chất hòa tan) Dùng thìa gạt lấy dung dịch trong cần đo và đưa đi đo trên máy đo Bx sau đó ghi lại kết quả

Đơn vị: % (10

Bx=1%) Ví dụ nước mía có 140Bx có 14% chất khô hòa tan, 86% còn lại là nước

c Đo pol (độ đường)

- Kiểm nghiệm độ đường trong nước mía

Nguyên tắc: Sử dụng máy đo phân cực để xác định lượng đường tổng (gồm

saccharose, glucose, fructose) có trong nước mía

Tính độ đường theo công thức: Pol=

r

d

100 26

Trong đó: d là độ phân cực đo trên máy với ống đo 200mm

r trọng lượng riêng ứng theo độ Bx

- Kiểm nghiệm độ đường trong đường thành phẩm:

Nguyên tắc: Sử dụng máy đo độ đường để xác định hàm lượng đường saccharose

có trong đường thành phẩm

Cách tính: Độ pol= Pt [1+0,0003(t-20)] với Pt>960S

Pol= Pt+0,0015(Pt-80)(t-20) với Pt<960S

Trong đó: Pt là độ đường đo trên máy

t: Nhiệt độ dung dịch đường

d Độ màu

Nguyên tắc: Xác định các chất màu hấp thụ vào trong đường ảnh hưởng đến độ trắng

và độ sẫm của đường thành phẩm khi sử dụng máy đo độ hấp thụ ánh sáng U-2001

Cách tính: Độ màu = 1000

100

7202

420

R bx

AB

AB −

Trong đó: AB420: Độ hấp thụ đo được ở bước sóng 420

AB720: Độ hấp thụ đo được ở bước sóng 720

Bx: Số đo độ đường trong dung dịch

R: Tỷ trọng của dung dịch ứng với độ Bx

e Kiểm tra độ ẩm

Nguyên tắc: Xác định thành phần nước trong sản phẩm bằng phương pháp sấy đến

trọng lượng không đổi

Cách tính:

1

2 1

x G

G

G −

%

Trong đó: G1 là khối lượng đường ban đầu đem đi sấy

G2 là khối lượng đường sau khi sấy

g Kiểm tra độ tro

Nguyên tắc: Xác định chất vô cơ lơ lửng còn lại trong đường thành phẩm

trên máy đo độ dẫn điện

Nguyên tắc: Dùng máy lọc chân không để xác định các cặn bã, tạp chất còn

lại trong đường thành phẩm

So sánh mẫu vật trầm tích với mẫu tiêu bản

Trầm tích = ppm= (trọng lượng giấy lọc cặn – trọng lượng giấy lọc ban đầu)

÷ trọng lượng đường ban đầu

3.5.2.4 Phương pháp xử lý số liệu

- Xử lý trên phần mềm SPSS 16.0 và Microsoft Excel 2003

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Khảo sát quy trình sản xuất mía đường

4.1.1 Sơ đồ quy trình sản xuất

Sơ đồ 4.1 Quy trình sản xuất đường tại công ty TNHH mía đường Việt – Đài

4.1.2 Thuyết minh quy trình

4.1.2.1 Nguyên liệu

Mía là nguyên liệu quan trọng của ngành sản xuất đường trên thế giới và là nguồn nguyên liệu duy nhất để sản suất đường saccharose ở nước ta

Các giống mía công ty đang trồng

Các giống mía mới của công ty: Đài Ưu 2; Liễu Thành; QD86; QD94; Quế

Đường; ROC22; Viên Lâm 6

Các giống mía công ty đã trồng: F134; F156; K84–200; MY5514; QD11; QD93; ROC10; ROC16; Việt Đường

Công ty đã thành lập các trạm nông vụ đặt ở trung tâm các huyện thị nhằm thực hiện các công việc: Lập kế hoạch sản xuất, thu hoạch mía, phổ biến kỹ thuật trồng, chăm sóc mía cho các hộ trồng mía ứng dụng vào sản xuất Trước thu hoạch phụ trách về vấn đề nguyên liệu là phòng nông vụ của công ty, cán bộ nông vụ của công ty cùng với các hộ trồng mía sản xuất và chăm sóc mía Mía thu hoạch phải theo đúng yêu cầu quy định của công ty Mía phải chặt sát mặt đất, loại bỏ tạp chất

ở từng cây và loại các tạp chất như:

- Phần ngọn cách đỉnh sinh trưởng từ 30–35cm không đủ 130Bx, mía măng

- Lá mía, ngọn mía, hoa và rễ mía, cỏ, bùn đất và các tạp chất khác

- Thân mía khô, thối, gốc chết khô, thân mía bị mắc sâu bệnh được xác định qua vết chặt hoặc bị chuột phá hoại

- Mía không được chặt quá ngắn, chỉ khi mía dài quá thùng xe mới được phép chặt đôi cây mía

- Bó mía phải sử dụng dây bó của công ty cho phép như lạt tre, lạt nứa, dây cói, dây đay… nghiêm cấm sử dụng dây sắt, nilon, ngọn lá mía hoặc dây khác mà công ty không cho phép

