Công nghệ sản xuất nghành mía đường việt nam

Mía đường ở Việt Nam đã có từ xa xưa, nhưng ngành công nghiệp mía đường mới được bắt đầu từ thế kỷ thứ XX

MỤC LỤC

I Nguyên liệu

1 Giới thiệu 3

2 Mía chín 3

3 Thu hoạch mía 3

4 Thành phần hoá học của mía 4

II Sơ đồ quy trình công nghệ 5

III Thuyết minh quy trình công nghệ 7

A.Quy trình I 7

1 Quá trình xử lý sơ bộ 7

2 Qúa trình lấy nước mía bằng phương pháp ép 8

3 Quá trình làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hoá 9

4 Quá trình nấu đường và kết tinh 14

5 Quá trình trợ tinh 17

6 Quá trình ly tâm tinh thể đường 18

7 Quá trình sấy tinh thể đường 19

8 Quá trình đóng bao, bảo quản 20

B.Quy trình II 21

1 Quá trình xử lý sơ bộ 21

2 Quá trình lấy nước mía bằng phương pháp khuếch tán 21

3 Quá trình làm sạch nước mía bằng phương pháp cacbonat hoá 26

4 Quá trình nấu đường và kết tinh 26

5 Quá trình trợ tinh 26

6 Quá trình ly tâm tinh thể đường 26

7 Quá trình sấy tinh thể đường 26

8 Quá trình đóng bao, bảo quản 26

C.So sánh ưu nhược điểm hai quy trình 27

IV Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 29

A.Tiêu chuẩn Việt Nam 29

B.Tiêu chuẩn thế giới 29

V Hình ảnh tham khảo 32

VI Tài liệu tham khảo 44

LỜI MỞ ĐẦU

Đường có ý nghĩa rất quan trọng đối với cơ thể người.

Đường là hợp phần chính và không thể thiếu trong thức ăn của con người.

Đường còn là nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành công nghiệp khác như đồ hộp, bánh kẹo, dược ,hoá học….

Chính vì vậy mà công nghiệp đường trên thế giới và trong nước ta đang không ngừng phát triển.

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA

I.NGUYÊN LIỆU

1.Giới thiệu

-Nguyên liệu là cây mía

-Cây mía có xuất xứ từ Aán Độ, phân bố chủ yếu ở châu Mỹ và châu Á Nó thuộc họ hòathảo giống Saccharum

-Mía thuộc loại rễ chùm, thân hình trụ đứng hoặc hơi cong, thân có màu vàng nhạt hoặcmàu nâu tím, lá dài có lông tơ thường có màu xanh, vàng hoặc đỏ tím Chiều cao trung bình từ2.43-3.65 m

2 Mía chín

-Mía chín là lúc hàm lượng đường trong thân mía đạt tối đa và hàm lượng đường khử cònlại rất ít

-Các biểu hiện đặc trưng của thời kì mía chín là:

+Hàm lượng đường giữa gốc và ngọn xấp xỉ nhau

+ Hàm lượng đường khử dưới 1%, có khi chỉ còn 0.3%

+Lá chuyển vàng, độ dài của lá giảm, các lá sít vào nhau, dóng ngắn dần

+ Hàm lượng đường đạt cao nhất khi thu hoạch đúng thời vụ của giống mía đó.-Khi hàm lượng đường đạt tối đa, tùy giống mía và điều kiện thời tiết, lượng đường nàyduy trì khoảng 15 ngày đến 2 tháng, sau đó lượng đường bắt đầu giảm Ơû nước ta, mía chín khithời tiết bắt đầu lạnh và khô, nơi nào có mùa khô rõ rệt nhất thì dễ dàng đạt hàm lượng đườngcao hơn nơi khác

-Người ta có thể thúc mía chín bằng cách ngưng tưới vài tuần trước khi thu hoạch

-Một số giống mía khi quá chín mà chưa thu hoạch sẽ bị trổ cờ Đây là một hiện tượngthay đổi sinh lý, làm giảm hàm lượng đường trong mía

-Qua một thí nghiệm ở trạm Haoai nếu mía có 35% cây trổ cờ thì hàm lượng đường mất

đi từ 4,95-7,24 tấn/ha (năng suất trung bình 34,65 tấn/ha)

- Do tác động của mật độ và lượng ánh sáng nên mía thường trổ cờ vào những ngày ngàyngắn, đêm dài

-Các biện pháp làm giảm hoặc ngăn ngừa không cho mía trổ cờ trước khi thu hoạch như:tăng lượng phân bón (nhất là phân đạm) trong thời gian thích hợp, giảm lượng nước tưới hoặcdùng hóa chất như axít α-naptalen axetic, axít malic hydrazit

3.Thu hoạch mía

-Ở một số nước tiên tiến trên thế giới việc thu hoạch mía phần lớn đã được cơ giới hóacòn ở nước ta thì vẫn còn thu hoạch bằng thủ công

-Sau khi thu hoạch, hàm lượng đường trong mía giảm nhanh Do đó mía cần được vậnchuyển ngay về nhà máy và ép càng sớm càng tốt Eùp mía sau 8 ngày kể từ khi chặt thì hiệusuất thu hồi đường giảm 20% Hàm lượng đường khử tăng lên đáng kể, các thành phần chất khô,đường, độ tinh khiết bị thay đổi

-Để hạn chế sự tổn thất đó ta nên chặt mía khi trời rét hoặc hơi rét, chặt mía ngả theoluống mía, các cây mía gối lên nhau, ngọn cây này gốilên gốc cây kia nhằm giảm lượng nướcbốc hơi và để chống rét, chặt mía thành đống có thể giảm sự phân giải đường, dùng lá mía thấmnước để che cho mía lúc vận chuyển và có thể dùng nước tưới phun vào mía

