0.5 ñieơm Haøm löôïng MgO trong vođi cao seõ coù nhöõng taùc hái : + Giảm thấp độ hoà tan của vôi; + Thời gian lắng kéo dài; + Tác dụng với đường khử làm tăng màu sắc nước mía + MgO có
Trang 1ÑAÙP AÙN ÑEĂ THI LYÙ THUYEÂT NAĐNG BAÔC NAÍM 2005
COĐNG NHAĐN COĐNG NGHEÔ HOAÙ CHEÂ BOÂC HÔI – BAÔC 6/6
Cađu 1 (2 ñieơm)
a (0.5 ñieơm) Haøm löôïng MgO trong vođi cao seõ coù nhöõng taùc hái :
+ Giảm thấp độ hoà tan của vôi;
+ Thời gian lắng kéo dài;
+ Tác dụng với đường khử làm tăng màu sắc nước mía
+ MgO có độ hoà tan lớn là thành phần đóng cặn ở các thiết bị truyền nhiệt
+ Làm cho đường có vị đắng
b (0.5 ñieơm) Nhiệt độ cao quá gây ra nhiều ảnh hưởng xấu:
+ tránh đưa nhiệt độ khí lên quá 300oC vì ở điểm này sẽ xảy ra sự thăng hoa làm cho hiệu suất tạo thành SO2 giảm và khí S sẽ bay ra ngoài theo đường ống dẫn, gặp lạnh biến thành S tinh thể
đọng lại trong các đường ống làm tắt ống
+ nhiệt độ cháy cao, ôxi nhiều, tạo thành SO3 làm giảm hiệu suất tạo SO2 và nếu có nước hoặc sắt thì tạo thành H2SO4
+ Phân ly SO2 : ở 1200oC, SO2 → S + O2 và ôxi mới sinh ra tác dụng ngay lập tức với SO2 bao quanh tạo thành SO3 Phản ứng này được nhận thấy bắt đầu từ nhiệt độ khoảng 900oC
c
(0.5 ñieơm) Taùc dúng cụa caùc laăn gia nhieôt trong qui trình laøm sách nöôùc mía theo phöông phaùp
sunphít hoaù axit tính
Gia nhiệt 1: Tác dụng:
- làm mất nước của thể keo ưa nước và tăng nhanh quá trình ngưng kết của keo
- Tăng tốc độ và hoàn thiện phản ứng hóa học đặc biệt là phản ứng tạo kết tủa CaSO3
- Ở nhiệt độ cao sự hòa tan của CaSO3 giảm do đó sự kết tủa được dễ dàng
Gia nhiệt lần 2: Tác dụng:
- giảm độ nhớt thuận lợi cho quá trình lắng trong
- tiếp tục hoàn thiện các pư hóa học đặc biệt là các phản ứng tạo kết tủa CaSO3, Ca3(PO4)2
- Làm cho một số keo bị mất nước → ngưng kết
- Làm kết tủa rắn chắc đặc biệt là CaSO3
Gia nhiệt 3: Tác dụng
- Làm cho nước mía sôi mạnh trước khi vào nồi bốc hơi Khi đưa vào nồi bốc thì nước chè đã sôi và bắt đầu bay hơi giảm được thời gian bốc hơi
T= 110-115oC đạt nhiệt độ sôi của nước mía
(0.5 ñieơm) Aûnh höôûng cụa gia nhieôt ñeân quaù trình laĩng trong nöôùc mía:
- Gia nhiệt tốt sẽ hoàn thiện các pư giúp tạo kết tủa hoàn toàn, giảm độ nhớt, tăng chênh lệch tỷ trọng giữa hạt kết tủa và nước mía
- Khi lắng một bộ phận tạp chất nổi lên trên bề mặt gọi là bọt, trong đó có nhiều cám mía nhỏ
li ti tỷ trọng thấp và một số tạp chất khác có tỷ trọng lớn hơn nhưng vì rất nhỏ nên bị bọt khí hút lại rồi mang theo lên mặt nước Gia nhiệt khống chế không ổn định, đột nhiên tăng cao thì những bọt nói trên bị vỡ ra, những hạt kết tủa không được hút lại mà bắt đầu chìm xuống,
do đó nước mía bị đục trở lại, dù có tiếp tục để lắng nữa thì tốc độ lắng cũng rất chậm
Trang 2- Ngoài ra nhiệt độ còn ảnh hưởng đến sự chuyển động của chất lỏng trong thùng lắng, nếu nhiệt độ không đều chổ nóng, chổ lạnh thì có hiện tượng đối lưu, làm cho kết tủa không lắng theo chiều thẳng đứng mà theo những hướng hổn loạn;
(Thiếu 1 ý trừ 0.25 điểm đúng 1 ý được 0.25 điểm)
Cađu 2 (2 ñieơm)
a Toơn thaât tónh aùp laø gì? Caùc bieôn phaùp ñeơ giạm toơn thaât naøy?
