THIẾT bị nấu ĐƯỜNG BẰNG hơi nước

I. Giới thiệu chung 1. Về ngành đường mía. 2. Về quá trình nấu đường. II. Các yêu cầu về công nghệ của quá trình nấu đường 1.Các yêu cầu công nghệ của đường sau nấu 2.Các yêu cầu công nghệ của thiết bị nấu đường III. Thiết bị nấu đường bằng hơi nước. 1.Thiết bị nấu một nồi có ống tuần hoàn trung tâm 2.Thiết bị nấu dạng ống chùm thẳng đứng 3.Thiết bị nấu tuần hoàn đơn IV. Các phương pháp bốc hơi trong hệ nấu 1.Phân loại 2.Các phương pháp bốc hơi chủ yếu IV. Một số kiểu kết cấu nồi nấu đường

Trang 2

NỘI DUNG

I Giới thiệu chung

1 Về ngành đường mía.

2 Về quá trình nấu đường.

II Các yêu cầu về công nghệ của quá trình nấu đường

1.Các yêu cầu công nghệ của đường sau nấu

2.Các yêu cầu công nghệ của thiết bị nấu đường

III Thiết bị nấu đường bằng hơi nước.

1 Thiết bị nấu Thiết bị một nồi có ống tuần hoàn trung tâm

2.Thiết bị nấu dạng ống chùm thẳng đứng

3.Thiết bị nấu tuần hoàn đơn

IV Các phương pháp bốc hơi trong hệ nấu

1.Phân loại

2.Các phương pháp bốc hơi chủ yếu

IV Một số kiểu kết cấu nồi nấu đường

Trang 3

I Giới thiệu chung

1 Về ngành đường mía.

Mía là nguồn nguyên liệu liệu chính

của ngành công nghiệp chế biến đường.

Đường mía hiện chiếm trên 60% tổng sản

lượng đường thô của toàn thế giới Mía là

loại cây có nhiều chất dưỡng chất như đạm,

canxi, khoáng, sắt, nhiều nhất là đường,

giúp con người thanh nhiệt, giải khát,xóa tan

mệt mỏi, trợ giúp tiêu hóa và cung cấp năng

lượng cho cơ bắp hoạt động Đường giữ

một vai trò rất quan trọng trong khầu phần

ăn hàng ngày của con người, là nhu cầu

không thể thiếu trong đời sống xã hội.

Trang 4

1.Về ngành đường mía

 Trên thế giới:

Bảng sản lượng và tiêu thụ đường thế giới (ĐVT, triệu tấn)

(nguồn từ Viện mía đường)

Niên vụ 2013/2014 Dự báo niên vụ 2014/2015

Trang 5

1.Về ngành đường mía.

- Châu Á và Nam Mỹ là hai khu vực sản xuất mía đường lớn

nhất thế giới, nhờ điều kiện thời tiết phù hợp, diện tích đất

nông nghiệp lớn, dân số đông và gắn bó với nghề mía.

- Những nước sản xuất đường chủ yếu:

 Brazil (niên vụ 2001/2002) sản lượng mía đạt 281 triệu tấn.

Sản lượng đường đạt 20,2 triệu tấn.

 Ấn Độ mỗi năm sản xuất từ 17,5 – 18,5 triệu tấn đường, song chỉ tiêu thụ khoảng 16 triệu tấn, hiện tại tồn kho khoảng 18 triệu tấn.

Thái Lan (niên vụ 2001/2002) đạt 56,49 triệu tấn.

Trang 6

1.Về ngành đường mía.

Tại Việt Nam:

- Trung quốc là thị trường xuất khẩu chính.

- Việt Nam còn nhập khẩu đường ở một số nước như Thái Lan,

Lào,.v.v

Bảng thống kê và dự báo cung- cầu đường (ĐVT: tấn)

(nguồn từ Viện mía đường)

Dự báo 2014- 2015 1.550.000 1.400.000

Trang 7

2 Về quá trình nấu đường.

 Nhiệm vụ của nấu đường: Mật chè từ

hệ bốc hơi có nồng độ khoảng 60 Bx, dùng phương pháp gia nhiệt tiếp tục

cô đặc đến độ quá bão hòa nhất định (Bx= 78 – 82), tạo mầm tinh thể và dần dần nuôi thành thể lớn lên đến hạt đường có kích thước đạt yêu cầu (0.8 – 1.2 mm)

 Nấu đường là một trong những công đoạn trọng yếu của sản xuất đường Kết cấu nồi nấu đường tốt hay xấu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm

Trang 8

II CÁC YÊU CẦU VỀ CÔNG NGHỆ CỦA

QUÁ TRÌNH NẤU ĐƯỜNG

1 Các yêu cầu công nghệ của đường sau

nấu

 Kích thước tinh thể đồng đều

 Tinh thể đường có độ lấp lánh tốt, góc cạnh rõ ràng.

