Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5630 tấn míangày ( full bản vẽ )

Miền Nam:15 nhà máy, tổng công suất 31,150TMN chiếm 37,5% 16. Nhận thấy, Quảng Nam là địa bàn có nhiều điều kiện thuận lợi về tự nhiên để trồng và phát triển cây mía, là vùng nguyên liệu tốt để xây dựng nhà máy tại đây. Thực tế thì trước đây cũng có nhà máy đường tại đây nhưng năm 2004 nhà máy đã bị phá sản, nhưng theo thực tế không phải do thiếu nguyên liệu mía mà do tổ chức bộ máy quản lí không chặt chẽ, có những ‘’hố đen’’ gây thất thoát và rút ruột mới dẫn đến tình trạng nhà máy thiếu vốn để hoạt động dẫn đến phá sản. Hiện tại thì ở Quảng Nam vẫn còn những vùng trồng mía để phục vụ cho các làng nghề làm mía thủ công (Làng đường Bảo An) và cung cấp mía cho dịch vụ giải khát. Do vậy, em quyết định chọn đề tài ‘’ Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 5630 tấn míangày’’ Nhà máy được xây dựng tại khu Công nghiệp Điện NamĐiện NgọcQuảng Nam.Với quy mô sản xuất trung bình thì em tin nhà máy sẽ xóa vết nhơ của ngành mía đường Quảng Nam, đồng thời khôi phục ngành làm đường nơi đây, thúc đẩy người dân trồng mía, mở rộng lại diện tích trồng mía canh tác, tận dụng các lợi thế tự nhiên để cây mía phát triển cũng như thúc đẩy sự phát triển của kinh tế địa phương.

LỜI MỞ ĐẦU

Những ghi chép lịch sử về mía cho biết cây mía được phát hiện từ năm 510trước Công nguyên Đến giữa thế kỉ XVI, người Ấn Độ khám phá ra cách tạo tinhthể đường từ cây mía.Và ở thời điểm đó đường được các nhà khám phá người Anhgọi là’’ vàng trắng’’ không chỉ bởi nó mang lại vị ngọt của mật ong mà không cầnmột con ong nào mà còn vì lợi nhuận khủng lồ mà nó mang lại [12]

Đến cuối thế kỉ XVIII, ngành sản xuất đường dần phát triển mạnh mẽ vàđược cơ giới hóa nhiều hơn Có thể nói, đường là nhân tố thúc đẩy sự phát triển củacác ngành công nghệ thực phẩm và các ngành công nghiệp khác

Việt Nam là quốc gia có truyền thống sản xuất đường mía từ lâu đời Cùngvới sự phát triển của ngành đường trên thế giới, thì ngành đường ở nước ta cũng dầnphát triển

Cùng với sự phát triển của xã hội, mức sống của con người ngày càng cao,nhu cầu sử dụng đường của con người cũng ngày càng tăng, đường từ sản xuất ởquy mô nhỏ đã mở rộng thành quy mô công nghiệp và dần giữ một vị trí quan trọngtrong công nghiệp thế giới Nhu cầu về đường không chỉ đáp ứng thị hiếu của ngườitiêu dùng về mà còn có giá trị dinh dưỡng và một số mục đích khác (cung cấpvitamin, kháng sinh, mức tiêu dung đường theo nhu cầu sinh học đối với cơ thểngười là 12g/kg thể trọng/ngày…) [12]

Năm 2015 thuế xuất-nhập khẩu đường là 0% (Hiệp định khu vực mậu dịch

tự do ASEAN-AFTA có hiệu lực) Vì vậy việc cần làm nhất của các doanh nghiệpngành mía đường là đổi mới công nghệ, hạ giá thành sản xuất đầu tư vùng nguyênliệu để có được mía chất lượng, năng suất cao, từ đó hạ giá thành từ khâu trồng trọtđến khâu sản xuất Đó chính là mục tiêu thúc đẩy sự vươn mình mạnh mẽ hơn nữacủa ngành mía đường để cạnh tranh với các sản phẩm đường nhập vào và với thịtrường đường thế giới [12]

Hiện nay cả nước ta có 40 nhà máy đường phân bố dọc theo khắp các tỉnhthành theo các khu vực như sau:

Miền Bắc: 13 nhà máy, tổng công suất 27,350 TMN, chiếm 33%

Miền Trung và Tây Nguyên:16 nhà máy, tổng công suất 24,450 TMN, chiếm29,5%.

Miền Nam:15 nhà máy, tổng công suất 31,150TMN chiếm 37,5% [16].Nhận thấy, Quảng Nam là địa bàn có nhiều điều kiện thuận lợi về tự nhiên đểtrồng và phát triển cây mía, là vùng nguyên liệu tốt để xây dựng nhà máy tại đây.Thực tế thì trước đây cũng có nhà máy đường tại đây nhưng năm 2004 nhà máy đã

bị phá sản, nhưng theo thực tế không phải do thiếu nguyên liệu mía mà do tổ chức

bộ máy quản lí không chặt chẽ, có những ‘’hố đen’’ gây thất thoát và rút ruột mớidẫn đến tình trạng nhà máy thiếu vốn để hoạt động dẫn đến phá sản Hiện tại thì ởQuảng Nam vẫn còn những vùng trồng mía để phục vụ cho các làng nghề làm míathủ công (Làng đường Bảo An) và cung cấp mía cho dịch vụ giải khát

Do vậy, em quyết định chọn đề tài ‘’ Thiết kế nhà máy sản xuất đường RSnăng suất 5630 tấn mía/ngày’’

Nhà máy được xây dựng tại khu Công nghiệp Điện Nam-Điện Ngọc-QuảngNam.Với quy mô sản xuất trung bình thì em tin nhà máy sẽ xóa vết nhơ của ngànhmía đường Quảng Nam, đồng thời khôi phục ngành làm đường nơi đây, thúc đẩyngười dân trồng mía, mở rộng lại diện tích trồng mía canh tác, tận dụng các lợi thế

tự nhiên để cây mía phát triển cũng như thúc đẩy sự phát triển của kinh tế địaphương