- (0.25 điểm) Tổn thất tỉnh áp là do áp suất cột dung dịch trong thiết bị gây nên Trị số tăng
cao nhiệt độ sôi của phần dung dịch đường dưới đáy cột dung dịch so với phần phía trên do ảnh hưởng của áp suất tĩnh gọi là tổn thất nhiệt do áp suất tĩnh
- (0.25 điểm) Để giảm tổn thất nhiệt do áp suất tĩnh:
+ tạo sự đối lưu tốt cho dung dịch đường bởi vì khi dung dịch đường sôi tạo nên hổn hợp nước khí làm cho tỷ trọng dung dịch trong ống giảm đi nhiều
+ Vì cột cao nước đường ảnh hưởng đến sự tăng lên của nhiệt độ sôi nên Vận hành ở mức mặt dung dịch thấp để giảm bớt ảnh hưởng do áp suất tĩnh khiến cho nhiệt độ sôi tăng cao
b (07.5 điểm) Thao taùc vaôn haønh boâc hôi ạnh höôûng ñeân truyeăn nhieôt trong quaù trình boâc hôi:
- (0.5 đ) Thao tác tháo nước ngưng và xả khí không ngưng :
+ Trong quá trình tryền nhiệt các khí không ngưng nằm lại trong chùm ống và làm ảnh hưởng tới truyền nhiệt, vì thế phải triệt để loại khí không ngưng trong buồng hơi mới đảm bảo có hệ số truyền nhiệt cao
+ Hệ số cấp nhiệt của nước ngưng tương đối thấp, ngoài ra lượng nước ngưng tụ tồn đọng trong buồng đốt sẽ ngăn cản không cho hơi đốt đi vào thực hiện quá trình truyền nhiệt nên đường đi của hơi nước bị cản trở làm giảm tốc độ đi qua của hơi nước do đó hệ số truyền nhiệt giảm, cần phải tháo nước ngưng đều đặn
- Khống chế chiều cao cột dung dịch: mức dung dịch trong nồi dâng lên không những làm chậm tốc độ tuần hoàn lại còn làm tăng sự tổn thất áp suất tĩnh khiến cho chênh lệch nhiệt độ giảm thấp, đối lưu giảm thấp
- Khống chế nồng độ dung dịch đường: càng cao, độ nhớt càng lớn tỷ trọng tăng và tỷ nhiệt giảm do đó làm giảm tốc độ tuần hoàn do đó làm giảm hệ số truyền nhiệt
c (0.75 điểm) Tái sao nöôùc ngöng tú ôû caùc hieôu boâc hôi thöôøng bò nhieêm ñöôøng vaø möùc ñoô
nhieêm ñöôøng taíng daăn theo soâ hieôu? Caùc bieôn phaùp hán cheâ söï nhieêm ñöôøng?
- (0.25 điểm) Hệ thống bốc hơi sử dụng hơi thứ của hiệu trước, do hiện tượng mất đường theo hơi thứ nên mức độ nhiễm đường của nước ngưng tụ từ hơi thứ cao hơn rất nhiều so với hơi sống Hiệu sau mất đường nhiều hơn hiệu trước do ở các nồi cuối, áp suất chân không càng cao nên sự kéo theo hơi bốc nhiều hơn ; ở các hiệu sau độ tinh khiết dung dịch tăng lên, độ nhớt tăng tương ứng thì các bọt khí vỡ chậm hơn, tức là mất đường tăng dần theo số hiệu về cuối do đó mức độ nhiễm đường tăng dẫn theo số hiệu
- (0.5 điểm) Biện pháp hạn chế:
+ Tránh nâng cao độ chân không tới mức không cần thiết, đôi khi theo các quan điểm khác nâng cao độ chân không có nhiều lợi thế, tuy nhiên nên giữ 62-65 cmHg là tốt nhất
+ trách thúc đẩy dàn bốc hơi đa hiệu làm việc vượt quá năng suất bình thường
+ tránh để mực nước mía lên cao quá mức tối ưu
+ đưa nước mía vaò đáy nồi bốc hơi chứ không phải cho vào mặt sàng trên vì ở đó có thể gây ra sự bắn tóe nước mía lên, và có thể bị phun thành dạng sương mù
Trang 3+ trang bị các bộ thu hồi cho các nồi bốc hơi và các thiết bị thu hồi có hiệu quả cho đường ống
chân không
+ buồng bốc trên chùm ống phải cao hơn chiều cao chùm ống ít nhất 2 lần tốt hơn là 2.5 lần bởi
vì khi các giọt văng lên tương đối lớn chỉ cần tăng thêm chiều cao buồng bốc là đủ ngăn
chúng lại
Cađu 3 (5 ñieơm)
Moôt nhaø maùy ñöôøng duøng phöông aùn boâc hôi chađn khođng 5 hieôu coù trích hôi thöù Cheø trong ñi
boâc hôi vôùi löu löôïng laø 187,5 taân/giôø, coù ñoô ñöôøng laø 10,4% vaø tinh ñoô laø 80% Caùc soâ lieôu