Mía sau khi thu hoạch xong trên ruộng được xe vận chuyển của công ty tới tận ruộng để vận chuyển đến bãi tập kết mía của công ty Mía thu hoạch theo kế hoạch của công ty, những ruộng mía trồng giống chín sớm sẽ được công ty thu mua sớm Phòng nông vụ có nhiệm vụ chỉ đạo cho các hộ nông dân thu hoạch mía chỉ đủ với năng suất ép của nhà máy Tránh tình trạng mía được thu hoạch ồ ạt không có nơi để và làm giảm chất lượng đường trong mía

Sau khi mía được vận chuyển tới bãi tập kết mía của công ty được tiến hành sản xuất ngay không để thời gian bảo quản mía quá dài ảnh hưởng đến chất lượng mía cây cũng như chất lượng đường

Nhiệm vụ của sản xuất đường là lấy được nhiều đường trong cây mía Để làm tốt công việc chế biến đường, cần cung cấp đầy đủ nguyên liệu mía có chất lượng tốt để nhà máy đường xử lý trong phạm vi thích hợp nhất, giảm giá thành, tiêu hao ít, thu hồi cao, có được nhiều đường và chất lượng tốt đạt hiệu quả kinh tế cao Do đó, làm tốt công tác quản lý nguyên liệu mía là một mắt xích quan trọng

đảm bảo sản xuất tiến hành thuận lợi và coi công tác đó là nhiệm vụ quan trọng nhất

của sản xuất Nội dung của công tác quản lý mía là cần tìm hiểu và nắm vững tình hình phân bố vùng nguyên liệu, giống mía, số lượng và thời gian chín của mía, đặc

điểm công tác nông nghiệp vùng mía và tình hình sắp xếp lực lượng lao động, lực

lượng vận chuyển mía, thời vụ ép và thời gian mía chín Cuối cùng, khảo sát lượng mía chọn thời điểm để bắt đầu vụ ép

Thực hiện các biện pháp quản lý kỹ thuật đối với nguyên liệu mía nhằm để tận thu đường và giảm giá thành Các biện pháp quản lý kỹ thuật đối với nguyên liệu mía gồm:

- Bố trí thời gian ép mía hợp lý: Tuỳ theo giống mía, thời kỳ chín, tổng sản

lượng mía, năng suất thiết bị mà chọn thời gian ép sao cho đúng thời kỳ mía có trữ lượng đường cao nhất để thu hồi lượng đường lớn nhất

- Mía chín được thu hoạch, thu hoạch xong vận chuyển ngay đưa vào ép ngay

- Mía đưa vào ép phải bảo đảm tỷ lệ tạp chất không vượt quá mức cho phép

Tạp chất trong nguyên liệu mía có ảnh hưởng không tốt tới quá trình sản xuất

đường, bởi vì:

- Tạp chất không có đường nhưng khi ép lại đi vào máy ép cùng với mía làm tăng trọng tải máy ép và lại hút đi một lượng nước mía nên làm giảm hiêụ suất thu hồi đường

- Trong tạp chất có nhiều vi sinh vật và nhiều chất phi đường nên làm giảm

độ tinh khiết của nước mía Theo kinh nghiệm, người ta thấy rằng khi tạp chất tăng

lên 1% thì độ tinh khiết nước mía giảm 0,32% ; hiệu suất thu hồi giảm 0,2%

- Tăng chi phí vận tải

4.1.2.2 Xử lý nguyên liệu

a Mục đích

Băm, xé nhỏ mía để tạo điều kiện cho quá trình ép dễ dàng hơn, nâng cao năng suất

và hiệu suất ép

b Cơ sở khoa học

Mía sau khi được đưa đến bãi mía của nhà máy sẽ sử dụng các phương tiện khác nhau đưa mía vào máy ép để phục vụ sản xuất Đối với các nhà máy lớn, việc vận chuyển và cấp mía cho máy ép có tầm quan trọng đặc biệt, vì nó góp phần làm giảm tổn hao đường trong mía, bảo đảm cho sản xuất liên tục, giữ vững công suất nhà máy, nâng cao hiệu suất ép và tổng lượng thu hồi đường

c Quá trình xử lý nguyên liệu

Đối với công ty mía đường Việt Nam – Đài Loan mía từ ruộng sẽ được vận

chuyển bằng xe tải đến bãi tập kết mía Việc tiếp nhận mía được thực hiện tại bàn cân của nhà máy Tại đây mía được xác định trọng lượng và đánh giá chất lượng thông qua việc rút mẫu đại diện Sau đó xe tải mía được đưa đến các bàn lật để thực hiện công tác bốc dỡ mía Trong điều kiện mía về bãi không đủ cho công suất ép của nhà máy thì được dỡ xuống bãi sau đó sử dụng cần cẩu hoặc máy cạp mía vận chuyển vào băng tải mía