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT

Đối với việc thiết kế một nhà máy, điều kiện tiên quyết ban đầu là chọn đượcđịa điểm để xây dựng nhà máy, vì nó quyết định sự sống còn của nhà máy Đặc biệtđối với nhà máy sản xuất đường thì tìm được địa điểm phù hợp là rất quan trọng Vìvậy, tôi chọn đặt nhà máy ở miền Trung, cụ thể là tại khu công nghiệp Điện Nam-Điện Ngọc, với mục đích lớn là giải quyết lao động cho tỉnh Quảng Nam cũng nhưcác tỉnh lân cận, cung cấp hàng hóa cho người tiêu dùng Muốn thiết lập được nhưvậy cần nghiên cứu các đặc điểm sau của khu công nghiệp

1.1 Đặc điểm thiên nhiên và vị trí xây dựng [17]

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

Khu công nghiệp Điện Nam-Điện Ngọc là địa điểm có nhiều điều kiện thuậnlợi để xây dựng nhà máy, địa hình tương đối bằng phẳng và cao ráo, đồng thời cónhiều yếu tố thuận lợi khác về nguồn cung cấp điện, nước, cơ sở hạ tầng, giaothông…

- Khu công nghiệp thuộc địa phận xã Điện Nam và xã Điện Ngọc, huyệnĐiện Bàn; nằm kề tỉnh lộ 607 nối Thành phố Đà Nẵng với phố cổ Hội An [Hình 1.1]

- Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 20km, cảng Tiên Sa 29km về phía Bắc;cách sân bay Chu Lai, cảng Kỳ Hà, khu lọc hóa dầu Dung Quất 100km

- Tổng diện tích quy hoạch 418 ha, giai đoạn I: 145 ha

Hình 1.1 Sơ đồ liên hệ vùng KCN Điện Nam – Điện Ngọc [14]

- Giao thông: Đường trục chính rộng 51m, dài 300 m; đường 15 m dài 5.000m; đường 10,5 m dài 4.300 m.

- Thông tin liên lạc: Có tổng đài 3.000 số giai đoạn I được phủ sóng toànquốc và quốc tế

- Hệ thống thanh toán tài chính, hải quan và các dịch vụ khác được thiết lậptrong KCN để phục vụ thanh toán tài chính toàn quốc, quốc tế và các dịch vụ phục

vụ tại chỗ

- Đặc điểm thiên nhiên của tỉnh Quảng Nam:

+ Hướng gió chính: Hướng gió chủ đạo ở Quảng Nam là hướng đông nam,vận tốc trung bình 3m/s

+ Nhiệt độ trung bình hàng năm 25,60C, trong đó tháng 6 và tháng 7 là nóngnhất có nhiệt độ 29 – 30oC, độ ẩm trung bình 82%

Việc xây dựng nhà máy phải phù hợp với hướng gió, bộ phận bụi khói, lòhơi, nhà vệ sinh cần bố trí theo hướng gió chính

1.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Quảng Nam có điều kiện khí hậu nhiệt đới điển hình với 2 mùa là mùa khô

và mùa mưa rõ rệt, nhiệt độ trung bình năm ít biến động, ít chịu ảnh hưởng bởi cácđợt không khí lạnh của miền Bắc.Với diện tích 1.040.6 nghìn ha, tỉnh Quảng Nam

có 9 loại đất khác nhau và quan trọng nhất là đất phù sa hạ lưu các con sông, làvùng đất cực kì thuận lợi để trồng và phát triển cây mía

Mía sẽ được thu mua ở các vùng nguyên liệu chính ở Xã Nông Sơn, xã HòaBắc-Hòa Vang (vì điều kiện thổ nhưỡng ở đây chỉ phù hợp để trồng cây mía), vàcác huyện lân cận như Phú Ninh, Hiệp Đức, Duy Xuyên sẽ đảm bảo cung cấp đượcnguyên liệu cho nhà máy hoạt động

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

1.3 Giao thông vận tải

Giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi, nằm kề tỉnh lộ 607 nối thànhphố Đà Nẵng với phố cổ Hội An Đây là điều kiện rất thuận lợi để vận chuyểnnguyên 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 Cẩm Lệ, nhà máy nước cầu đỏ, hệthống nước ngầm Ta cần phải xử lý trước khi đưa vào sản xuất tuỳ theo mục đích

sử dụng Nước trong sản xuất có các dạng sau:

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

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

Yêu cầu đặt ra cho vấn đề thoát nước của nhà máy chế biến thực phẩm rất cấpbách Trong KCN có nhà máy nước công suất 5.000 m3/ngày đêm cung cấp cho cácnhà máy Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải cũng được thiết kế khá hoànchỉnh

1.5 Xử lí nước thải

Ô nhiễm môi trường đang là mối lo lắng của toàn xã hội Vì là nhà máy cónước thải chứa nhiều chất hữu cơ nên phải đặt công tác xử lý nước thải là một trongnhững mối quan tâm hàng đầu, để góp phần làm cho môi trường trong xanh, sạchđẹp Nước thải của nhà máy phải tập trung lại và xử lý trước khi xả ra sông theođường cống riêng Trong quá trình xử lý, rác rưởi đem đi xử lý định kỳ Còn bùnlắng được đem ủ yếm 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 điệntiêu thụ rất lớn

Sử dụng từ hệ thống lưới điện quốc gia 500KV truyền tải về nhà máy bằngđường dây 110KV Tại chân nhà máy có Trạm biến áp 40 MVA (110/22), mạngđiện 22 KV trong nhà 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 lòhơi riêng của nhà máy Trong quá trình sản xuất để tiết kiệm hơi ta lấy hơi thứ từcác 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 vốnđầu tư, tăng hiệu suất tổng thu hồi nhà máy dùng bã mía làm nhiên liệu đốt lò hơi.Thời kì không có bã mía dùng nhiên liệu khác như dầu FO, củi đốt Còn để bôi trơncho các thiết bị khác ta dùng dầu bôi trơn Dầu FO, dầu bôi trơn, xăng dầu cho cácphương tiện vận chuyển được đặt mua tại các công ty xăng dầu địa phương gần nhàmáy