cụa heô thoâng boâc hôi ñöôïc cho nhö sau:
(* ) Baỉng löôïng hôi boâc ñi vaøo thaùp ngöng tú Giạ thieât raỉng:
- Neâu khođng trích hôi thöù, ñeơ laøm boâc hôi moôt löôïng nöôùc nhö khi coù trích hôi thöù thì caăn caâp
cho heô thoâng boâc hôi moôt löôïng hôi ñoât laø 29,204 taân/giôø
- Cöù 1 kg hôi seõ laøm boâc hôi 1 kg nöôùc
Anh (chò) haõy:
a (2 ñieơm) Xaùc ñònh noăng ñoô cheø ra khoûi moêi hieôu
b (1.25 ñieơm) Xaùc ñònh heô soâ truyeăn nhieôt cụa moêi hieôu
c (0.75 ñieơm) Xaùc ñònh cöôøng ñoô boâc hôi cụa moêi hieôu
d (1 ñieơm) Caín cöù caùc soâ lieôu veă heô soâ truyeăn nhieôt, cöôøng ñoô boâc hôi vaø löôïng hôi thöù trích ôû
caùc hieôu, ñöa ra nhaôn xeùt (lôøi bình luaôn) cụa mình
Giải:
a Xác định nồng độ mật chè ra khỏi mỗi hiệu:
- Khi không trích hơi thứ thì lượng hơi bốc ở các hiệu là như nhau và bằng tổng lượng nước bốc
hơi của toàn hệ thống chia cho số hiệu lúc này thì W1= W2=W3=W4=W5=W/5
- Cứ 1 kg hơi làm bốc hơi 1 kg nước như vậy lượng hơi đốt cấp cho hệ thống bốc hơi sẽ bằng
lượng nước bốc hơi ở hiệu 1 và W1=D= 29.204 tấn/giờ (0.25 điểm)
- Lượng nước bốc hơi của toàn hệ thống trong trường hợp có trích hay không trích hơi thứ là như
nhau và bằng W=29.204*5=146.02 tấn/giờ (0.25 điểm)
- Ta có công thức tính lượng hơi bốc ở hiệu 5 như sau: W5=(W-E1-2E2-3E3-4E4)/5 Theo đề bài
thì lượng hơi trích ở hiệu 4 bằng lượng hơi bốc đi vào tháp ngưng tụ Vì không trích hơi thứ ở
hiệu 5 (hiệu cuối) nên lượng hơi đi vào tháp ngưng tụ chính là lượng hơi bốc ở hiệu 5 Như vậy ta
có W5=E4 Thay vào công thức trên ta được:
E4= (W-E1-2E2-3E3)/9 = (146.02-12.2-2*8.2-3*7.28)/9=10.62 tấn/giờ
W5=E4 = 10.62 tấn/giờ (0.25 điểm)
Trang 4- Vậy: W4=W5+E4= 10.62+10.62=21.24 tấn/giờ
W3=W4+E3= 21.24+7.28=28.52 tấn/giờ
W2=W3+E2= 28.52 +8.2=36.72 tấn/giờ
W1=W2+E1= 36.72+12.2=48.92 tấn/giờ
- Vậy : G1= Gđ-W1= 187.5-48.92=138.58 tấn/giờ
G2=G1-W2=138.58-36.72 = 101.86 tấn/giờ
G3=G2-W3=101.86-28.52 = 73.34 tấn/giờ
G4=G3-W4= 73.34 -21.24=52.1 tấn/giờ
G5=G4-W5=Gđ - W= 187.5-146.02 = 41.48 tấn/ giờ
- Nồng độ chè trong Bx=Pol/AP= 10.4/80=13%
Ta có Gđ.Bxđ=G1.Bx1=G2.Bx2=G3.Bx3= G4.Bx4=G5.Bx5
Ư Bx1= 187.5*13%/138.58=17.59% (0.25 điểm)
Bx2= 187.5*13%/101.86=23.93% (0.25 điểm)
Bx3= 187.5*13%/73.34=33.236% (0.25 điểm)
Bx4=187.5*13%/52.1=46.785% (0.25 điểm)
Bx5=187.5*13%/41.48=58.76% (0.25 điểm)
b,c: Xaùc ñònh heô soâ truyeăn nhieôt ; cöôøng ñoô boâc hôi cụa moêi hieôu
Công thức tính hệ số truyền nhiệt K = W.r/F.Δt
Công thức tính cường độ bốc hơi: U=W1/F1
Nhiệt độ sôi của dung dịch (oC) 120.7 110.2 98.6 84.9 64
K (kCal/m2.giờ oC) 2253.57 1694.45 1237.92 1053.58 366.52
(0.25 đ) (0.25 đ) (0.25 đ) (0.25 đ) (0.25 đ)
(0.75 điểm)
d Nhận xét
- Hệ số truyền nhiệt giảm dần theo sự tăng lên của số hiệu, vì nhiệt độ sôi giảm dần, nồng độ
tăng dần, cáu cặn nhiều lên nên hệ số truyền nhiệt giảm dần (0.25 điểm)
- Nhân tố ảnh hưởng đến cường độ bay hơi là hệ số truyền nhiệt và hiệu số nhiệt độ có ích; (0.25 điểm) ở các hiệu bốc sau vì cáu cặn tăng nên cường độ bay hơi giảm; để tăng cuờng độ bay hơi thì tăng lượng hơi trích ở hiệu trước đó để tăng nhiệt độ có ích; (0.25 điểm) ở hiệu 4 vì có trích lượng hơi thứ lớn nên hiệu số nhiệt độ có ích ở hiệu 5 cao.(0.25 điểm)
Cađu 4 (1 ñieơm)
Trang 5ÑAÙP AÙN ÑEĂ THI LYÙ THUYEÂT NAĐNG BAÔC NAÍM 2005
COĐNG NHAĐN COĐNG NGHEÔ HOAÙ CHEÂ BOÂC HÔI – BAÔC 5/6