 Số lượng tinh thể tạo ra không quá thưa hay quá dày

 Giảm hoặc tránh tổn thất đường

Trang 9

II CÁC YÊU CẦU VỀ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ

TRÌNH NẤU ĐƯỜNG

2 Các yêu cầu công nghệ của thiết bị nấu đường

 Làm việc dưới điều kiện chân không để tránh nhiệt độ cao tạo caramen ảnh hưởng màu sắc thành phần.

 Sử dụng hơi thứ gia nhiệt cho nấu đường nhằm tiết kiệm dùng hơi.

 Nồi kết tinh phải có đủ diện tích gia nhiệt để dùng hơi nước có áp suất thấp hoặc hơi thứ từ hệ thống bốc hơi làm hơi đốt thì việc dùng nhiệt lượng hiệu quả hơn Đảm bảo thời gian nhất định nấu xong một nồi

 Kết cấu buồng đốt phải tốt đảm bảo việc tuần hoàn tốt, hiệu suất truyền nhiệt cao

 Không gian phía dưới bộ phận gia nhiệt của nồi đường không để

có góc chết ảnh hưởng đến đối lưu trong nồi

Trang 10

II CÁC YÊU CẦU VỀ CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ

TRÌNH NẤU ĐƯỜNG

2 Các yêu cầu công nghệ của thiết bị nấu đường

 Cửa thoát đường non phải đủ lớn để để nhả đường nhanh ( bằng 1/6 – 1/8 đường kính nồi), van xả đường phải kín và dễ mở

 Đỉnh nồi phải có bộ phận thu hồi đường để tránh thoát đường theo nước ngưng của tháp tạo chân không

 Trên nồi nấu phải có các đường hơi đốt, đường hơi thứ, ống nạp

liệu, ống nước nóng lạnh, đường thoát nước ngưng tụ, đường thoát khí không ngưng có kích thước cần thiết Các van lắp ở vị trí dễ thao tác

 Ngoài ra, cần phải có: kính quan sát, cửa lấy mẫu, nhiệt kế, chân không kế, đồng hồ áp lực

 Bộ phận nạp liêu phải đảm bảo cho nguyên liệu khi vào phải đều và hòa nhanh

Trang 11

III THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC

Phân loại (theo cấu tạo của thiết bị)

Thiết bị nấu một nồi có ống tuần hoàn trung tâm

Thiết bị nấu dạng ống chùm thẳng đứng

Thiết bị nấu tuần hoàn đơn

Trang 12

III THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI

NƯỚC

1 Thiết bị nấu một nồi có ống tuần hoàn trung tâm Sơ đồ cấu tạo:

Ghi chú: 1 Thùng chứa dung dịch; 2 Buồng đốt; 3 Thiết bị cô đặc;

4.Thiết bị ngưng tụ kiểu ống đứng; 5.Thùng chứa nước; 6 Thùng chứa hơi thứ ngưng; 7 Bơm dung dịch; 8 Bơm nước; 9 Bồn cao vị; 10 Thùng

chứa nước ngưng tụ; 11 Ratomet (lưu lượng kế); 12 Thùng chứa sản

phẩm; 13 Thùng tháo nước ngưng

Trang 13

III THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC

1 Thiết bị nấu một nồi có ống tuần hoàn trung tâm

Nguyên lý hoạt động:

 Dung dịch đầu từ thùng chứa dung dịch (1) được bơm vào bồn cao vị (9), từ đây dung dịch chảy qua lưu lượng kế (11) Ở lưu lượng kế, người ta có thể điều chỉnh lưu lượng dung dịch đi vào buồng đốt (2) Tại đây dung dịch được đun nóng đến nhiệt

độ sôi Dung dịch sôi tạo hỗn hợp lỏng - hơi lên buồng bốc, một phần hơi cuốn theo dung dịch gặp tấm chắn ngưng tụ rồi rơi xuống

Trang 14

Nguyên lý hoạt động:

 Hơi thứ và khí không ngưng đi ra phía trên của thiết bị cô đặc vào thiết bị ngưng tụ kiểu ống đứng (4), ngưng tụ thành lỏng chảy ra ngoài thùng chứa (5), khí không ngưng được tháo ra ngoài qua thiết bị ngưng tụ kiểu ống đứng Tác dụng của thiết

bị thu hồi bọt là giữ lại những hạt nước ngưng bị khí không ngưng cuốn theo, những giọt nước này lắng lại trong thiết bị

cô đặc (3) và sản phẩm được tháo ra ngoài qua thùng chứa sản phẩm (12)

Trang 15

Nguyên lý vận hành nồi nấu.