4.Thành phần hóa học của mía

Thành phần hóa học của mía thay đổi theo giống mía, đất đai chế độ canh tác, điều kiệnkhí hậu của từng địa phương

Sau đây là bảng thành phần hóa học của mía ( %)

Thành phần Hàm

Chất béo và sáp

PectinAcid tự do(suxinic, malic)Acid kết hợp (suxinic,malic)

0,20,20,080,12

0,52

Chất vô cơ

SiO2

K2O

Na2OCaOMgO

0,010,020,01Vết0,070,02Vết

Chất chứa nitơ

II.SƠ ĐỒ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

Đun nóng lần II (102-1050C)

Gia vôi sơ bộ (pH=6,2-6,6)Đun nóng lần I(50-550C)

Thông CO2lần I (pH=10,5-11,3;

độ kiềm 0,004-0,06% CaO)

Lọc ép lần I

THÔNG CO2lần II(pH=7,8-8,2;

độ kiềm 0,025% CaO)

Đun nóng lần II (75-800C)

MíaMía

BãBã

BãEùp mía

Nấu đường Nấu đường

Lắng

Thông SO2lần II (pH=6,2-6,6) Thông SO2(pH=6,2-6,6)

Thông SO2lần I (Ph=6,8-7,2)

Cô đặc (100-1150C)Lọc ép lần II

III.THUYẾT MINH QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

c) Phương pháp thực hiện

Mía cây từ bãi mía được cẩu lên bục xả mía Từ bục xả, mía được chuyển xuốngbăng tải mía, qua máy san bằng và đi vào hệ thống máy băm mía (gồm 2 máy đặt ở băngchuyền 1) Mía sau khi băm được băng tải thứ 2 đưa vào máy đánh tơi để xé tơi mía,độ xé tơicủa mía có thể đạt 80-85%

d) Thiết bị và các thông số công nghệ

Máy san bằng: gồm một trục quay có từ 24 đến 32 cánh cong được lắp trên mặtbăng ở đoạn bằng, quay ngược chiều băng mía đi Chiều cao từ mặt băng đến cánh tay máy tùytheo yêu cầu độ dầy của lớp mía Máy được dùng để san bằng lớp mía vừa đổ xuống băng Tốcđộ quay khỏang 40-50 vòng/phút

Máy băm: máy băm gồm một trục lớn lồng cố định vào các tấm đĩa có khe hở đểlắp lưỡi dao được đỡ trên hai đầu bằng ổ bi Trên mỗi đĩa, lưỡi dao được lắp đối nhau và cânbằng trọng lượng Máy băm được lắp ở đầu đoạn băng nghiêng, khoảng cách giữa hai máy bămlà 2m trên cùng một băng chuyền, hoặc có thể đặt ở hai băng chuyền Hiện nay số lượng máybăm thường không quá 2 máy vì dùng nhiều máy băm chỉ gây phức tạp cho sản xuất, tốn thiết

bị và điện năng trong khi lượng nước ép được không tăng bao nhiêu so với việc sử dụng 2 máybăm Chiều quay của dao tốt nhất là theo chiều mía đi.Tốc độ quay của máy băm từ 400-600vòng/phút

Máy đánh tơi kiểu búa: là một dạng máy đập bằng các búa xoay, lắp thành hàngsong song xung quanh trục quay bằng thép, đặt trong vỏ máy hình trụ mặt cắt ngang hình máng.Bên sườn trong của vỏ có gắn nhiều miếng sắt dọc theo thân máy và được coi là các tấm kê củabúa đập Khỏang cách giữa tấm kê và đầu búa được điều chỉnh rất thận trọng Mía đi vào cửatrên của máy và ra ở cửa dưới Búa đập quay với vận tốc khoảng 1200 vòng/phút, theo chiềuchuyển động của mía Khi lắp một máy đánh tơi kiểu búa, tỉ lệ tế bào mía bị xé là 85% Nếu

dùng 2 máy này tỉ lệ tăng lên 95% Nhưng đối với các dàn ép thường chỉ sử dụng một máy Máyđánh tơi kiểu búa được sử dụng rất phổ biến.

Ngoài ra ra còn có một số thiết bị , phương tiện khác như cần hoặc cầu cẩu, xegoòng băng xả mía, máy cào và băng chuyền mía được sử dụng để phục vụ cho quá trình xử lý

sơ bộ nguyên liệu

2-Quá trình lấy nước mía bằng phương pháp ép

a)Mục đích:

Khai thác: để lấy nước mía ra khỏi cây mía

b)Biến đổi:

Cây mía được ép dập và xé, các tế bào bị phá vỡ để lấy nước mía

Do tác động của hệ vi sinh vật làm giảm hàm lượng đường trong nước ép Nướcmía sau khi ép để lưu trong 6 giờ có thể bị mất khoảng 14.3% sacaroza

c)Phương pháp thực hiện

Lượng nước mía hay nói chích xác hơn là lượng đường trong cây mía lấy ra đượccàng nhiều thì càng chứng tỏ rằng hệ thống máy ép làm việc tốt, cụ thể là máy ép và các thiết

bị phụ đều tốt

Mía sau khi qua xử lý sơ bộ được đưa vào hệ thống máy ép nhờ băng chuyềnkiểu mắc xích Khi vào hệ thống máy ép, đầu tiên mía sẽ qua máy ép dập để lấy nước mía vàlàm cho mía dập vụn hơn, dễ dàng đi vào máy ép kiệt, giúp cho hệ thống làm việc ổn định, tăngnăng suất ép, tăng hiệu suất ép và giảm bớt công suất tiêu hao Sau đó mía đi qua máy ép kiệtnhằm lấy kiệt lượng nước mía có trong cây mía tới mức tối đa Trong quá trình ép kết hợp vớiphun nước ấm(45-470) để hòa tan đường còn lại trong bã mía, vì thế hiệu suất sẽ tăng cao hơn

d)Thiết bị và các thông số công nghệ

Băng dài được chia làm 2 phần : phần bằng và phần nghiêng, phần nghiêng cógốc nghiêng từ 17-210