Thôøi gian laøm baøi: 120 phuùt (cho 3 cađu neâu ra theđm thì cho theđm thôøi gian laøm baøi)
(Khođng keơ thôøi gian phaùt ñeă)
Cađu 1 (3 ñieơm)
a Anh (chò) haõy trình baøy taùc dúng cụa pH, nhieôt ñoô ñeân quaù trình laøm sách nöôùc mía
Tác dụng của pH :
*Ngưng kết chất keo: (0.25 điểm)
Trong nước mía có hai điểm pH làm ngưng tụ chất keo:
+ pH trên dưới 7 là điểm đẳng điện của nhiều loại keo trong nước mía
+ pH =11 là điểm ngưng kết của prôtêin trong môi trường kiềm mạnh
*Làm chuyển hoá đường saccaroza :(0.25 điểm)
- Trong môi trường acid đường saccaroza bị chuyển hoá tạo thành glucoza và fructoza ;việc chuyển hoá đường saccaroza là một điều bất lợi
*Làm phân giải đường saccaroza:(0.25 điểm)
- Trong môi trường kiềm , dưới tác dụng của nhiệt saccaroza bị phân huỷ
- Sự phân giải đường saccaroza trong quá trình sản xuất làm tăng tổn thất đường, tăng độ nhớt, độ màu → giảm hiệu suất thu hồi đường
*Làm phân giải đường khử (0.25 điểm)
- Trong nước mía hổn hợp có chừng 0,3-2,4% đường khử Nếu pH của nước mía hay dung dịch đường vượt quá 7 sẽ phát sinh các phản ứng phân huỷ đường khử
- Sự phân giải của đường khử trong quá trình sản xuất làm giảm độ tinh khiết của mật chè, tăng độ màu, giảm tốc độ kết tinh đường
*Tách loại chất không đường (0.25 điểm)
Ở các pH khác nhau có thể loại đuợc các chất không đường khác nhau
- pH =7-10 các muối vô cơ Al2O3, P2O5, Fe2O3, SiO2, MgO dễ bị loại;
- Ở pH = 7 tách loại được khoảng 50-60% chất keo (pentosan.)
- Khi pH khoảng 5-6, trên 98% prôtêin có thể bị tách loại
- Khi chọn pH thích hợp để loại chất không đường không nên tách loại đơn độc từng chất mà phải xét một cách toàn diện để tách loại nhiều chất không đường
Tác dụng của nhiệt độ :
• Nếu khống chế nhiệt tốt sẽ thu được những tác dụng chính sau: (0.5 điểm)
- có thể loại không khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt
- tăng nhanh các quá trình phản ứng hoá học,
- có tác dụng diệt trùng, đề phòng hiện tượng lên men acid và sự xâm nhập của VSV vào nước mía
- do nhiệt dộ tăng cao làm cho tỉ trọng nước mía giảm, đồng thời làm chất keo ngưng tụ, tăng nhanh tốc độ lắng của những chất kết tủa
• Nếu khống chế nhiệt độ không tốt thường gặp các trường hợp không tốt dưới đây: (0.5 điểm)
- khi nước mía có tính acid (pH =5-5,5) dưới tác dụng của nhiệt đường saccaroza bị phân huỷ tăng tổn thất đường
Trang 6- Nếu thời gian tác dụng của nhiệt kéo dài và ở nhiệt độ cao thường sinh hiện tượng caramen hoá ảnh hưởng đến màu sắc của nước mía, làm nước mía có màu sẫm
- Dưới tác dụng của nhiệt, đặc biệt ỏ nhiệt độ cao, đường khử bị phân huỷ tạo ra các chất màu và các acid hữu cơ;
- Đun nóng nước mía có khả năng thúc đẩy sự thuỷ phân vụn mía, sản sinh chất keo
b Khoâi löôïng vođi boôt (haøm löôïng CaO laø 68%) caăn cho moôt ngaøy sạn xuaât laø 1,5 taân Xaùc ñònh soâ laăn pha söõa vođi (noăng ñoô 10 o Be ) trong ngaøy bieât raỉng dung tích höõu hieôu cụa hai thuøng söõa vođi laø 2,2m 3
- Khối lượng CaO cần trong ngày là: 1.5 103*68%=1020 kg (0.25 điểm)
- Cứ 1 lít sữa vôi nồng độ 10oBe có khối lượng là 1074 gam và khối lượng CaO có trong 1 lít sữa vôi là: 1074*8.74%=93.9 gam
- Lượng sữa vôi cần pha trong ngày là: 1020.103/93.9 = 10.86.103 lít = 10.86 m3 (0.25 điểm)
- Số lần pha sữa vôi là: 10.86/2.2 = 4.936 tức 5 lần (0.25 điểm)
Cađu 2 (2 ñieơm) Anh (chò) haõy cho bieât:
a Toâc ñoô laĩng chaôm ôû boăn laĩng nöôùc mía gađy ra ạnh höôûng gì ñoâi vôùi sạn xuaât?
