Báo cáo quy trình công nghệ sản xuất đường mía

Phân loại Cây mía thuộc họ hoà th o, giố c r , ợc chia làm 3 nhóm chính  Nhóm Sacarum officinarum: là giố ng gặp và bao gồm phần lớn các chủ rồng phổ biến trên thế giới  Nhóm Sacarum

Báo cáo

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA

Mục lục

Lời mở đầu 1

ơ 1 ổ q về v 2

ơ 2 Q y rì c 3

2 1 yê l 3

2 1 1 P â l ạ 3

2.1.2 ạc v b q 3

2.2 ơ ồ q y rì c â cc r e ừ 4

2 3 yế q y rì 5

2 3 1 r c ớc 5

2 3 2 L ạc ớc 5

2 3 3 Lọc bù 7

2 3 4 ẩy 7

2 3 5 Bốc ơ ớc 8

2 3 6 Kế 8

2 3 7 P ơ p áp 9

2.3.8 Ly tâm 11

2 3 9 y 11

2.3.10 ậ c yể v b q 11

2 4 K yế cá ê dù 11

ơ 3 Kế l ậ 12

Tri thức là tiề ề ể phát triển khoa học kỹ thuật công ngh và các lãnh vực kinh tế Trong kế hoạch công nghi p hóa, hi ại hóa nông thôn thì công nghi p

ng là mộ c ơ rì q rọng phát triển kinh tế nông thôn

Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuậ ì i sống của con

cũ y c ợc c i thi v â c , ké e ó ự ă lê về nhu cầu

sử dụ ng mía, các s n phẩm từ ng mía Tuy nhiên phầ i tiêu dùng hi n nay ng r t ít các thông tin về cách s n xu ng, cũ ững ớng dẫn về cách làm sao có thể chọn một s n phẩ ng tốt, an toàn

Với bài tiểu luận này, tôi mong rằng sẽ mang lạ c i tiêu dùng những kiến thức cơ b n nh t củ các c ạn trong quá trình s n xu , cũ

mộ v l ý ối vớ i tiêu dùng khi lựa chọn các s n phẩ ng mía

Chương 1 Tổng quan về nghành mía đường việt nam

M ng ở Vi ã có ừ , c p ng

mớ ợc bắ ầu từ thế kỷ thứ XX

Đế ă 1994, c ớc mớ có 9 áy ng mía, với tổng công su t gần 11.000

t y v 2 áy ng tinh luy n công su t nhỏ, thiết bị và công ngh lạc

hậ ă p i nhập khẩu từ 300 000 ến 500.000 t ng

ă 1995 Ở Những vùng nguyên li u tập trung lớn, xây dựng các nhà máy có thiết bị công ngh tiến tiến hi ại, kể c liên doanh vớ ớc ngoài, s l ợng

ă 2000 ạt kho ng một tri u t n

5 ă (1995-2000) ã có b ớc tiế ộ p á Đầ ở rộng công su t 9

áy cũ, ây dựng mới 33 nhà máy, tổng số áy ng của c ớc là 44, tổng công su t là 81.500 t n (so vớ ă 1994 ă ê 33 áy v rê 760 000

t n công su ), ă 2000 ã ạt mục tiêu 1 tri u t ng Miền Nam: 14 nhà máy, Miền Trung và Tây Nguyên: 15 nhà máy, và miền Bắc: 13 nhà máy

Tóm lạ , ơ ột thập kỷ qua (1995-2006) tuy th c ề , ợc sự hỗ trợ và bằng sự ác ộng có hi u qu bởi các chính sách của Chính phủ, ngành mía

ng non trẻ của Vi ã ó óp ột phần vào sự ă r ởng nền kinh tế quốc dân, và phần quan trọ ơ l óp p ần lớn về mặt xã hội, gi i quyết vi c làm

ổ ịnh hàng tri u nông dân trồ v ơ 2 vạn công nhân ổ ịnh làm vi c trong các áy, có i sống vật ch t tinh thần ổ ịnh ngày một c i thi n, góp phần chuyển dịc cơ c u kinh tế tạo nên các vùng s n xu t hàng hoá lớn, bộ mặt nông thôn các vù ợc ổi mớ …

Theo Quy hoạch phát triể ng ă 2010, ị ớ ă 2020, c ỉ tiêu về di c l 300 000 , ă ạt 65 t n/ha, s l ợ ạt 19,5 tri u t n, s l ợ ng s n xu ạt 1,5 tri u t / ă