Máy ép dập ba trục được lắp trên môt giá máy, thực hiện được 2 lần ép Trụcđược cấu tạo kiểu Fulton Tốc độ máy ép dập bao giờ cũng nhanh hơn các máy ép sau khoảng25%, như vậy mới cấp đủ mía cho máy ép kiệt vì mía vào máy còn lộn xộn chưa đều Tỉ lệ nướcmía ép ra được từ 65-75% nước mía trong cây mía

Máy ép kiệt:gồm 3 bộ máy ép 3 trục quay với tốc độ như nhau thường nhỏ hơn 6vòng/phút

3-Quá trình làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóa

- Trung hòa lượng vôi dư trong nước mía

- Giảm độ nhớt của mật chè

- Tẩy màu dung dịch đường

- Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật

b)Phương pháp thực hiện

-Phương pháp sunfit hóa acid: thông SO2 vào nước mía đến pH acid và thu đượcsản phẩm đường trắng Đây là phương pháp ưu điểm nên được dùng rộng rãi trong sản xuấtđường

Sơ đồ công nghệ:

Nước mía hỗn hợpĐun nóng lần I ( 55-60oC)

SO2 Thông SO2lần I ( pH = 3.4 – 3.8 )

Ca(OH)2 Trung hòa ( pH = 6.8 – 7.2 )

Đun nóng lần II (102 – 105oC)

Cô đặc ( 110 – 115oC)

SO2 Thông SO2lần II (pH = 6.2 – 6.6 )

Mật chè trong

Các yếu tố ảnh hưởng :

-Thứ tự cho vôi và thông SO2.

-Trị số pH trung hòa : ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm sạch và thu hồi đường

pH quá acid sẽ tạo Ca(HSO3)2 hòa tan, sau đó nếu ở nhiệt độ caoCa(HSO3)2 sẽ phân li tạo kết tủa đóng cặn ở thiết bị truyền nhiệt và bốc hơi Trong môi trườngacid và đun nóng, đường khử sẽ tạo thành oxymethylfufurol và sau đó tạo thành acid levulic vàacid formic, càng làm giảm pH, từ đó giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm

pH kiềm : đường khử bị phân hủy tăng chất màu và acid hữu cơ, tănglượng muối canxi trong nước mía, kết tủa CaSO3thủy phân nên tạo dung tích lớn, tăng lượngbùn lọc dẫn đến tăng diện tích ép lọc

-Nồng độ SO2: nồng độ SO2 càng cao sự kết tủa càng hoàn toàn, lượng CaSO3

càng nhiều, lọc kết tủa càng dễ dàng Nồng độ SO2 quá cao : tạo thành Ca(HSO3)2hòa tan

c) Các biến đổi :

- Vật lý: giảm độ nhớt của mật chè.

- Hóa học: trung hòa lượng vôi dư trong nước mía, biến muối cacbonat thành muốisunfit, tẩy màu dung dịch đường, ngăn ngừa sự sinh chất màu

- Hóa lý: hòa tan muối canci sunfit

 Giảm độ nhớt của mật chè

Nước mía sau khi trung hoà , một phần chất keo bị loại, làm giảm độ nhớt củamật chè, có lợi cho thao tác nấu đường và kết tinh

 Trung hoà lượng vôi dư trong nước mía

Khi cho SO2vào nước mía hoặc mật chè trong , sẽ xảy ra phản ứng:

 Biến muối carbonat thành muối sunfit

Trong nước mía có hàm lượng kali , canci nhất định sau khi thông khí SO2thì tạothành canci sunfit và kali sunfit Sự thay đổi này có ý nghĩa quan trọng Muối carbonat có khảnăng tạo mật lớn và có ảnh hưởng lớn đến màu sắc dung dịch đường Muối sunfit có khả năngtạo mật kém hơn nhưng lại có khả năng làm giảm độ nhớt của mật

 Tẩy màu dung dịch đường

Tác nhân khử là HSO3-.Trước hết HSO3-tác dụng với nước tạo thành hidro, rồi hidro kết hợp với phân tửchất màu tạo thành chất không màu

HSO3-+ H2O HSO4- + H2

 Ngăn ngừa sự sinh chất màu

Thông SO2 có tác dụng ngăn ngừa ảnh hưởng không tốt của O2 không khí Oxikhông khí chỉ phát huy tác dụng khi có chất xúc tác, trước hết khi có mặt các ion Fe2+, Fe3+,

Cu2+ SO2 có tác dụng khử ion sắt , bao vây nhóm carbonyl có khả năng tạo chất màu, ngănngừa sự tạo thành phức chất sắt và phản ứng ngưng tụ với những chất không đường hữu cơ khác

Phản ứng bao vây nhóm carbonyl của SO2 :

HSO3

OH

 Hoà tan muối canci sunfit

Canci sunfit không tan trong nước nhưng tan trong acid sunfur Do đó khi thông

SO2quá lượng có thể làm cho canci sunfit kết tủa biến thành canci bisunfit hoà tan:

CaSO3+ SO2 + H2O Ca(HSO3)2

Tương tự như vậy, kali sunfit biến thành kali bisunfit :

d)Thiết bị và các thông số công nghệ

 Thiết bị thông SO 2 liên tục loại tháp :