- Gây ra hiện tượng ối đọng nước chè trong bồn lắng có thể phải hạ công suất ép hoặc ngừng ép
để giải quyết chè (0.25 điểm)
- Gây ra hiện tượng chuyển hóa đường sacaroza và phân giải đường khử Nếu lắng chậm, nước mía lưu lại trong bồn lắng lâu, pH nước mía hạ xuống nhiều mức độ tổn thất do chuyển hóa đường sacarôza càng cao, đôi khi lên đến 1-3% Nước bùn lắng bị phân giải nhanh hơn nước
mía trong nhiều (0.25 điểm)
- Tốc độ lắng chậm mà cũng phải ép mía thì nước chè ra khỏi bồn lắng sẽ không đạt yêu cầu: nước mía đục, các tạp chất lơ lững, các thể keo vẫn tồn tại gây khó khăn cho quá trình bốc hơi,
nấu, phân mật và ảnh hưởng không tốt đến chất lượng đường thành phẩm (0.25 điểm)
b Caùc nguyeđn nhađn laøm giạm pH vaø laøm taíng tinh ñoô cụa nöôùc cheø trong quaù trình boâc hôi?
Nguyên nhân làm giảm độü pH:(0.25 điểm)
Độ giảm pH có liên quan đến phương pháp lắng trong và thành phần của chè trong
- do sự thủy phân chất không đường chứa nhóm amin tạo các axít Các acid tạo thành sẽ trung hòa độ kiềm tự nhiên trong nước chè (K2CO3, Na2CO3) làm trị số pH của nước chè giảm xuống
- Đường khử phân hủy tạo ra các acid hữu cơ như a, lactic, a glucônic, a focmic, a acêtic và
a humic làm cho trị số pH của dịch đường giảm thấp
Nguyên nhân làm tăng AP: (0.25 điểm)
Chè trong sau khi bốc hơi thu được mật chè có độ tinh khiết cao hơn, đây là hiện tượng bình thường do các nguyên nhân sau đây:
- Chất không đường bị phân hủy ví dụ như sự phân hủy acid amin và muối cacbônat sinh ra
CO2 và NH3 bay đi mất do đó giảm một phần chất không đường, tương ứng làm cho độ tinh khiết của mật chè tăng 0.1
- Một phần chất không đường kết tủa sinh ra cáu cặn làm cho độ tinh khiết mật chè tăng lên
Trang 7Caùc thay ñoơi naøy coù ạnh höôûng gì ñeân hieôu suaât thu hoăi (0.25 điểm)
- Giảm pH nếu nhiều quá thì làm tăng tổn thất đường sacarôza do chuyển hóa, đồng thời gây
trở ngại tới công đoạn thông SO2 cho mật chè
- Mật chè là nguyên liệu chủ yếu của đường non A là loại đường trực tiếp sản xuất ra đường
thành phẩm và quyết định độ tinh khiết của các nguyên liệu khác, cho nên yêu cầu đối với
chất lượng mật chè tương đối cao
Giải thích: (0.5 điểm)
+ Bởi vì để đảm bảo độ màu của mật chè thì phải xông SO2 với liều lượng thích hợp nếu pH
đã thấp cộng thêm lượng SO2 làm cho pH mật chè càng thấp tăng sự chuyển hóa trong
quá trình nấu đường, sản phẩm của sự chuyển hóa tiếp tục bị phân giải trong quá trình
nấu đường làm ảnh hưởng đến chất lượng đường về độ màu và hàm lượng tạp chất và ảnh
hưởng nhất định tới thu hồi
+ Độ tinh khiết của mật chè càng cao, thì quá trình kết tinh càng dễ, nấu nhanh, hạn chế
được những biến đổi xãy ra trong quá trình nấu, cho nên hạn chế các tổn thất do chuyển
hóa và hạn chế những tạp chất do sản phẩm của chuyển hóa sinh ra góp phần tăng hiệu
suất thu hồi và tăng chất lượng đường
Cađu 3 (4 ñieơm)
Moôt heô thoâng boâc hôi 5 hieôu Löôïng cheø trong ñi boâc hôi laø 105 taân/giôø, coù ñoô ñöôøng laø 10,8%,
noăng ñoô chaât khođ laø 13,5% Noăng ñoô chaât khođ cụa maôt cheø ra khoûi heô thoâng boâc hôi laø 60%