Để không gây trở ngại cho việc tiếp tế mía cho các băng tải chính chuyển

mía vào máy ép cần có băng tải cạnh Mía được đổ xuống băng tải cạnh và chuyển xuống băng tải chính dần dần Băng tải cạnh thêm thuận lợi khi có đặt thêm máy gạt bằng điều chỉnh mía, máy này giúp mía xuống băng tải đều đặn tránh không cho các

bó mía lớn rơi xuống làm nghẽn dao chặt

Việc vận chuyển mía từ bãi mía đến các máy ép được băng tải mía chính

đều và tiếp tục được đưa tới 2 dao băm Việc xử lý mía được thực hiện nhờ 2 dao

băm (chặt) được đặt trên băng tải chính Máy băm cây mía thành những mảnh nhỏ, phá vỡ các tế bào mía, san mía thành lớp dày ổn định trên băng, nâng cao mật độ mía trên băng từ 125–150 kg/m3 Cả 2 dao băm được nối trực tiếp với turbin hơi nước

1500 Hp Tại dao băm số 1 mía nguyên cây được băm thành các khúc nhỏ Đến dao

băm thứ 2, mía được băm thành các mảnh nhỏ và vụn ngoài ra dao băm thứ 2 còn băm nốt lớp mía dưới cùng mà dao băm thứ nhất còn bỏ sót lại

Vì vậy, khi lắp máy băm để xử lý mía, có những tác dụng chính như sau:

- Nâng cao năng suất ép, do san mía thành lớp dày đồng đều, mía dễ được kéo vào máy ép không bị trượt, nghẹn

- Nâng cao hiệu suất ép, do vỏ cứng đã được xẻ nhỏ, tế bào mía bị phá vỡ, lực ép được phân bố đều trên mọi điểm nên máy ép làm việc ổn định và luôn đầy tải, nước mía chảy ra dễ dàng

Mía sau khi qua máy xé còn rất lộn xộn Để mía nguyên liệu có thể chuyển vào máy xé dễ dàng thì người ta sử dụng máy đá mía Máy đá mía được lắp đặt ngay cuối băng tải chính trước khi mía vào máy xé và đến băng tải lên cao chuyển vào các máy ép

d Các thiết bị trong quá trình xử lý nguyên liệu

- San bằng mía: Được gắn trên băng tải ngang nhằm để gạt mía thành lớp

đều trước khi vào băm Các cánh quạt cấu tạo hình xoắn ốc (phụ lục 1)

Các thông số kỹ thuật: Đường kính làm việc: 1200mm

Chiều dài làm việc: 1530mm

Vận tốc góc: 36 vòng/phút

Động cơ kéo: P=11kW, n=45 vòng/phút

- Băng tải cạnh là băng tải rộng và ngắn, hình chữ nhật hay gần hình vuông, hoạt động nhờ một mô tơ độc lập Mặt phẳng trên của nó nằm cao hơn 2 mét và vuông góc so với băng tải chính

- Máy băm 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 Trên mỗi đĩa, lưỡi dao được lắp đối nhau và cân bằng trọng lượng Khoảng cách giữa các lưỡi dao kề nhau thường là 50 mm Tuy vậy, cũng có một vài nơi giảm xuống tới dưới 30 mm Máy xé được nối với turbin hơi nước công suất 4300 Hp

- Dao băm: 2 dao băm (chặt) được đặt trên băng tải chính Máy băm cây mía thành những mảnh nhỏ, phá vỡ các tế bào mía, san mía thành lớp dày ổn định trên băng, nâng cao mật độ mía trên băng từ 125–150 kg/m3 Cả 2 dao băm được nối trực tiếp với turbin hơi nước 1500 Hp (phụ lục 1)

+ Dao băm 1: Được bố trí theo từng cặp đối xứng, các loại lưỡi dao được gắn trên giá liền trục quay

Các thông số kỹ thuật:

Công suất làm việc: 225kW

Áp suất hơi nước vào: 18–21atm

Nhiệt độ hơi nước: 3250C

Áp suất hơi sau khi ra khỏi tuabin: 2,25 bar (=2,25atm)

Tiêu thụ hơi nước (hơi quá nhiệt) ở công suất 225kW: 3800 kg/giờ

4.1.2.3 Công đoạn ép mía

a Mục đích của quá trình ép

Nhằm lấy kiệt lượng đường trong mía Để nâng cao hiệu suất thu hồi, có thể kết hợp ép với thẩm thấu

b Cơ sở khoa học

Để lấy kiệt được hàm lượng đường trong mía cần phải ép kiệt mía Đây là

công đoạn quyết định cho việc công suất thực tế của nhà máy có đạt hiệu quả hay không và cũng là công đoạn cấp nguyên liệu cho lò hơi (bã mía), một phần nữa đây

là công đoạn mà kết quả thu hồi của quá trình sản xuất cũng nằm tại công đoạn này

đó chính là pol bã Quá trình xử lý mía trước khi ép có ảnh hưởng lớn đến năng suất

và hiệu suất ép mía

c Quá trình ép mía tại công ty

Hiện nay công ty đang sử dụng phương pháp ép kết hợp với phương pháp thẩm thấu