1.9 Nguồn nhân lực

Đội ngũ kĩ sư sẽ được tuyển chọn từ trường các kĩ sư tương lai của ngànhCông Nghệ Thực Phẩm-Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, từ trường Cao ĐẳngLương Thực –Thực Phẩm, lực lượng nòng cốt sẽ được đào tạo chuyên sâu hơn và

có thể áp dụng chính sách thu hút nhân tài với những đãi ngộ để thu hút nhân lực vàđược lấy từ các trường Đại học khác của TP Đà Nẵng và Đại học Quảng Nam Độingũ công nhân phổ thông sẽ giúp giải quyết vấn đề việc làm cho người dân nơi đây

và các tỉnh lân cận

1.10 Thị trường tiêu thụ sản phẩm

Khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc là khu công nghiệp lớn, có hệthống đường xá mở rộng, giao thông thuận lợi cho vận chuyển nguyên liệu, hànghóa dễ dàng

Nhà máy sản xuất đường sẽ giải quyết được nhu cầu tiêu thụ và sử dụngđường làm nguyên liệu cho các ngành sản xuất khác như bánh kẹo, các loại bánhtruyển thống, nước giải khát…cũng như nhu cầu tiêu thụ hàng ngày của người dântrong vùng và vùng lân cận

Khu công nghiệp nằm ở vị trí cầu nối giữa 2 phố thị là Trung tâm thành phố

Đà Nẵng và Thành phố Hội An, sẽ là 2 thị trường tiêu thụ lớn

1.11 Hợp tác hóa

Việc hợp tác hóa giữa các nhà máy sản xuất khác tại KCN Điện Nam – ĐiệnNgọc với các nhà máy ở trong KCN cũng như 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 chungnhững công trình giao thông vận tải, cung cấp điện, nước…

Ngoài ra, liên hợp hóa còn có tác dụng nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng caohiệu quả sử dụng 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 khu côngnghiệp Điện Nam – Điện Ngọc, Quảng Nam là hoàn toàn khả thi Qua đó tạo công

ăn việc làm cho công nhân giải quyết vấn đề lao động dư thừa, nâng cao đời sốngnhân dân, đồng thời góp phần phát triển kinh tế khu vực miền trung nói riêng cũngnhư cả nước nói chung

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Một số danh từ thường dùng trong nhà máy đường [3]

1 Đường khử (Reducing sugar RS): Tức là đường không thể kết tinh như

glucoza, fructoza…cho biết mức độ chuyển hóa của mật chè Đường khử càng caothì nguyên liệu càng xấu, khó kết, kết lâu, hạt nhỏ, vì đường khử cao làm mật dẻo,đối lưu và kết tinh kém Khi cây mía còn non tỉ lệ RS cao và mía càng già tỉ lệ RScàng giảm Thường khi mía chín, tỉ lệ RS chỉ còn trên dưới 1% [3, tr6]

2 Đường thô: là một loại đường saccaroza được dùng làm nguyên liệu để

sản xuất đường tinh luyện Chất lượng đường thô phụ thuộc vào tình hình nguyênliệu mía, trình độ kỹ thuật của mỗi nước [3, tr7]

3 Đường RE (Refined sugar extra): Là đường tinh luyện, là đường

saccaroza được tinh chế và kết tinh, là sản phẩm đường cao cấp, được sản xuất trựctiếp từ mía, từ đường thô hoặc từ các nguyên liệu khác Đường tinh luyện đượcdùng làm nguyên liệu cho các sản phẩm cao cấp của Công nghệ thực phẩm [3, tr7]

4 Đường RS (Refined sugar, white sugar): Đường trắng, đường trắng đồn

điền hay đường trắng trực tiếp Phần lớn các nhà máy đường hiện đại của nước tasản xuất các loại đường này như: Lam Sơn, Quảng Ngãi, Bình Định…

Một số hình ảnh sản phẩm đường RS của một số nhà máy đường [3, tr9]

Hình 2.1 Hình ảnh các sản phẩm đường kính trắng RS lưu hành trên thị

trường

3.2 Tổng quan về cây mía

2.2.1 Thành phần hóa học chính của mía [3, tr12]

Thành phần hóa học của cây mía thay đổi tùy thuộc theo điều kiện đất đai,phương pháp canh tác và giống mía…v…v

Thành phần hóa học chính của cây mía gồm:

Trong đó: Nước chiếm khoảng 70 – 75%, đường khử chiếm 0,3 – 2%, hàm lượng xơ chiếm 9 – 14%, các chất phi đường khác chiếm 1 – 3%, sacaroza chiếm 10– 16%

2.2.2 Đường sacaroza

Là thành phần quan trọng nhất của mía, là sản phẩm của ngành công nghiệp sản xuất đường, là một disaccarit có công thức C12H22O11 Trọng lượng phân tử của sacaroza là 342,3 đvC

Sacaroza được cấu tạo từ hai đường đơn là α, d – glucoza và β, d – fructoza Công thức của sacaroza được biểu diễn như sau:

Sacaroza có tính ức chế rất mạnh trong việc tổng hợp vitamin B1 trong cơ thể Dùng đường quá nhiều không có lợi, nhất là đối với người lao động nặng, vì nếu bổ sung vitamin B1 không đủ khi chuyển hóa gluxit sinh ứa lactac dễ tăng mệt mỏi Ngoài ra nếu ăn nhiều đường thì lượng máu trong đường tăng đột ngột đến 200– 400 mg% (giới hạn là 80 – 120 mg%) tế bào tủy sẽ không tạo đủ lượng insulin để chuyển hóa đường glucoza thành glucogen dự trữ ở gan và cơ, thận sẽ làm việc quá tải và đường sẽ theo nước giải ra ngoài.