Thiết bị có thân hình trụ, bên trong thiết bị có lắp các tấm ngăn Nước mía đi vàođỉnh thiết bị , nhờ bộ phận phun và vòi hoa sen nên nước mía được phân bố đều bên trong tháp.Khí SO2 đi từ đáy tháp ngược chiều với nước mía có tác dụng làm tăng hiệu quả hấp thụ khí

SO2 Nước mía sau khi thông SO2được tháo ra theo ống chữ U đặt ở đáy tháp Đỉnh tháp có lắpbộ phận giảm áp để thực hiện chân không , do đó khí SO2được hút vào tháp

 Thiết bị cho vôi :

Thiết bị cho vôi được chia làm hai loại: thiết bị cho vôi sơ bộ và thiết bị cho vôitrung hoà Khi cho vôi sơ bộ người ta chỉ cho vào nứơc mía một lượng vôi dưới dạng sữa vôi, sốsữa vôi còn lại cho vào thiết bị trung hoà Nước mía và sữa vôi đều cho vào phía trên thiết bị,bên trong thiết bị có cánh khuấy để giúp sữa vôi và nước mía hỗn hợp đều, tạo nhiều chất kếttủa Sau khi trung hoà , nước mía chảy ra ở đáy thiết bị

 Thiết bị truyền nhiệt :

Nước mía đi vào và ra ở đỉnh thiết bị Ơû nắp trên và nắp dưới có lắp các tấmngăn, phân chia các ống truyền nhiệt thành 12 , 14 hoặc 16 lần lên xuống Sự phân chia đó cótác dụng tăng tốc độ chảy của nứơc mía trong ống Ơû nắp trên thiết bị có lỗ thoát khí, đáy thiết

bị có lắp ống thoát nứơc ngưng tụ Nắp trên và nắp dưới được nối liền với cần thăng bằng có tácdụng cân bằng trọng lực Hơi đi ngoài ống, nước mía đi trong ống Hơi sau khi cấp nhiệt chonước mía, ngưng tụ thành nứơc và được thoát ra ở dưới đáy thiết bị

 Thiết bị lắng có cánh khuấy :

Thiết bị hình trụ tròn, đáy có hình nón Đường kính phần trụ tròn khoảng 6m vàcao khoảng 6 m Thiết bị chia làm 5 ngăn , ngăn trên cùng là ngăn dự bị có tác dụng tập trungchất kết tủa, ngăn cuối là để cô đặc nước bùn Nước mía được đưa vào từ đỉnh thiết bị, qua ngăndự bị, sau đó qua các lỗ nhỏ trên ống trung tâm để đi vào các ngăn khác Trục trung tâm có thểchuyển động được Trên trục có lắp cánh khuấy cùng chuyển động với trục Tốc độ quay của

trục 6 vòng/phút Cánh khuấy gạt bùn từ từ hướng về trục trung tâm và lắng xuống đáy Nướcbùn được tập trung ở ngăn cuối cùng, bùn đặc được dẫn vào thùng chứa để đưa đi lọc chânkhông Trừ ngăn dự bị, các ngăn khác đều có nước mía trong chảy vào thùng chứa để đưa đi xử

lí ở công đoạn tiếp theo

Nếu có một ngăn nào đó nước mía chảy ra bị đục thì đóng van cho nứơc mía vàothùng, mở van để dẫn nước mía vào thiết bị để xử lí lại

Nhờ có trục trung tâm, không khí trong nước mía theo trục trung tâm lên đỉnhthoát ra ngoài, tránh được hiện tượng “ phun” khi xả nước mía trong

Có thể sử dụng thêm chất trợ lắng để tăng nhanh tốc độ lắng của chất kết tủa

 Máy lọc chân không thùng quay :

Đường kính thùng quay khoảng 2.5 – 3m, chiều dài 2.5 – 4m Cấu tạo máy gồmmột thùng rỗng, bề mặt thùng đục những lỗ nhỏ, trên bề mặt thùng có lớp vải lọc, mặt bêntrong thùng có nhiều ngăn (18 – 24 ngăn ) , mỗi ngăn có đường ống nối với trục rỗng Trục rỗngcủa thùng được nối với đầu phân phối, đầu phân phối nối liền thùng quay với các đường ống hútchân không và không khí nén

Thùng đặt trong bể chứa nước bùn , trong bể có cánh khuấy giữ cho bùn không bịlắng xuống đáy bể Thùng chia làm nhiều phần có độ dài khác nhau: lọc , rửa , sấy , gạt bùn.Khi thùng quay thì các phần trên chuyển động theo thứ tự: lọc , rửa , sấy , gạt bùn Ơû những vịtrí nhất định trên thùng quay có lắp ống nước rửa và dao gạt bùn

Khi hút chân không ở các vách ngăn, nước lọc qua lớp vải, qua các lỗ của thùngrồi vào các ngăn, từ các ngăn nước lọc theo đường ống đến trục rỗng rồi ra ngoài, còn chất kếttủa (bùn ) bị giữ lại trên bề mặt vải lọc, dùng dao gạt bùn ra ngoài

Tốc độ thùng quay 1 – 2.5 vòng / phút Chiều dày lớp bùn khoảng 8 – 20 mm.Nhiệt độ nước bùn khoảng 85 – 90oC Nhiệt độ nứơc rửa khoảng 80oC , phun đều trên bề mặtbùn lọc Vải cần lọc rửa thường xuyên với dung dịch HCl ( 3% ) mỗi lần trong ngày

4- Quá trình nấu đường và kết tinh

a)Mục đích

Chế biến: nhằm tách nước từ mậtchè, đưa dung dịch đến quá bão hòa,tạo mầmvà kếttinh tinh thểđường Sản phẩm thu được sau khi nấu gọi là đường non gồm tinh thể đườngvà mật cái

Bảo quản : tiêu diệt vi sinh vật

b) Biến đổi

-Hơi nước bốc hơi làm giảm hàm lượng nước có trong mật chè

-Độ nhớt của dung dịch tăng do hàm lượng chất khô tăng

-Xuất hiện mầm tinh thể đường và sự lớn lên của các tinh thể tạo thành tinh thểhoàn chỉnh.