a (0.5 ñieơm) Xaùc ñònh hieôu suaât laøm sách bieât raỉng tinh ñoô cụa cheø trong baỉng 1,02 laăn tinh
ñoô nöôùc mía hoơn hôïp
b (1 ñieơm) Giạ söû heô thoâng boâc hôi khođng trích hôi thöù, xaùc ñònh noăng ñoô cheø ra khoûi moêi
hieôu
c (1.5 ñieơm) Neâu trích hôi thöù ôû caùc hieôu 1,2,3,4; löôïng hôi boâc ôû hieôu cuoâi ñi vaøo thaùp ngöng
tú laø 7,19 taân/giôø Tính löôïng hôi tieât kieôm ñöôïc do trích hôi thöù vaø toơng löôïng hôi trích ôû
caùc hieôu bieât raỉng noăng ñoô cheø r akhoûi hieôu 1 laø 18%
d (1 ñieơm) Tính thôøi gian löu cụa cheø ôû hieôu 1 vaø hieôu 5 trong tröôøng hôïp coù trích hôi thöù bieât
raỉng theơ tích cheø ôû hieôu 1 laø 5m 3 vaø hieôu 5 laø 4m 3
(Boû qua mói toơn thaât )
Soâ lieôu tra bạng
Bạng 1- Moâi lieđn quan giöõa ñoô Baume vaø löôïng vođi chöùa trong söõa vođi
Ñoô Baume Tyû tróng (gam/lít) % Khoâi löôïng CaO
10 1074 8,74
Bạng 2- Bạng ñoâi chieâu noăng ñoô, tyû tróng cụa dung dòch ñöôøng
o Bx Tư tróng taân/m 3 o Bx Tư tróng taân/m 3 o Bx Tư tróng taân/m 3 o Bx Tư tróng taân/m 3
13 1,05252 17 1,06968 44 1.199936 48 1.2208
15 1,06104 19 1,07844 46 1.21 60 1.28873
a
- Độ tinh khiết của chè trong: AP1 = Pol/Bx= 10.8/13.5=80%
- Độ tinh khiết của nước mía hổn hợp: AP0= AP1/1.02=80%/1.02= 78.43% (0.25 điểm)
- Hiệu suất làm sạch: H= 100(80-78.43)/[80(100-78.43)]=9.1% (0.25 điểm)
b
Trang 8- Tổng lượng nước bốc hơi W= 105 (1-13.5/60) = 81.375 tấn/giờ
- Khi không trích hơi thứ thì lượng nước bốc hơi của các hiệu là như nhau và bằng tổng lượng nước bốc hơi chia cho số hiệu: W1= W2=W3=W4=W5=W/5=81.375/5=16.275 tấn/giờ
- Nồng độ chè ra khỏi mỗi hiệu
G1= Gđ-W1= 105-16.275=88.725 tấn/giờ Ư Bx1= Gđ.Bxđ/G1= 105*13.5/88.725= 15.98%
(0.25 điểm)
G2= G1-W2= 88.725-16.275=72.45 tấn/giờ Ư Bx2= Gđ.Bxđ/G2= 105*13.5/72.45= 19.565%
(0.25 điểm)
G3= G2-W3= 72.45 -16.275=56.175 tấn/giờ Ư Bx3= Gđ.Bxđ/G3= 105*13.5/56.175= 25.23%
(0.25 điểm)
G4= G3-W4= 56.175 -16.275=39.9 tấn/giờ Ư Bx1= Gđ.Bxđ/G1= 105*13.5/39.9= 35.53%
(0.25 điểm)
Bx5= Bxcuối = 60%
c
W5= (W-E1-2E2-3E3-4E4)/5 = W/5 - (E1+2E2+3E3+4E4)/5 (0.25 điểm)
- Vì không trích hơi thứ ở hiệu 5 nên E5=0 và lượng hơi tiết kiệm được do trích hơi thứ được xác định theo công thức: e= (E1+2E2+3E3+4E4)/5 (0.25 điểm)
- Vậy W5= W/5-e Ư e= W/5-W5 Theo đề bài W5= 7.19 tấn/giờ Ư e=81.375/5-7.19=9.085
tấn/giờ (0.25 điểm)
- Ta có:
Khi không trích hơi thứ thì tổng lượng hơi cần là D=Q+R=W/5+E1+E2+E3+E4+E5
Khi có trích hơi thứ thì tổng lượng hơi cần là: D’=W1; mà E5=0
Lượng hơi tiết kiệm: e= W/5 + R-W1 Ư R= W1+e-W/5= W1+W/5-W5-W/5=W1-W5
- W1 = Gđ-G1 = Gđ - Gđ.Bxđ/Bx1 = 105 - 105*13.5/18 = 105 - 78.75= 26.25 tấn/giờ (0.25 điểm)
- Vậy tổng lưọng hơi trích ở các hiệu là: R= 26.25 - 7.19 = 19.06 tấn/giờ (0.5 điểm)
d
- Ta có G5=Gc=Gđ-W= 105 - 81.375 = 23.625 tấn/giờ
G4 = G5+W5 = 23.625+7.19 = 30.815 tấn/giờ (0.25 điểm)
Bx4= Gđ.Bxđ/G4 = 105*13.5/30.815=46% (0.25 điểm)
- Tỷ trọng của dung dịch đường ở nồng độ 18% là : (1069.68+1078.44)/2=1074.06 kg/m3