2.2.2.1 Tính chất lý học của sacaroza

Sacaroza tinh khiết tồn tại ở dạng tinh thể, trong suốt, không màu, khối lượng riêng là 1,5879g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 186–1880C, khối lượng phân tử là 342,3 đvC

Độ hòa tan:

+ Đường rất dễ tan trong nước và độ hòa tan tăng khi nhiệt độ tăng

+ Phụ thuộc vào các chất không đường có trong dung dịch đường

+ Không tan trong dầu hỏa, clorofom, CCl4, CS2, benzen, tecpen, ancol và glixerin khan Trong dung dịch ancol có nước, đường sacaroza hòa tan ít Đường sacaroza còn hòa tan giới hạn trong anilin, piridin, etyl axetat, amyl axetat, phenol

Bảng 2.1 Độ hòa tan của đường sacaroza trong nước [3, tr14]

Nhiệt độ, 0C Độ hòa tan

g sacaroza/100g nước Nhiệt độ,

Độ nhớt: Độ nhớt của dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ và

giảm theo chiều tăng nhiệt độ

Bảng 2.2 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ đến độ nhớt dung dịch đường

Độ ngọt: Nếu lấy độ ngọt của đường sacaroza là 100 để so sánh thì: lactoza

(16), maltoza (32), glucoza (74), fructoza (173)

Tính chất khúc xạ của dung dịch đường: Nồng độ dung dịch đường càng

lớn thì chiết xuất càng lớn Lợi dụng tính chất này người ta chế tạo ra dụng cụ để đonồng độ chất khô trong dung dịch đường có tên là chiết quang kế hay khúc xạ kế

Tính chất quay cực của đường sacaroza: Dung dịch đường có tính quay

phải, độ quay cực riêng rất ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ Do đó rất thuậntiện cho việc xác định đường bằng phương pháp phân cực Trị số quay cực trungbình là +66,50

[ ]20

D

α = 66,469 + 0,00870×C – 0,000235×C2 (C: nồng độ của sacaroza trong 100ml)

Nhiệt dung riêng (C): NDR trung bình của sacaroza từ 22 – 510C là 0,3019

C = 4,18× (0,2387 + 0,00173×t) [kJ/kg độ]

2.2.1.2 Tính chất hóa học của đường sacaroza

Tác dụng của axit: Dưới tác dụng của axit, sacaroza bị thủy phân thành

glucoza và fructoza theo phản ứng:

Tác dụng của kiềm:

+ Phân tử đường sacaroza không có nhóm hydroxyl glucozit nên không có

tính khử Khi tác dụng với kiềm hoặc kiềm thổ, sacaroza sẽ tạo thành sacarat Trongsacarat, hydro của nhóm hydroxyl được thay thế bởi kim loại Như vậy trong môitrường này, có thể coi sacaroza như một axit yếu Phản ứng tạo thành sacarat phụthuộc vào: nồng độ của dung dịch, lượng kiềm sử dụng và lượng sacaroza

+ Trong dung dịch đậm đặc và dư kiềm, sacaroza sẽ tạo nhiều sacarat:

C12H22O11 + NaOH HOH + NaC12H21O11

+ Khi tác dụng với vôi, ta sẽ thu được các phức sacarat như sau:

C12H22O11.CaO.H2O: monocanxi sacarat

C12H22O11.2CaO.2H2O: dicanxi sacarat

C12H22O11.3CaO.3H2O: tricanxi sacarat+ Hai dạng monocanxi sacarat và dicanxi sacarat dễ hòa tan trong nước trongkhi đó dạng tricanxi sacarat rất ít hòa tan trong nước nên phản ứng tạo thànhtricanxi sacarat được ứng dụng để lấy đường sacaroza ra khỏi rỉ đường của củ cảiđường

+ Trong môi trường kiềm ở nhiệt độ cao hoặc nếu kiềm đậm đặc thì khôngcần nhiệt độ cao, sacaroza bị phân hủy thành glucoza, fructoza, lactoza, axit hữu cơ

và các tạp chất có màu vàng, vàng nâu Môi trường có pH càng lớn thì đườngsacaroza bị phân hủy càng nhiều Ở nhiệt độ sôi (trong một giờ) và pH = 8 – 9,sacaroza chỉ bị phân hủy 0,5% Nếu cũng ở nhiệt độ trên nhưng với pH = 12 thì sựphân hủy đó tăng 0,5%

Phản ứng tạo caramen:

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao (160 – 180), sacaroza mất nước tạo thànhcaramen còn gọi là đường mất nước có màu từ vàng đến đen Tùy theo nhiệt độkhác nhau cho các loại caramen khác nhau; đường mất 10% nước gọi làcaramenlan; mất 15% nước gọi là caramenlen; mất 25% nước gọi là caramenlin,cuối cùng sẽ tạo thành humin (C12H8O4)n Phản ứng tạo caramen làm tăng độ màucủa dung dịch đường non, đường thành phẩm và màu này khi bị tinh thể đường hấpphụ thì khó tách ra khỏi.

Phản ứng chuyển hóa và oxy hóa bới enzym:

+ Dưới tác dụng của enzym invertaza, đường sacaroza sẽ chuyển thànhglucoza và fructoza

+ Dưới tác dụng một phức hệ enzym của vi sinh vật mà đặc biệt là nấm men,glucoza và fructoza sẽ bị oxy hóa khử thành các sản phẩm khác nhau như rượu, axitacetic, axit lactic,

2.2.3 Các chất không đường

Trong ngành đường, người ta gọi tất cả những chất có trong nước mía trừsacaroza là những chất không đường, kể cả glucoza và fructoza Các chất khôngđường trong nước mía có thể chia như sau:

+ Chất không đường không chứa nitơ

+ Chất không đường chứa nitơ

+ Chất màu

+ Chất không đường vô cơ

2.3 Cơ sở lý thuyết của quá trình làm sạch [3, tr42]

2.3.1 Tác dụng của pH

Nước mía hỗn hợp có pH = 5 – 5,5 Trong quá trình làm sạch, sự biến dổicủa pH có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất làm sạch Việc thay đổi pH có tác dụng:ngưng kết các chất keo, làm chuyển hóa và phân hủy đường sacaroza, làm phân hủyđường khử, tách các loại chất không đường

2.3.2 Tác dụng của nhiệt độ

Khống chế tốt nhiệt độ sẽ có tác dụng: loại bớt khí trong nước, thúc đẩy cácphản ứng hóa học, diệt trùng, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật, giảm tỷ trọngnước mía, ngưng tụ chất keo, tăng nhanh tốc độ lắng