ến nay, chỉ có tổng công su áy ạt 105.750 t / y, v ợt 0,7%

so với kế hoạch, t t c các chỉ tiêu còn lạ ề k ạt Dự kiến, tổ l ợ ng

s n xu t niên vụ 2009-2010 chỉ ạt kho ng 984.000 t n, gi m so với niên vụ r ớc 5.000 t n Nếu mức tiêu thụ ă y ă 2009, l ợ ng hi n có dự kiến sẽ thiếu kho ng 300.000 t n

Để gi i quyết tình trạng thiếu hụ r ă 2010, p ủ ã ồng ý nâng tổng mức hạn ngạch nhập khẩ ă y lê 200 000 ề nghị của

Bộ ơ v Bộ NN&PTNT

Chương 2 Quy trình công nghệ sản xuất đường

2.1 Nguyên liệu mía

2.1.1 Phân loại

Cây mía thuộc họ hoà th o, giố c r , ợc chia làm 3 nhóm chính

 Nhóm Sacarum officinarum: là giố ng gặp và bao gồm phần lớn các

chủ rồng phổ biến trên thế giới

 Nhóm Sacarum violaceum: Lá màu tím, cây ngắn cứng và không trổ c

 Nhóm Sacarum simense: Cây nhỏ cứng, thân màu vàng nâu nhạt, trồng từ lâu

ở Trung Quốc

Do mía là cây công nghi p và chính theo mùa vụ nên công ngh s n xu ng saccharose từ ợc ch l á l “S n xu ng thô và Tinh luy n ng”

Khi mía chín, các nhà máy tập trung chủ yếu vào ép mía, lọc ơ bộ và kế ể

ợc ng thô Ngoài các vụ mía, các nhà máy sẽ ò ng thô, tinh lọc ể

s n xu ng tinh luy n

2.1.2 Thu hoạch và bảo quản mía

D u hi u mía chín, c l lúc l ợ cc r e r ạt

tố v l ợ ng khử còn lại ít nh t Thu hoạch mía tốt nh l k ạ ộ chín kỹ thuậ , có l ợ ng phần gốc và phần ngọ ơ ơ

Sau thu hoạc l ợng ng saccharose gi , d ó á cần

ợc vận chuyển về nhà máy và ép càng sớm càng tốt

Để gi y á i ta nên ốn mía khi tr i mát và cho mía ng về một phía sao cho ngọn củ ốn sau phủ lên gốc củ ố r ớc ể không bị p ơ nắng Khi chuyên chở l y lá mía phủ lên lớp mía, nếu tr i nắng gắ ì ớ ớc lên mía

2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuât đường saccharose từ mía

Mía cây

ớc siêu nhi t

Than hoạt tính

Anion

Đ ng thô

Xử lý cơ học

Kiềm hóa

Gia nhi t

ặc Lắng

Ép mía

Kết tinh

S y ng

Rử ng

Ly tâm

Ly tâm

ò ng

Trung hòa

Lắng

Cô ặc

Tẩy màu

r ổi ION Lọc

S y ng

Ly tâm Kết tinh Lọc

Ca(OH)2

Bã bùn

Bã mía

Đ ng tinh luy n

Đ ng thô

Mật rỉ

Lọc bùn

2.3 Thuyết minh quy trình

2.3.1 Trích nước mía

 Mục đích

Nhằm l y ki l ợ ng trong cây mía Chỉ tiêu quan trọng củ c ạn

y l ă t trích và hi u su t trích

ă t trích là số t ép ợc trong mộ ơn vị th i gian với hi u su t

nh ịnh

 Tiến hành trích nước mía

ó 2 p ơ p áp l y ớc mía:

 P ơ p áp ép( thực ch t là ép có kết hợp với thẩm th ớc)

 P ơ p áp k ếch tán( thực ch t là khuếch tán kết hợp ép)

Có hai h khuếc á ng chủ yếu là khuếch tán mía và khuế tán bã

Khuếch tán mía ợc xử lý ơ bộ, ó bộ l ợ v ết bị khuếch tán

Khuếch tán bã : mía sau khi xử lý ợc q áy ép ể l y 60 – 70% ng trong mía, phần còn lạ r bã v ết bị khuếch tán Nh ó, i gian khuếch