 Phần dưới của thiết bị là phòng đốt gồm có các ống truyền

nhiệt và ở tâm có ống tuần hoàn trung tâm có độ lớn tùy thuộc vào nồng độ của dung dịch cần cô đặc Dung dịch đi bên trong ống, hơi đốt ( hơi nước bão hòa ) đi vào khoảng trống phía

ngoài ống Phía trên phòng đốt là phòng tách hơi thứ khỏi hỗn hợp hơi - lỏng còn gọi là buồng bốc Trong buồng bốc có bộ phận tách bọt dùng để tách những giọt lỏng do hơi thứ mang theo

Trang 16

 Dung dịch được đưa vào đáy phòng bốc hơi, chảy vào trong các ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn trung tâm, hơi đốt được đưa vào phòng đốt Dung dịch được đun sôi, tạo thành hỗn hợp lỏng

và hơi trong ống truyền nhiệt, khối lượng riêng của dung dịch giảm và chuyển động từ dưới lên miệng ống Trong ống tuần

hoàn, thể tích dung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so với ống truyền nhiệt do đó lượng hơi tạo ra ít hơn vì vậy khối lượng riêng của hỗn hợp hơi lỏng ở đây lớn hơn trong ống truyền nhiệt Do đó chất lỏng sẽ di chuyển từ trên xuống dưới rồi

đi vào ống truyền nhiệt lên trên và trở lại ống tuần hoàn tạo lên dòng tuần hoàn tự nhiên

Trang 17

khỏi dung dịch bay lên qua bộ phận tách giọt Bộ phận tách giọt có tác dụng giữ lại những giọt chất lỏng do hơi thứ cuốn theo và chảy trở về đáy phòng bốc hơi, còn dung dịch có nồng độ tăng dần

tâm bằng một vài ống có đường kính nhỏ hơn

đốt chiếm từ 0,4 – 0,7 chiều cao ống Tốc độ đi trong ống tuần hoàn chọn khoảng 0,4 – 0,5 m/s Diện tích thiết diện của ống tuần hoàn lấy khoảng 15 – 20% thiết diện của tất các ống truyền nhiệt

Trang 18

 Thiết bị cô đặc loại này có ưu điểm là: cấu tạo đơn giản, dễ cọ rửa và sửa chữa Thiết bị loại này dùng để cô đặc các dung dịch có độ nhớt lớn, những dung dịch có thể có nhiều váng

cặn.

 Nhược điểm: Tốc độ tuần hoàn giảm nên hệ số truyền nhiệt thấp, khi thời gian làm việc lâu do ống tuần hoàn cũng bị đốt nóng.

Trang 19

amoniac; 12 Ống gia nhiệt; 13 Tấm ngăn hơi nước; 14.Ống rút nước; 15.

Ống kèn; 16 Van dỡ đường; 17,18 Dầu;

19 Xilanh dầu; 20 Pittong; 21 Cửa dỡ đường; 22 Chậu rửa tay; 23 Que lấy mẫu; 24 Kim chân không; 25 Ống hơi nước; 26 Cửa quan sát; 27 Ống nạp liệu; 28 Ống chảy về; 29 Ống amoniac

Trang 20

2 Thiết bị nấu ống chùm thẳng đứng

 Mục đích: Nhằm bốc

hơi nước, đưa nồng độ

Bx của nước mía hỗn

hợp từ 6 – 7% lên 55 –

65% để tạo điều kiện

cho quá trình kết tinh.

Hình – Thiết bị cô đặc

Trang 21

 Nguyên tắc của hệ thống: hơi đốt cung cấp cho nồi đầu tiên,

còn các nồi sau thì dùng hơi thứ của các nồi trước làm hơi đốt, đồng thời một phần hơi thứ này được dùng để gia nhiệt nước mía và nấu đường, hơi của nồi cuối được đưa vào thiết bị

ngưng tụ baromet Dung dịch tự chảy từ nồi này sang nồi khác nhờ sự chênh lệch áp suất giữa các nồi Dung dịch đị trong

ống, hơi đi ngoài ống, ở giữa buồng đốt có ống tuần hoàn Hệ thống bốc hơi này có thể tận dụng được nguồn hơi thứ triệt để, thời gian bốc hơi nhanh, giảm được chi phí về năng lượng.