-Ngoài ra trong quá trình nấu còn xảy ra hiện tượng thay đổi khả năng quay cựccủa đường khử; phản ứng tạo chất màu với axít amin Phản ứng tạo màu xảy ra nhiều khi nấuđường non các sản phẩm cuối vì nồng độ đường non cao Phản ứng này còn tiếp tục xảy ra trongthiết bị kết tinh làm lạnh (trợ tinh) Phản ứng quan trọng thứ hai của đường khử là phản ứngphân hủy đường khử thành các sản phẩm không lên men Lượng đường tổn thất do hai phản ứngđó khỏang 1,1-1,5%, đường non có độ tinh khiết càng thấp thì sự thủy phân đường càng tăng…

-Một số axít hữu cơ trong quá trình kết tinh trở thành không tan, kết tủa ở dạngmuối canxi và muối magiê Ví dụ canxi aconitat, magiê aconitat và canxi oxalat Một số axítamin kết hợp với đường khử tạo thành hợp chất hữu cơ chứa nitơ tan trong dung dịch Các chấtkhác như tinh bột, pectin… có khả năng liên kết bền với sacaroza Độ tinh khiết của đường noncàng thấp, nồng độ chất màu càng cao.Sự tăng màu còn xảy ra nhiều do rửa nồi nấu không sạchsau khi xả đường non

c)Phương pháp thực hiện

Ta đặt chế độ nấu đường 3 hệ theo sơ đồ sau:

Mật chè

Đường hồ

Hòa tan lại

Mật chè tinh đưa đi nấu đường và thực hiện chế độ nấu với 3 loại đường non A,

B, C Đường non A sau khi trợ tinh, phân mật được đường A là đường thành phẩm và mậtnguyên A còn gọi mật A1 và mật rửa đường gọi là mật loãng hoặc mật A2dùng nấu đường non

A hoặc cùng mật chè nấu giống cho đường non B và C Mật A1dùng nấu đường non B Đườngnon B qua trợ tinh, phân mật được đường B và mật B Đường B hỗn hợp với mật chè hoặc nướcnóng tạo đường hồ làm giống nấu đường non A, còn mật B dùng nấu đường non C Đường C hòatan nấu lại đường non A và mật rỉ (mật cuối) là sản phẩm phụ của nhà máy có thể dùng để lànguyên liệu sản xuất cồn, mì chính, axit xitric, glyxerin…

Ta chọn quá trình nấu đường gián đoạn được chia ra làm bốn giai đoạn là: cô đặcđầu, tạo mầm, nuôi tinh thể và cô đặc cuối

 Cô đặc đầu

Cô dung dịch đến nồng độ cần thiết để chuẩn bị cho sự tạo tinh thể Tùy theophương pháp gây mầm mà khống chế nồng độ khác nhau Giai đoạn này cô ở độ chân khôngthấp nhất (600-620mmHg) để giảm nhiệt độ sôi dung dịch(thường nhiệt độ là 60-650C), giảm sựphân hủy đường Lượng nguyên liệu gốc (mật chè hoặc đường hồ) cần phải phủ kín bề mặttruyền nhiệt của nồi tránh hiện tượng cháy đường

 Sự tạo mầm tinh thể

Đây là thời điểm quan trọng của quá trình nấu đường Dùng kinh nghiệm hoặccác dụng cụ kiểm tra để tìm thời điểm tạo mầm tinh thể Có thể quan sát sự thay đổi nồi nấunhư sau: đầu tiên dung dịch sôi mạnh, các bọt hơi chuyển động nhanh trên kính quan sát Khi côđặc độ nhớt dung dịch tăng lên, sự truyền nhiệt và sự sôi giảm, các bọt khí chuyển động rấtchậm, đồng thời các giọt mật rơi chậm trên kính và để lại nhiều vết

Có rất nhiều phương pháp tạo mầm tinh thể ở đây chúng ta chọn phương phápnấu giống( phương pháp phân cất) vì nó đơn giản và dễ khống chế Nấu một nồi đường tinh thểđường có kích thước nhất định, sau đó chia một phần làm mầm tinh thể Thường được áp dụngđể nấu đường non B và C Lượng giống đối với đường non B khoảng 6-8%, đối với đường non Ckhoảng 22-23% so với khối lượng đường non

Ta dùng phương pháp đường hồ để nấu đường thành phẩm A.Dùng đường B hòavới mật chè tạo thành hỗn hợp giống để nấu Thường làm nguyên liệu gốc để nấu đường thànhphẩm Phương pháp này gần như phương pháp nấu giống, thời gian nấu ngắn và dễ nấu nhưnggiảm lượng đường

 Nuôi tinh thể

Sau khi các tinh thể đã tạo đủ, nhanh chóng dùng nguyên liệu hoặc nước nấu 2-3 lần đểgiảm độ bão hòa xuống còn 1.05-1.10 không cho tinh thể mới xuất hiện Giai đoạn này gọi là

giai đoạn cố định tinh thể Nhiệm vụ của giai đoạn tiếp theo là nuôi các tinh thể lớn lên nhanhchóng và đều, cứng, bảo đảm chất lượng của đường bằng cách nấu với các nguyên liệu đã đượcphối liệu.Nguyên tắc chung là nguyên liệu cho vào nấu phải có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ trongnồi từ 3- 50C để giữ độ sôi trong nồi, tăng khả năng truyền nhiệt và trộn đều với đường nontrong nồi Ngoài ra nguyên liệu có độ tinh khiết cao cho vào trước, tinh khiết thấp cho vào sauđể không ảnh hưởng đến đường thành phẩm.