2.3.3 Tác dụng của chất điện ly

2.3.3.1 Vôi

- Trung hòa các axit hữu cơ và vô cơ

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

- Làm trơ phản ứng axit của NMHH ngăn ngừa sự chuyển hóa đường

- Kết tủa và ngưng tụ các chất không đường

- Phân hủy một số chất không đường, đặc biệt đường chuyển hóa amit

- Tạo kết tủa kéo theo những chất lơ lửng, chất không đường khác lắng theo

- Sát trùng nước mía

2.3.3.2 SO 2

- Tạo kết tủa CaSO3 có tính hấp phụ

- Làm giảm độ kiềm, độ nhớt của dung dịch

- Tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu

- Làm cho CaSO3 kết tủa tạo thành chất tan

2.4 Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh đường

Nguyên lý chung của quá trình nấu đường là sử dụng nguồn nhiệt từ hơi thứcủa hiệu cô đặc một và một phần hơi đốt thông qua các nồi nấu đường ở chế độchân không tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến độ quá bão hoà để thực hiệnquá trình kết tinh đường nhằm tạo ra sản phẩm cần thu nhận là các tinh thể đường

Quá trình kết tinh được chia thành hai giai đoạn [3, tr69]

 Sự tạo mầm tinh thể: Khi đường hoà tan trong nước tạo thành dumg dịchđường, các phân tử đường phân bố đều trong không gian của phân tử nước vàchuyển đông hổn độn không ngừng tạo thành một dung dịch đồng nhất Ở một nhiệt

độ nhất định khi dung dịch đạt tới trạng thái quá bão hoà thì các phân tử đường sẽđiền đầy ổn định vào khắp không gian của phân tử nước kết hợp với các phân tửnước tạo thành trạng thái cân bằng Khi số lượng phân tử đường tăng lên vượt quá

số lượng phân tử đường ở trạng thái bão hoà tạo thành trạng thái quá bão hoà thì sựcân bằng bị phá vỡ Khi nồng độ dung dịch đường đạt tới trạng thái quá bão hoàkhởi tinh, lúc này các phân tử đường xích lại gần nhau, cơ hội va chạm tăng lên vậntốc chuyển động giảm xuống, đến khi lực hút giữa các phân tử lớn hơn lực đẩy thìmột số phân tử đường kết hợp với nhau tạo thành tinh thể kết tinh rất nhỏ tách khỏidung dịch Tinh thể mới xuất hiện gọi là mầm tinh thể

 Sự lớn lên của mầm tinh thể: Khi nhân tinh thể xuất hiện mà dungdịch đường vẫn ở trạng thái quá bão hoà thấp thì những phân tử đường ở gần mầmtinh thể không ngừng bị bề mặt tinh thể hút vào lắng chìm vào bề mặt tinh thể làmcho tinh thể lớn dần lên Khi đó do số lượng phân tử đường dư ở gần bề mặt tinh thểgiảm xuống nhưng số lượng phân tử đường ở xa mầm tinh thể vẫn còn cao làm xuấthiện hai vùng nồng độ

+ Khu vực nồng độ thấp là lớp dung dịch không chuyển động xung quanh bềmặt tinh thể có bề dày d, có nồng độ C0 Đó là dung dịch bão hoà hoặc chưa quá bãohoà

+ Khu vục có nồng độ cao là lớp dung dịch cách bề mặt tinh thể một khoảngcách d, có nông độ C Đó là dung dịch quá bão hoà Do chênh lệch nồng độ C > C0

nên các phân tử đường không ngừng được khuếch tán từ lớp dung dịch có nồng độ

cao sang lớp dung dịch có nồng độ thấp đến bề mặt tinh thể làm cho tinh thể lớnlên Khi đó dung dịch sát bề mặt tinh thể có nồng độ C0 và quá trình cứ tiếp tục nhưvậy làm cho tinh thể không ngừng lớn lên.

2.5 Cơ sở của chế độ nấu đường [3, tr76]

Dựa vào độ tinh khiết của mật chè sau công đoạn làm sạch Theo lý thuyếtnếu AP <80% thì nấu hai hệ, AP > 80% thì nấu ba hệ, AP > 85% thì nấu bốn hệhoặc ba hệ rưỡi

Dựa vào yêu cầu chất lượng của sản phẩm Nếu yêu cầu chất lượng thànhphẩm cao thì nấu đường non có chất lượng cao

Dựa vào tình độ thao tác của công nhân và tình hình thiết bị của nhà máy.Nếu tình độ công nhân cao, thiết bị tốt thì có thể nấu nhiều hệ

Các giai đoạn của quá tình nấu đường là: cô đặc đầu, tạo mầm tinh thể, nuôitinh thể và cô đặc cuối

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Chọn phương pháp sản xuất:

Chọn phương pháp công nghệ tối ưu nhất là một trong những bước quantrọng được đặt lên hàng đầu, để giải quyết được hai vấn đề

 Phù hợp với điều kiện thực tế sản xuất

 Cho được chất lượng sản phẩm tốt

Ngày nay, công nghệ sản xuất mía đường đã có nhiều phương pháp sản xuấtkhác nhau nhằm đáp ứng được các yêu cầu sản xuất khác nhau cho từng loại sảnphẩm với chất lượng được cải tiến và dần hoàn chỉnh Vậy, dưới những phân tích cụthể sau 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

dập cây mía nhằm phá vỡ các tế bào

và giải phóng nước mía

Ngâm mía vào nước hoặc dung dịch

có nồng độ đường thấp hơn nồng độ đường của mía, do sự chênh lệch nồng độ đường được khuếch tán từ mía ra dung dịch

Ưu điểm

 Đơn giản, dễ thao tác

 Nước mía thu được không bị

loãng nên tiết kiệm hơi cho quá trình

cô đặc, rút ngắn thời gian bốc hơi

 Hiệu suất lấy nước mía cao, đạt 98-99%

 Tiêu hao năng lượng cho hệ khuếch tán ít hơn máy ép

 Vốn đầu tư thấp hơn

 Tiết kiệm lao động, điện, nhiệt

Nhược

điểm

 Hệ thống máy ép cồng kềnh, tốn

nhiều năng lượng để vận hành, chi

phí bảo dưỡng và thay thế phụ tùng

cao

 Hiệu suất ép thấp, chỉ đạt tối da

 Tốn nhiên liệu cho quá trình bốc hơi

 Tăng nồng độ chất không đường trong nước mía hỗn hợp, do đó tăng tổn thất đường trong mật cuối