á ợc rút ngắ , ă u su t trích và hạn chế sự chuyể ó ng saccharose

Ép k ép k c ớc vào (không thẩm th u), s n phẩ ợc là

ớc mía nguyên P ơ p áp y u su t l y ng th p, ạt từ 92 – 95%,

L ợ ng trong mía =

L ợ ớc r c ợc * Pol ớc mía

mía

thuận lợi cho quá trình bốc ơ Nó chỉ áp dụng ở các e ớc mía, lò mía thủ công, hoặc r áy v ầu vụ s n xu t và những lúc muốn kiểm tra máy ép

Ép ớ ép có c ớc sạch thẩm th u vào bã Gồm 3 p ơ p áp nhỏ :

Ép thẩm th ơ có c ớc thẩm th v bã k c ớc mía

l ã l về giàn ép

Ép thẩm th kép có c ớc thẩm th v có l ớc mía loãng về giàn ép theo nguyên tắc thẩm th u kép theo nguyên tắc : n ớc m l ã về bã

cò , ớc ặc ơ về bã còn nhiề ơ

Ép thẩm th u kết hợp p ơ p áp y áp dụng ở các nhà máy có số bộ máy

ép từ 5 bộ trở lên, dùng cho các nhà máy muốn nâng công su t ép Sử dụng thẩm th u bằng hai vòng thẩm th u kép

2 3.2 Làm sạch nước mía

 Mục đích

ớc k ợc trích ra khỏi cây mía có tính acid với pH = 4,0 – 5,5 và chứa nhiều tạp ch k ng khác Các tạp ch r ớc mía hỗn hợp có thể chia thành ba nhóm( các tạp ch t thô không hòa tan tồn tại dạng huyề p ù l ớc

ục, các ch c r e e, , cl r f l…l ẫ ớc mía và các ch k ng hòa tan)

r ò ớc mía hỗn hợp và loại bỏ tố các c k ng nhằ ă thu hồ cc r e v ă c l ợng thành phẩm

 Các phương pháp làm sạch nước mía

 Phương pháp vôi

P ơ p áp v ử dụ ể s n xu p è , ng cát vàng S n phẩm

ợc qua làm sạc ớc d ới tác dụng của nhi t và vôi

P ơ p áp v c 3 dạng sau :

Vôi hóa lạnh ( Vôi – Nhi t)

Vôi hóa nóng ( Nhi t – Vôi)

ó p â ạn

 Vôi hóa lạnh

P ơ p áp y c ữ v v ớc , â p ớc mía từ (5,0 - 5,5) lên (7,0 – 7,2) rồi mới gia nhi t lên 1050C nhằm gi m sự chuyể ó ng L ợng vôi cho vào kho ng 0,5 – 0,9 kg cho mỗi t n mía

 Vôi hóa nóng

ớc mía hỗn hợp (pH = 5,0 - 5,5) gia nhi t lên 1050

C rồi mới cho sữa vôi vào nâng pH lên (7,0 – 7,2) ể kết tủa

Đối vớ p ơ p áp v – nhi ng saccharose ít bị chuyể ó d ớc mía

ợc r ò r ớc khi xử lý nhi , y ê l ợng kết tủa và keo tụ ợc lại,

ở p ơ pháp nhi t – v , l ợng keo tụ, kết tủ ợc nhiề ớc mía bị

gia nhi r ều ki n pH th p ê ng saccharose bị chuyển hóa nhiề ơ

 Vôi hóa phân đoạn (vôi – nhiệt – vôi – nhiệt)

P ơ p áp y, p v ộ ớc mía nâng lên từ từ, xen kẽ nhau

ạ v 1 â p ớc mía lên (6,0 – 6,5) nhằm gi m sự chuyển hóa

ng do pH th p r ớc c ạn gia nhi 1 Đồng th v ơ bộ tạo nhiều ion

Ca2+

Gia nhi t 1: nâng nhi ộ dung dịch lên 90 – 1000 ể ă ốc ộ ph n ứng keo

tụ, kết tủ y ó, v lần 2 nâng pH dung dịch lên 7,2 – 7,5; ở pH này x y

ra hàng loạt ph n ứng keo tụ kết tủa và keo tụ

Gia nhi t 2 : nâng nhi ộ dung dịch lên 103 – 1050 ể tiếp tục tạo kết tủa và

gi ộ nhớt dung dịc , ă ốc ộ lắng

P ơ p áp p â ạn tuy phức tạp ơ có ề ể ết

ki ợc l ợng vôi sử dụng, gi ợc tổn th cc r e, ộ tinh khiết

ớc mía cao, hi u su t làm sạch tốt

 Phương pháp sunfit hóa

P ơ p áp f ó ng sử dụng SO2 v ớc mía kết hợp với vôi

ó ể làm sạch Có thể chia làm 2 dạng sau :