- (0.25 điểm)Thời gian lưu ở hiệu 1 V1= 5 m3
phút Bxđ
Gđ
Bx d
V
5 13 60
1000 105
18 06 1074 5 1 1
1
*
*
*
*
*
*
*
=
=
- (0.25 điểm)Thời gian lưu ở hiệu cuối V5= 4 m3
phút Bx
G
Bx d
V
46 60
1000 815 30
60 73 1288 4 4
4
5 5
5
*
*
*
*
*
*
Trang 9ÑAÙP AÙN ÑEĂ THI LYÙ THUYEÂT NAĐNG BAÔC NAÍM 2005 COĐNG NHAĐN COĐNG NGHEÔ NAÂU ÑÖÔØNG – BAÔC 6/6
Thôøi gian laøm baøi: 120 phuùt (cho 3 cađu neâu ra theđm thì cho theđm thôøi gian laøm baøi)
(Khođng keơ thôøi gian phaùt ñeă)
Cađu 1 (2.5 ñieơm) Anh (chò) haõycho bieât:
a Caùc yeđu caău veă chaât löôïng nguyeđn lieôu ñaău vaøo khi naâu ñöôøng?
Độ tinh khiết: (0.25 điểm)
Các loại đường non khác nhau yêu cầu độ tinh khiết của nguyên liệu khác nhau, thường qua tính toán phối liệu để xác định Tuy nhiên, mật chè là nguyên liệu chủ yếu của đường non A là loại đường trực tiếp sản xuất ra đường thành phẩm và quyết định độ tinh khiết của các nguyên liệu khác, cho nên yêu cầu đối với chất lượng mật chè tương đối cao Độ tinh khiết của mật chè chủ yếu được quyết định bởi độ chín của mía
Nhiệt độ:(0.25 điểm)
Nhiệt độ nguyên liệu đưa vào nồi nấu phải khống chế cao hơn đường non trong nồi 3-5o để sau khi vào nồi nguyên liệu bay hơi tự nhiên để duy trì và tăng tốc độ đối lưu của đường non Nhiệt độ nạp liệu quá cao hay quá thấp đều không thích hợp Nhiệt độ quá cao, sau khi vào nồi sinh ra sự bay hơi gấp, đối lưu quá mạnh dễ sinh thoát đường Nhiệt độ quá thấp, sau khi nạp liệu phải tốn thời gian nâng nhiệt lên tới nhiệt độ sôi của đường non mới sinh ra đối lưu Do đó cần đảm bảo nhiệt độ nguyên liệu đầu vào
Nồng độ:(0.25 điểm)
Nồng độ nguyên liệu đầu vào không nên quá cao, vì sau khi đưa nguyên liệu vào nồi cần có một quá trình bốc hơi để đạt độ bão hoà tương ứng với độ bảo hoà của nước cốt cũ, để sao cho lượng đường đưa vào cân bằng với lượng đường kết tinh nếu không dể sinh ra tinh thể dại
Nhưng nồng độ quá thấp không những kéo dài thời gian nấu, tăng tiêu hao hơi, ảnh hưởng đến xử lý cân bằng nguyên liệu, mà có thể sinh ra tan tinh thể cục bộ rất nguy hiểm
Chỉ tiêu nồng độ mật chè nhất thiết phải xác định dựa vào cân đối thiết bị và yêu cầu công nghệ
Trị số màu (0.25 điểm)
Trị số màu của mật chè và của đường trắng liên quan trực tiếp với nhau, khi tinh thể lớn lên sẽ hấp thụ sắc tố có trong nước cốt do vậy mật chè có trị số nàu thấp có thể nấu ra đường có trị số màu thấp Mà trị số màu của mật chè liên quan đến hiệu quả làm sạch
Tuy nhiên trị số màu của sản phẩm còn phụ thuộc vào điều kiện khác như loại mía, thời kỳ chín, phương pháp công nghệ, tình hình thiết bị, trình độ thao tác
Độ trong (0.25 điểm)
Mật chè nguyên liệu nấu đường phải trong suốt, nếu chứa cặn, tạp chất huyền phù, vụn mía thì độ nhớt của đường non tăng lên, đồng thời hàm lượng tro của thành phâím và các tạp chất không hoà tan cũng tăng lên Do đó phải tăng hiệu quả làm sạch, thường xuyên làm sạch đáy thùng chứa mật chè, giữ mật chè trong thùng chứa một thời gian nhất định để lắng cặn, cung cấp nguyên liệu nấu đảm bảo
b Öu nhöôïc ñieơm cụa caùc phöông phaùp táo maăm tinh theơ?