 Vốn đầu tư cao

 Tổng hiệu suất thu hồi đường thấp

Kết luận: Trong hai phương pháp trên thì phương pháp khuếch tán có nhiều ưu điểm nổi trội hơn, nhưng trong điều kiện các nhà máy đường ở nước ta hiện nay thì phương pháp ép phù hợp hơn do dễ vận hành, phù hợp với trình độ công nhân Vì vậy, em chọn phương pháp ép để lấy nước mía

3.1.2 Công đoạn làm sạch nước mía:

 Hiệu suất thu hồi cao

 Đường bảo quản được lâu, ít biến màu

 Tiêu hao ít hóa chất hơn

 Thiết bị tương đối đơn giản

 Dễ vận hành, vốn đầu tưthấp

 Cho chất lượng đường tốt

thu được không cao,

độ tinh khiết không

cao

 Dễ bị biến màu

 Quy trình công nghệ phức tạp, tốn kém, vốn đầu tư lớn

 Yêu cầu kĩ thuật cao

 Dế bị biến màu

 Hàm lượng chất không đường tăng lên sau làm sạch

 Hàm lượng can-xi trong nước mía nhiều ảnh hưởng tới sự đóng cặn trong thiết

bị bốc hơiPhù hợp để sản xuất

đường thô

Phù hợp để sản xuấtđường RE

Phù hợp tối ưu để sản xuấtđường RS

Kết luận: Với những ưu điểm nổi bật của phương pháp như vậy kết hợp với điều kiện sản xuất của nhà máy, vốn đầu tư trang thiết bị kĩ thuật Thao tác vận hành các máy móc thiết bị phù hợp với trình độ công nhân, không đòi hỏi quá cao

về trình độ chuyên môn cũng như quản lí thao tác vận hành Hơn nữa, với thị

trường tiêu thụ chủ yếu là khu vực Miền Trung- Tây Nguyên, thời gian lưu trữ kho không quá dài dể đường có thể bị biến màu, ảnh hưởng tới chất lượng cũng như mĩ quan tiêu dùng Vậy chọn phương pháp sunfit hóa để làm sạch nước mía là phù hợp nhất.

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 và nấu liên tục

Phương pháp Nấu liên tục Nấu gián đoạn

Ưu điểm  Dùng cho sản xuất đường thô

 Chỉ tiêu kĩ thuật như áp suất,nhiệt độ, lượng hơi…khốngchế đều, không xảy ra thay đổiđột ngột

 Thiết bị hoạt động đơn giảnhơn

 Cho chất lượng đường tốt hơnNhược điểm  Thiết bị phức tạp, khó thao tác,

đòi hỏi các thiết bị, dụng cụkiểm tra đồng bộ

 Chất lượng đường chưa tốt

 Cần phải tính toán chi tiết tốc

độ cho nhân tinh thể và thiếtlập được tỉ lệ giữa kiacsh thướctinh thể giống và tinh thể sảnphẩm

 Đòi hỏi tốc độ cho nguyên liệuphải ổn định

 Số lượng thiết bị nhiều hơngây tốn diện tích, tốn nhâncông vận hành

 Thời gian nấu lâu hơn

Kết luận: Tuy vẫn còn một vài nhược điểm, nhưng tính ứng dụng của phương pháp nấu gián đoạn cao hơn trong điều kiện sản xuất thực tế và qui mô của nhà máy Vì vậy em lựa chọn phương pháp nấu gián đoạn.

Chọn chế độ nấu đường:

Mục đích của chế độ nấu đường: bảo đảm chất lượng đường thành phẩm,tăng hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất, cân bằng nguyên liệu và bán thànhphẩm.

Cơ sở đặt chế độ nấu đường: dựa vào độ tinh khiết mật chè sau khi làm sạch,dựa vào yêu cầu chất lượng sản phẩm, dựa vào trình độ thao tác của công nhân vàtình hình thiết bị

Trong sản xuất đường hiện nay, người ta thường sử dụng các chế độ nấuđường: nấu 2 hệ, 3 hệ, 4 hệ Đối với chế độ nấu 2 hệ, thường áp dụng cho nấuđường thô và mật chè có độ tinh khiết thấp, lượng đường trong mật cuối cao gây tổnthất Chế độ nấu 4 hệ giảm được tổn thất đường nhưng dây chuyền công nghệ phứctạp, tốn nhiều thiết bị nấu Ở đây ta chọn chế độ nấu 3 hệ là phù hợp nhất vì AP

>80%, giảm tổn thất đường và thiết bị cũng không quá phức tạp

Kết luận: Sử dụng phương pháp nấu gián đoạn và chọn chế độ nấu 3 hệ là phù hợp với nhà máy nhất.

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

Lấy nước mía

3.3 Thuyết minh quy trình công nghệ

3.3.1 Lấy nước mía

- Vận chuyển, tiếp nhận (Cân, cẩu mía, băng chuyền): Mía thu hoạch ở

vùng nguyên liệu, vận chuyển chủ yếu bằng xe tải về nhà máy sẽ đi qua hệ thốngkhoan lấy mẫu để kiểm tra chữ đường (CCS: Commercial Canc Sugar) và qua hệthống cân để xác định khối lượng nhằm xác định giá thu mua Chữ đường của míadao động chủ yếu từ 8 – 13 Sau đó mía được cẩu từ xe xuống bãi để chờ sản xuất.Khi sản xuất mía được cẩu đưa xuống bàn lùa Trên bàn lùa người ta gắn trục khỏabằng có tác dụng điều tiết lượng mía xuống băng tải một cách điều đặn