Theo Goloviin sự lớn lên của tinh thể đường gồm 2 quá trình xảy ra song song:kết tinh đường là giảm hệ số quá bão và bay hơi nước là tăng hệ số quá bão hòa tạo thành cáctinh thể “dại” Khi cho nguyên liệu vào nuôi, các tinh thể dại có thể bị hòa tan Ở công đoạnnày có hai phương pháp nấu gián đoạn và liên tục

Ta chọn phương pháp nấu liên tục vì cho hiệu quả cao do độ quá bão hòa luônluôn được giữ cố định, sự truyền nhiệt, sự bay hơi và sự kết tinh không bị dứt đoạn, do đó tốc độkết tinh tăng , giảm sự tạo thành các tinh thể dại.Khi nuôi tinh thể bằng phương pháp này cầnphải đặc biệt chú ý giai đoạn đầu vì lúc này bề mặt các tinh thể còn bé, đường kết tinh chậm, sựbay hơi nước lại nhanh, dễ tăng độ bão hòa đột ngột Để nấu liên tục yêu cầu thao tác phảinghiêm ngặt, chất lượng nguyên liệu, lượng hơi, độ chân không ổn định Nếu không có các dụngcụ kiểm tra thì công nhân phải có kinh nghiệm

Khi nuôi tinh thể do nồng độ dung dịch đặc, nên độ nhớt tăng lên Để giảm độnhớt trong giai đoạn này nên phân đoạn nấu nước, thường nấu 2-3 nước Đối với nguyên liệu cóđộ tinh khiết thấp nấu nước nhiều lần hơn, đặc biệt là dung dịch đường nhiều keo Nhiệt độnước cho vào lớn hơn nhiệt độ trong nồi là 100C, nhưng không nên nấu nước quá nhiều lần vàlượng nước quá nhiều vì như vậy thời gian nấu kéo dài, tốn nhiên liệu

 Cô đặc cuối

Khi tinh thể đạt kích thước nhất định thì ngưng cho nguyên liệu,cô đến nồng độ

ra đường, tránh cô đặc nhanh vì có thể tạo thành các tinh thể “dại” Lúc này lượng nước bốc hơi

ít nên đóng dần van hơi lại, tránh nhiệt độ cao và chú ý đến sự đối lưu của khối đường non trongnồi

Cô đặc đến nồng độ yêu cầu của từng loại đường non

Vd: Đường non A:92-93 Bx ; đường non B:96-94BxTrước khi xả đường non, thường cho nước nóng để giảm sự tạo thành tinh thể

“dại”.Do sự giảm nhiệt độ đột ngột khi đường non đi từ nồi nấu ra ngoài, giảm độ nhớt mật tạođiều kiện li tâm Lượng nước khoảng 0.5% so với lượng đường non

d)Thiết bị và các thông số công nghệ

Quá trình nấu đường thực hiện trong nồi nấu chân không loại Inkerman Phổ biếnlà loại ống chùm thẳng đứng Về nguyên tắc làm việc, thiết bị nấu đường gần giống thiết bị bốchơi, nhưng ống truyền nhiệt to hơn và ngắn hơn để bảo đảm sự đối lưu của đường non có độnhớt lớn Ngoài ra van đáy thiết bị nấu đường khác thiết bị bốc hơi vì nồng độ chất khô đườngnon cao

5-Quá trình trợ tinh

-Tinh thể tiếp tục lớn lên

c)Phương pháp thực hiện

Dung dịch đường non sau khi nấu được đưa vào thiết bị trợ tinh để tiếp tục nuôitinh thể lớn lên.Để tinh thể lớn lên tốt nhất cần khống chế các điều kiện kết tinh sau:

-Hệ số bão hòa α= 1.10 để tránh tạo các tinh thể “dại”

-Giảm nhiệtđộ theo một số chế độ thích hợp Vì nếu nhiệt độ giảm quá thấp độnhớt tăng lên, quá trình bão hòa tăng chậm Ngược lại, nhiệt độ giảm, độ quá bão hòa tăng tốcđộ kết tinh tăng Tốc độ giảm nhiệt độ khoảng 1-1.50C/h, nhiệt độ máy li tâm là 45-550C

-Khống chế tốc độ khuấy trộn, bảo đảm đường non không bị lắng xuống đáy thiết

bị, các tinh thể phân bố đều, bảo đảm quá trình truyền nhiệt nhanh, giữ độ quá bão hòa ổnđịnh.Không nên khuấy quá nhanh dễ gây gẫy trục và tinh thể bị hòa tan

-Tính toán tốt thành phần đường non và mật cái để giảm độ nhớt-Hàm lượng tinh thể, kích thước tinh thể phải bảo đảm tính đồng đều và tốc độkết tinh nhanh

d)Thiết bị và thông số công nghệ

Quá trình kết tinh làm lạnh được thực hiện trong các thiết bị thùng hở Để giảmthể tích thùng và tăng nhanh quá trình kết tinh người ta thường dùng phương pháp làm cưỡngbức bằng bề mặt truyền nhiệt kiểu ruột gà đối với đường non A và B, kiểu đĩa khuyết quay đốivới đường non cuối

Trong thiết bị đĩa khuyết quay, đường non và nước làm lạnh đi ngược chiều.Nước làm đi trong đĩa theo đường zic-zắc nhờ bên trong đĩa có tấm ngăn, rồi chuyển dần từ đĩanày sang đĩa khác qua các đoạn trục nối hai đĩa và ra ngoài theo đoạn trục rỗng cuối cùng.