Trang 22

 Ưu điểm của thiết bị:Thiết bị có tốc độ truyền nhiệt lớn, cấu tạo đơn giản nên dễ dàng vệ sinh và lắp đặt.

Trang 23

3 Thiết bị nấu tuần hoàn đơn

 Có cấu tạo tương tự như thiết bị cô đặc ống chùm

thẳng đứng, tuy nhiên ống truyền nhiệt dài hơn phía trong ống tuần hoàn có lắp chiếc phễu hình thang để tạo điều kiện cho phần lớn dung dịch chỉ đi qua ống truyền nhiệt một lần Khi có một phần dung dịch

đường không thoát ra kịp vào hiệu sau thì giữa ống tuần hoàn và ống tháo dung dịch có khoảng trống để dung dịch đường trở lại theo ống tuần hoàn

 Ưu điểm của thiết bị là dung dịch tuần hoàn có nồng

độ thấp, nên tăng hệ số truyền nhiệt

Trang 24

IV CÁC PHƯƠNG PHÁP BỐC HƠI TRONG HỆ NẤU

+ Khuyết điểm: Nhiệt độ hơi thứ thấp, không thỏa mãn yêu cầu công nghệ, giảm khả năng sử dụng hơi thứ, tăng tổn thất hơi

Bố trí thiết bị phức tạp, cần có thiết bị ngưng tụ để thực hiện điều kiện chân không

Trang 25

+ Khuyết điểm: Màu sắc dịch nước mía sậm, pH hạ thấp, đường khử bị phân hủy, tạo caramen

Trang 26

2 Các phương pháp bốc hơi chủ yếu

 Phương pháp bốc hơi áp lực chân không: Đối với phương

pháp này là ta kết hợp cả bốc hơi chân không và bốc hơi áp lực xen kẽ giữa các hiệu, nhiệt độ sôi của dung dịch đường hiệu cuối tương đối cao, có thể dùng hơi thứ hiệu cuối để đun nóng nước mía.

+ Ưu khuyết điểm của phương pháp bốc hơi áp lực chân không

là tổng hợp của 2 phương pháp trên

Trang 27

 Phương án bốc hơi chân không 4 hiệu:

+ Thích hợp cho các nhà máy vừa và nhỏ

+ Việc sử dụng phương pháp bốc hơi chân không 4 hiệu sẽ tận dụng tốt lượng hơi thừa.

+ Đây là phương pháp điển hình cho hệ thống bốc hơi chân

không, sử dụng hơi thừa từ nồi hơi nước có bổ sung hơi giảm

áp để gia nhiệt cho hiệu 1 Do áp suất hơi ở hiệu 1 thấp, độ chân không cao nên dịch đường bốc hơi ở nhiệt độ thấp vì thế lượng đường chuyển hóa thấp, đường hoàn nguyên ít bị phân hủy

Trang 28

 Phương án bốc hơi chân không 4 hiệu có hiệu “0”

+ Tương tự như phương án bốc hơi chân không 4 hiệu, nhưng người ta có lắp thêm hiệu bốc hơi “0” trước hiệu 1 Hiệu “0” vừa có tác dụng làm bốc hơi dịch đường vừa làm nồi phát sinh hơi nước áp suất thấp

+ Tuy nhiên do nồi “0” làm việc ở nhiệt độ cao nên dễ xảy ra hiện tượng phân hủy đường và caramen hóa, do đó cần rút

ngắn thời gian dừng của nước mía trong thiết bị và cần phải thiết kế bộ phận thu hồi đường.

Trang 29

V MỘT SỐ KiỂU KẾT CẤU NỒI NẤU ĐƯỜNG

Nồi nấu đường chân không tập hợp ống

Trang 30

V MỘT SỐ KiỂU KẾT NẤU NỒI NẤU ĐƯỜNG

Nồi nấu đường chân không tập hợp ống

Trang 31

1 Giáo trình Công nghệ sản xuất đường mía / Trần Mạnh Hùng và những người

khác

2 Công nghệ đường mía / Nguyễn Ngộ

3 Bài giảng công nghệ đường mía/ Thái Văn Đức

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	1,53 MB