- Xử lý sơ bộ (băm và đánh tơi): Phá vỡ cấu trúc vỏ, thân cây mía và tế

bào mía, tạo điều kiện tốt cho quá trình ép được dễ dàng hơn, nâng cao năng suất ép

và hiệu suất ép Mía từ bàn lùa đổ xuống băng chuyền và được đưa vào hệ thống xử

lý Tại máy băm số 1 (đặt cuối băng chuyền nằm ngang) chuyển động cùng chiềuvới băng chuyền, đưa đến máy băm số 2 (đặt ở đầu băng chuyền nằm nghiêng) cũngchuyển động cùng chiều với băng chuyền Máy đánh tơi kiểu búa làm cho mía được

xé nhỏ thành dạng sợi nhỏ sau đó mía được băng chuyền đưa đến máy tách kimloại

- Ép mía: Tách lượng nước trong cây mía đến mức tối đa cho phép, đạt hiệu

suất và năng suất cao Sử dụng băng tải đưa mía đến máy ép Bã mía từ máy ép nàyđến máy ép khác nhờ băng tải cào đặt nghiêng 450 Lượng bã sau khi ra khỏi bộ épcuối cùng có W≤ 50% (độ ẩm), Pol ≤ 2% (hàm lượng đường sacaroza đo một lầnbằng phân cực kế) sẽ được đưa qua lò hơi sau khi thu hồi bã mịn Nước mía hỗnhợp thu được có Bx = 13  15%, pH = 5  5,5, AP = 76 -78% được bơm qua sànglọc cong và sau đó bơm lên thùng chứa nước mía hỗn hợp

3.3.2 Làm sạch nước mía

3.3.2.1 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 tácdụng của ion Ca2+ đối với chất nguyên sinh tế bào vi sinh vật Gia vôi sơ bộ có nồng

độ sữa vôi 8÷100Be, lượng P2O5 cần bổ sung vào nước mía: 300÷400 ppm, độ pHcủa nước mía sau khi gia vôi sơ bộ: 6,2÷6,6.

Thiết bị: Thân hình trụ có lắp mô tơ cánh khuấy

Hình 3.1 Thiết bị gia vôi sơ bộ 3.3.2.2 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 pháttriển của vi sinh vật

Thiết bị gia nhiệt: Sử dụng thiết bị gia nhiệt ống chùm thẳng đứng, hơi gianhiệt là hơi thứ Nước mía đi trong ống truyền nhiệt Hơi đốt đi ngoài ống truyềnnhiệt, nước ngưng được tháo ở đáy thiết bị

3.3.2.3 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 cácchất không đường, chất màu, làm cho chúng kết tủa theo

Ca(OH)2 + H2SO3 CaSO3 + 2H2O

Hình 3.2 Thiết bị gia nhiệt

Tạo được điểm đẳng điện ở pH = 3,4÷3,8 làm kết tủa các chất không đườngnhiều 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 sẽchuyển hóa rất lớn nên phải trung hòa nhanh do đó ta chọn thiết bị thông SO2 lần 1

và thiết bị trung 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

Hình 3.3 Thiết bị thông SO 2 lần 1 và trung hòa [23]

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 nghiêng

so với mặt phẳng ngang 15o Bên trong có bộ phận răng cào có tác dụng đưa bã vàotâm thiết bị

3.3.2.6 Lọc chân không thùng quay

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 với

trục rỗng Trục rỗng được nối với

đầu phân phối Đầu phân phối nối

liền thùng quay với 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 từ400÷500 mmHg

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 đượchút bám vào vải lọc thành lớp bùn Nước lọc theo các ống góp từ các ngăn về đầuphân phối thu được nước lọc trong, được bơm đi gia

nhiệt 3 Bã bùn được băng tải đưa ra ngoài

3.3.2.7 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

Hình 3.6 Thiết bị bốc hơi [23] Hình 3.4 Thiết bị lắng [5, tr170]

Hình 3.5 Thiết bị lọc chân không [23]

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

3.3.2.8 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 chânkhông của hiệu cuối hệ cô đặc 4÷5 hiệu khoảng 550 ÷ 600 mmHg Lượng hơi thứdùng 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 550 mmHg

3.3.2.10 Lọc kiểm tra

Chất màu Chất không màu

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 tinh, ly tâm)

Thiết bị: Sử dụng thiết bị lọc của công ty Juneng, Trung Quốc

Hình 3.7 Thiết bị lọc kiểm tra [23]

3.3.3 Nấu đường, trợ tinh, ly tâm

3.3.3.1 Nấu đường

Mục đích của công đoạn nấu đường làm xuất hiện tinh thể đường và nuôicho những tinh thể đường lớn lên đến kích thước theo yêu cầu bảo đảm chất lượngđường thành phẩm Sản phẩm của quá trình nấu đường gọi là đường non, nó gồmtinh thể đường và mật cái

Ta chọn chế độ nấu đường 3 hệ Đây là chế độ nấu phổ biến nhất để nhậnđược đường cát trắng với độ tinh khiết cao Nấu đường được tiến hành ở điều kiệnchân 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

nấu 2-4h Để ổn định trong quá

trình nấu đường yêu cầu nhiệt độ

của nguyên liệu vào nấu phải cao hơn nhiệt độ trong nồi từ 3 - 50C Đầu mùa vụ nấu

do chưa có hồ B nên dùng phương pháp tinh chủng để nấu non A, nhưng những mẻnấu sau thì dùng hồ B làm giống nấu non A Quá trình nấu đường có thể chia làm 4giai 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 đểtạo mầm tinh thể thời 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 phốiliệu

+ 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 đườngnon

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 củanguyên liệu đưa vào nấu cao hơn nhiệt độ trong nồi nầu từ 3-50C, thời gian nấu từ 6-8h Nấu đến nồng độ Bx đường non B là 94% thì xả đường đi ly tâm

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

Nguyên liệu nấu là: Mật chè, mật nguyên A Chế độ nấu giống tương tự nhưnấu non A

Tuy nhiên, với đường giống thì khống chế số lượng hạt tinh thể nhiều hơn,kích thước bé hơn so với đường non Thời gian nấu 4 - 6h, nấu đến nồng độ Bx =90% Nồi nấu kiểu ống tuần hoàn trung tâm.