Các đĩa khuyết lắp đối diện nhau, để đường non chuyển động từ đầu đến cuốithiết bị

Tốc độ là việc của cánh khuấy nhỏ (khoảng 1/6 vòng / phút) Ưu điểm của thiết

bị là diện tích làm lạnh lớn, hệ số truyền nhiệt cao

Quá trình kết tinh làm lạnh được thực hiện liên tục với ưu điểm là hiệu suất sửdụng thiết bị cao, thùng trợ tinh không có thời gian trống, thao tác ổn định, tạo điều kiện cho tựđộng hóa, giảm sức lao động, phối hợp với ly tâm liên tục thuận lợi

6-Quá trình li tâm tinh thể đường

a)Mục đích

Hoàn thiện: tách tinh thể đường ra khỏi mật bằng lực li tâm

b)Biến đổi

Tinh thể đường trong huyền phù được tách ra thành tinh thể rắn riêng biệt

c)Phương pháp thực hiện

Đường non từ nồi nấu được đưa xuống các thiết bị kết tinh làm lạnh Thời giankết tinh làm lạnh đối với đường A khoảng 2-3h, đường non B:6-8h, đường non C: 22-32h, sau đóđược xả xuống máng phân phối để khuấy đều và phân phối đến các máy li tâm

Quá trình phân mật bằng phương pháp ly tâm được thực hiện qua bốn giai đoạn

Mở máy và cho đường non: Đầu tiên cho máy li tâm quay từ từ, khi tốc độ máy

đạt 200 – 300 vg/ph, cho đường non vào phân phối đều trong thùng Thường cho đường non vàođầy thùng quay để nâng cao năng suất của thiết bị nhưng không nên quá đầy tránh hiện tượngđường non văng ra ngoài tăng tổn thất

Phân mật: Sau đó tăng dần tốc độ lên cực đại Lúc này phần lớn mật trong đường

non được tách ra gọi là mật nâu Thời gian tách phụ thuộc vào chiều dày lớp đường non, kíchthước thùng quay, độ nhớt của mật,…

Rửa nước và rửa hơi: Sau khi tách mật xong, trên bề mặt đường còn phủ một lớp

mật nâu Đường thành phẩm được rửa nước nóng và hơi Các sản phẩm trung gian (đường B)hoặc sản phẩm cuối (đường C) không rửa vì chúng được xử lý lại trong quá trình sản xuất Nhiệtđộ nước rửa là 75-800C Sau rửa nước ta được mật trắng có độ tinh khiết cao hơn mật nâu.Lượng nước rửa dùng khoảng 2% so với khối lượng đường non Sau khi rửa nước dùng hơi bãohòa có áp suất từ 3-4at để rửa Lượng hơi dùng khoảng 2-3% khối lượng đường non Tác dụngcủa rửa hơi là tăng nhiệt độ của mật, do đó độ nhớt giảm, phân ly dễ dàng Ngoài ra một phần

nước ngưng tụ từ hơi có tác dụng rửa đường một lần nữa Rửa hơi làm đường khô hơn, sấy nhanhvà giảm khả năng tạo cục đường.

Hãm máy và xả đường: sau khi rửa hơi xong đóng van hơi lại Hãm máy và xả

đường

d)Thiết bị và các thông số công nghệ

-Máng phân phối đường non là một hình chữ U nằm ngang , bên trong có cánhkhuấy loại vít tải quay với vận tốc 1 vòng/phút Để tinh thể đường không lắng xuống đáy máng,phía dưới lắp thêm một cánh khuấy nhỏ có cào quay với tốc độ 3 vòng/phút Máng đặt nghiêngvề phía máy li tâm, và có máng xả đường non xuống máy li tâm Đối với đường non C, mángphân phối là thiết bị hai vỏ để nâng nhiệt độ đường non lên 2-50C nhằm giảm độ nhớt đườngnon

-Theo tính toán thì lực li tâm lớn hơn trọng lực 614 lần Điều đó giải thích thờigian li tâm nhanh

-Ta chọn máy li tâm liên tục, tự động loại quán tính: Được đặt trên mặt đất.Đường non dẫn vào qua một ống cố định xuống dưới đáy thùng quay Nhờ lực li tâm đường nonvăng ra xa xung quanh thành thùng, và theo chiều ngang của thùng quay sẽ được chuyển lênphía trên Mật nâu và mật trắng qua lỗ hổng của thành thùng, còn đường được văng ra phía trênthùng quay

7-Quá trình sấy tinh thể đường

a)Mục đích

Đường cát sau khi ly tâm nếu rửa nước có độ ẩm là 1.75%, trong trường hợp rửahơi độ ẩm là 0.5% và nhiệt độ là 70-800C Sấy đường nhằm mục đích bảo quản và hoàn thiện,làm cho màu sắc thành phẩm được bóng sáng, đường khô, không bị biến chất khi bảo quản

b)Biến đổi

-Giảm lượng nước tự do bám trên tinh thể đường-Các vi sinh vật gây hư hỏng cho đường bị ức chế

c)Phương pháp thực hiện

Đường sau khi li tâm để xuống sàng lắc, qua gầu tải rồi vào máy sấy

Sàng lắc: Sàng lắc đặt ngay dưới đáy các máy ly tâm Nhiệm vụ chủ yếu củasàng lắc là vận chuyển đường đến chân gầu tải, đồng thời đường sẽ nguội và sấy khô một phần,khi vận chuyển đường không bị nát

Từ sàng lắc đường vào gầu thứ ba hoặc thứ tư kể từ dưới lên của gầu tải, để đổvào máy sấy

d) Thiết bị và thông số công nghệ

Sàng lắc: là một máng rung bằng kim loại rộng khoảng 400-700mm ghép lênnhững thanh rung nghiêng có đệm hai đầu bằng cao su