- Tạo mầm tự nhiên: (0.25 điểm)
+ ưu: không cần chuẩn bị bột giống hay thay đổi điều kiện
Trang 10+ Phương pháp này có nhược điểm là kéo dài thời gian nấu đường, vì saccaroza rất khó tự kết tinh, nấu đến nồng độ cao chất lượng đường không đảm bảo, thời gian nấu kéo dài, khó khống chế lượng mầm, độ đồng đều của tinh thể thấp
- Phương pháp kích thích: (0.25 điểm)
+ Nhược điểm: cần thay đổi độ chân không đột ngột hoặc cho một lượng mầm rất ít để kích thích sự xuất hiện tinh thể mới Số lượng tinh thể khó đạt được chính xác do vậy vẫn khó khống chế lượng mầm tinh thể theo ý muốn Ngoài ra trong điều kiện độ chân không thay đổi, độ tinh khiết của nguyên liệu thấp số lượng tinh thể hình thành
do kích thích sẽ khác biệt rất xa
+ So với phương pháp tạo mầm tự nhiên thì phương pháp này có ưu điểm hơn là rút ngắn thời gian nấu đường, nếu nồng độ lên mầm được khống chế chính xác, thì kích thích một lần là đủ sinh ra một số lượng nhất định các tinh thể với độ đồng đều cao,
- Phương pháp tinh chủng: (0.25 điểm)
+ Nhược điểm : cần phải chuẩn bị bột đường trước; Khống chế độ bảo hòa ở vùng ổn định nếu không sẽ trở thành phương pháp kích thích
+ Ưu điểm: phương pháp này rút ngắn được thời gian nấu đường đồng thời có thể khống chế được chất và lượng của bột đường, thu được tinh thể có màu sắc, hình dáng đẹp và đạt được số luợng mầm tinh thê ø cần thiết
- Nấu giống (phương pháp phân cắt):(0.25 điểm)
+ Phương pháp này đòi hỏi thời gian lâu, do phải qua công đoạn nấu giống sau đó mới gieo được, nhưng qua công đoạn này thời gian nấu sẽ nhanh hơn
- Đường hồ: (0.25 điểm)
+ Phương pháp này có thể rút ngắn thời gian nấu, do nấu đường mía ở thể rắn dễ nấu hơn so với từ mật đường ở trạng thái nóng chảy đem đi nấu lại
+ Phương pháp này gần như phương pháp nấu giống, thời gian nấu ngắn và dễ nấu nhưng giảm chất lượng đường do mầm tinh thể là tinh thể đường cấp thấp hơn tạo nên
Cađu 2 (2.5 ñieơm) Anh (chò) haõy cho bieât:
a Ñieơm khaùc nhau trong vieôc naâu luyeôn caùc loái ñöôøng non A,B,C
Đường A (0.25 điểm)
Đường A là đường thành phẩm do đó phải đạt các yêu cầu: tinh thể phải sắc cạnh, trắng, sạch có màu sáng óng ánh, hiệu xuất kết tinh lớn Có thể dùng tất cả các phương pháp khởi tinh để nấu dường A: phương pháp đường giống, đường hồ và cho bột Cho đường giống thì có thể hút giống trước rồi tiếp tục nấu sau, cho đường hồ thì nấu mật chè đến độ quá bão hòa α=1,05-1,1 rồi cho đường hồ vào Phương pháp bỏ bột thì nấu đến độ quá bão hòa α=α=1,05-1,1-α=1,05-1,15 cho bột đường vào và tiếp tục nấu Nguyên liệu chính nấu non A là mật chè
Đường non A nấu đến nồng độ 93-95oBx thì xả xuống Thường nấu non A mất 2-3 giờ đồng hồ
Đường C (0.25 điểm)
Đường C là đường cuối cùng của quá trình sản xuất đường vì vậy cần phải chú ý, nấu không tốt sẽ tăng thành phần đường trong mật rỉ