3.3.3.2 Trợ tinh

Mục đích: Để tinh thể đường ổn định,

nếu tiếp tục nấu đường ở chế độ chân không

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 định của mỗi loại

đường non thì cho đường non vào thiết bị trợ tinh thêm, đồng thời tạo điều kiệnthích ứng li tâm

Hình 3.9 Thiết bị trợ tinh [11]

Với đường A và B sử dụng thiết bị trợ tinh có cánh khuấy ruột gà, vì độ nhớt thấp

và mật A, B còn dùng nấu lại nên không cần nghiêm ngặt lắm, thời gian trợ tinh non

A là 2 ÷ 4 h, non B là 4 ÷ 6 h Còn đường non C ta phải sử dụng thiết bị trợ tinh cócánh 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

Hình 3.11 Thiết bị ly tâm đường non C [24, tr22]

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

Hình 3.10 Thiết bị ly tâm đường non A, non B [24, tr16]

Hình 3.12 Máy sấy thùng quay [24, tr24]

3.3.3.6 Sàng làm nguội và phân loại

Nhằm đảm bảo cho hạt đường khô và không bị vón cục khi đóng bao Nhờ

hệ thống sàng này mà những hạt đã đạt kích thước sẽ được đóng bao, còn những hạtchưa đủ kích thước thì được đưa đi nấu lại

3.3.3.7 Cân -đóng gói -bảo quản

Nhằm phân phối lượng đường vào bao theo đúng khối lượng, thông thườngbao khoảng 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

không có mùi lạ

Màu sắc Tinh thể màu trắng Khi pha trong

nước cất cho dung dịch trong

Tinh thể màu trắng ngà đếntrắng Khi pha vào nước cất chodung dịch tương đối trong

3.4.2 Các chỉ tiêu hoá lý của đường thành phẩm

Hạng 1 Hạng 2

1 Độ pol (oZ) không nhỏ hơn 99,7 99,5

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 cho trước :

+ Hàm lượng đường sacaroza : 11, 97%

Lượng nước thẩm thấu: chọn trong khoảng từ w = 22-28%

Từ các số liệu cho trước ta tính được:

+ Nước trong mía = 100- (11,97- 2,68- 11,24) = 74,11 %

+ 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 11,97 % = 11,97 (tấn)

2 Khối lượng chất xơ trong mía

= 100 x % chất xơ = 100 x 11,24 % = 11,24 (tấn)

3 Khối lượng chất không đường trong mía

=100 x % chất không đường =100 x 2,68 % = 2,68 (tấn)

4 Khối lượng nước trong mía

=100 x % nước trong mía = 100 x 74,11 % = 74,11 (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 = 11,97 x 96,05 % = 11,50(tấn)

7 Khối lượng chất tan trong mía

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

 (m3)

4.1.2 Bã mía

1 Khối lượng đường trong bã

= Gđường của mía ×

W

G

25 , 50 100

62 , 0 24 , 11

2 Khối lượng đường trong NMHH

= KL đường trong mía – KL đường trong bã = 11,97 – 0,47 = 11,5 (tấn)

3 Khối lượng chất khô trong NMHH

= GCK trong mía – GCK trong bã = 14,65 – 0,62 = 14,03 (tấn)

4 % đường trong NMHH

16 , 101

03 , 14

x

 = 13,87 (%) Với Bx = 13,87,  = 1,05591 tấn/m3 [8, tr58]

, 1

16 , 101



03 , 14

5 , 11

 x 100= 81,97 %

8 Khối lượng chất không đường trong NMHH

= GKĐTM- GKĐTB = 2,68- (0,62 – 0,47) = 2,53 (tấn)

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

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

1 Lưu huỳnh: KL lưu huỳnh = 100 x 0,09

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 CaO100 = 100 x

100

18 , 0

= 0,18 (tấn)

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

Vậy lượng vôi dung = 080,18x100 = 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 = 50,,7418 x100 = 3,136(tấn)

3 KL nước trong sữa vôi = Khối lượng sữa vôi- Khối lượng vôi

= 3,136 - 0,225 = 2,911 (tấn)

4 Thể tích sữa vôi

= Khối lượng sữa vôi/ Khối lượng riêng dung dịch sữa vôi = 13,,058136 = 2,964(m3)

5 Trong sản xuất người ta chia 2 giai đoạn:

 Gia vôi sơ bộ: dùng 1/3 lượng vôi [6, 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 [6, 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

= 101,16 + 1,045 = 102,20 (tấn)

2 Khối lượng chất tan trong NMHH sau GVSB

= Khối lượng chất tan trong NMHH + Khối lượng vôi GVSB

= (11,5+ 2,53) + 0,075 = 14,105 (tấn)

3 % chất tan trong NMHH sau GVSB = 14102,105,2 x 100 = 13,80 (%)

Bx =13,80 % ,  =1,05591 tấn/m3 ở 20oC [8, tr58]

4 Độ tinh khiết NMHH sau GVSB =1411,105,50 x 100 = 81,53 (%)

5 Thể tích NMHH sau GVSB =1102,05591,20 = 96,79 (m3)

4.2.4 Thông SO 2 lần I

Trong quá trình thông SO2 xem như SO2 hấp thụ hoàn toàn [5, tr21]

1 Khối lượng NMHH sau thông SO2 lần 1

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

= 102,20 + 0,144 = 102,344 (tấn)

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

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

= 14,105 + 0,144=14,25 (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 1) x 100 = 10214,,2520x 100 = 13,94 %

Bx = 13,94 %,  =1,05634 tấn/m3 [8, tr58]

4 Thể tích NMHH sau thông SO2 lần 1 =1021,05634,344= 96,89 (m3)

4.2.5 Trung hoà

1 Khối lượng NMHH sau trung hoà

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

=102,344 +2,091 = 104,435 (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

= 14,25 + 0,15 = 14,4 (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

109 ,

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)

4 Nước rửa bùn lọc so với bùn lọc 150-200%.Chọn 150% [9, tr21]

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% [9, 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 1% [9,tr121]

Khối lượng đường tổn thất không xác định = 1% x 11,97 = 0,1197 (tấn)

4.2.8 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

= 104,435 – 26,109 = 78,326 (tấn)

2 Khối lượng nước lọc trong