Sàng chuyển động lắc nhờ maniven và cần nối bánh xe lệch tâm Tốc độ quaycủa bánh xe lệch tâm là 250-400 vg/ph, đường kính bánh xe khoảng 15-30mm Chiều nghiêngcác thanh rung ngược chiều với chiều chuyển động của đường trên sàng Góc tạo thành giữathanh rung và chiều thẳng đứng là 16-200.Đường chuyển động trên sàng với tốc độ: 0.15-0.21m/s; chiều dày lớp đường trên sàng 0.05mm

Gầu tải :Được làm bằng sắt trắng, hoặc sắt mạ kẽm Tốc độ chuyển động của gầukhoảng 1,5-2.0 m/s

Máy sấy loại một thùng quay nằm ngang: cấu tạo máy sấy gồm 2 phần là phầnsấy và phần làm nguội Đặt nghiêng so với mặt đất một góc 2-30 Thùng tựa trên đai nhờ hệthống con lăn, chuyển động được nhờ hệ thống truyền động qua bánh răng, quay với tốc độ 3.8vg/ph Ở phần sấy đường và tác nhân sấy ( không khí) chuyển động cùng chiều nhau Trongphần làm nguội, không khí mát chuyển động ngược chiều với đường Không khí ra máy sấy quaxylon thu hồi Nhiệt độ vào và ra khỏi máy sấy có thể điều khiển tự động

8-Quá trình đóng bao và bảo quản

- Thành phần đường giảm nguyên nhân là do đường có thể bị biến chất do một số

vi sinh vật đã có sẵn trong mía, nhưng trong quá trình sản xuất chưa bị tiêu diệt hoàn toàn gặpđiều kiện nhiệt độ thấp và môi trường thích hợp chúng lại trở lại hoạt động hoặc do sự xâmnhập của chúng từ môi trường bên ngoài (khi đường bị ẩm thì vi sinh vật dễ xâm nhập và có thểgây nên hiện tượng chuyển hóa của đường)

c)Phương pháp thực hiện

Sau khi sấy và làm nguội, đường được vận chuyển bằng hệ thống băng tải sangcác sàn phân loại rồi đến các phễu chứa đường Sau đó đóng bao 50kg trên máy đóng bao.Dùng

băng tải chở đường vào kho Cũng như các loại thực phẩm bảo quản dạng bao bì, các bao đườngđược xếp thành từng dãy trong kho, có thể xếp cao 4-5m, kho khô ráo, độ ẩm không khí 60% thìtốt Tường và nền kho lót nguyên liệu cách ẩm, có bệ xếp bao đường.

d) Thiết bị và các thông số công nghệ

Thiết bị được sử dụng ở đây là hệ thống băng tải, sàn phân loại, phiểu chứađường và một hệ thống đóng bao tự động để khối lượng đường trong bao được đồng nhất và ổnđịnh

B-QUI TRÌNH II

Ở qui trình này chỉ có cách thực hiện các quá trình lấy nước mía và làm sạchnước mía là khác so với qui trình trước Các phần còn lại thì không có gì thay đổi

1-Quá trình xử lý sơ bộ mía nguyên liệu

2-Quá trình lấy nước mía bằng phương pháp khuếch tán

a)Mục đích

Khai thác: để trích li đường từ mía triệt để hơn

b)Biến đổi

Dịch mía trong tế bào mía chưa bị phá vỡ sẽ khuếch tán vào dung môi

c)Phương pháp thực hiện

Có 2 phương pháp khuếch tán: khuếch tán mía và khuếch tán bã Chọn phươngpháp khuếch tán bã

-Mía sau khi qua máy ép sơ bộ được đưa vào ngâm trong nước nóng ở 75oC Saumột thời gian, khi lượng đường còn sót trong bã mía đã khuếch tán hết, ta tiến hành ép

- Mía qua ép sơ bộ thu được 65 – 70% đường trong mía, còn lại 30 – 35 % đườngtrong bã mía đi vào thiết bị khuếch tán Một bộ trục có hệ khuếch tán có thể trích li từ 65 –70% trong lúc đó mỗi bộ trục của hệ máy ép chỉ ép ra trung bình từ 16 – 23 % lượng nước míavà hệ máy ép có từ 4 – 6 trục chỉ trích li được 94 – 95% đường trong mía Mặc khác, khi đi quabộ trục ép của hệ khuếch tán, mía được chuẩn bị tốt hơn và sự tổn thất đường do tác dụng của visinh vật trong khuếch tán bã giảm so với phương pháp khuếch tán mía, thời gian khuếch tán rútngắn vì chỉ cần trích li 30-35% đường còn sót lại trong bã mía

d)Thiết bị và các thông số công nghệ

Sử dụng hệ thống ép–trích–ép gồm 1 trục ép sơ bộ, máy khuếch tán và 2 trục ép kiệt.Tốc độ quay của trục ép khoảng 5 vòng/phút

3-Quá trình làm sạch nước mía bằng phương pháp cacbonat hóa

a)Mục đích

Chuẩn bị cho quá trình nấu đường Đồng thời cũng có mục đích bảo quản và hoàn thiện

- CO2tác dụng với vôi dư tạo kết tủa

- CO2 có khả năng phân hủy muối canxi sacarit thành đường và CaCO3 kết tủa ,hấp phụ các chất kết tủa không đường khác trong dung dịch, làm sạch nước mía

b)Phương pháp

Phương pháp thông CO2thông thường : được dùng phổ biến trong sản xuất đườnghiện nay

Sơ đồ công nghệ :

Nước mía hỗn hợpGia vôi sơ bộ (pH = 6.2 – 6.6)Đun nóng lần I ( 50 – 55oC)

Ca(OH)2, CO2 Thông CO2 lần I ( pH = 10.5 – 11.3

Độ kiềm 0.04 – 0.06% CaO)Lọc ép lần I