ớc mía hỗn hợp ợc v ơ bộ ến pH = (6,2 – 6,6) và nhi ộ 50 –

600 ó, O2 ợc xông và ể gi m pH xuống 3,4 – 4,0 q p ại di n nên

có nhiề ke kế Đồng th i, SO2 ph n ứng với Ca2+ tạo ra muối CaSO3 Th i gian xông SO2 r t ngắn, vì ngay sau tạo kết tủa sữ v ợc cho vào một mặt tạo thêm muối CaSO3, ồng th i trung hòa dịc ng, tránh sự chuyể ó ng trong

ều ki n nhi ộ cao và pH th p

Đây l p ơ p áp p ổ biến s n xu ng kính trắ , ợc có

ch l ợng cao Tuy nhiên, ng bị chuyển hóa nhiều do pH th p nên thu hồi th p

 Sunfit hóa kiềm nhẹ

ớc mía hỗn hợp ợc gia nhi t lên 70 – 750

C, và thêm sữa vôi vào nâng pH dung dịch lên 8 – 8,3 ể tạo nhiều nhân Ca2+ ó ến hành xông SO2 làm gi m

p ến 6,0 – 6,5 r ều ki n nhi ộ cao và nhân Ca2+

ã ì r ớc,

ph n ứng tạo kết tủa CaSO3 x y ra nhanh và mạnh mẽ

ớc mía sau khi xông SO2 sẽ ợc trung hòa bằng sữa vôi, nhằm tạo thêm keo kết và thêm kết tủa CaSO3.

S n phẩm làm sạch bằ p ơ p áp f ó k ềm nhẹ yêu cầu ch l ợng nguyên li c ơ vớ p ơ p áp c d y ê , ng ít bị chuyển hóa nên thu hồi cao

 Phương pháp carbonat hóa

 Mục đích

Tách loại các ch t kết tủ v các ke ụ p â á lơ lửng sinh ra trong giai

ạn tạo tủa

Cuối quá trình này, kho ng 80 – 85 % ớc r ợc l y ra và 15 – 20 %

ớc bù ợc v ết bị lọc

 Nguyên tắc

Dựa v ộ chênh l ch khố l ợng riêng của các hạt kết tủ ể phân lớp Vận tốc lắng hay nổi của các ch t kết tủa phụ thuộc v ộ nhớ , k c ớc của tủ v ộ chênh l ch khố l ợng riêng giữa tủa và dung dịc ớc mía hỗn hợp ớc mía hỗn hợp ợc gia nhi v ơ bộ nâng pH lên (6,2 – 6,6) nhằm gi m chuyể ó ng

và tạo kết tủa một số keo hữ cơ ó ớc ợc gia nhi t lần 1 nâng nhi ộ lên 50 – 550C và bổ sung Ca(OH)2, CO2 â p lê p ại di n 10,5 tạo kết tủa

S ó d dịc ợc trung hòa bằng P2O5 P2O5 ngoài tác dụ r ò ớc

mía, nó còn tạo kết tủa Ca3(PO4)2 có kh ă ẩy màu r t mạ ó, ợc làm sạch làm sạch bằ p ơ p áp c rb ó r t trắng

 Thiết bị

Bàn lóng : có c u tạo hình hộp chữ nhậ , áy ê ột góc 300, ợc gia nhi t thông qua vách truyền nhi P ơ p áp ạ ộng củ b ló ổi

k k v ng ống dẫn dung dịc ến bể lóng, tạo áp su c ơ áp

su t khí quyển Khi ra khỏ ng ố , d ới tác dụng của áp su t sẽ tạo thành các bọt khí nhỏ l p â á ều trong dung dịch Các bọt khí này sẽ h p phụ trên bề mặt các kết tủa và kéo theo kết tủa nổ lê rê v ợc gạt ra ngoài Phần kết tủa có trọng

l ợng riêng nặ ơ ẽ chìm xuố áy b ló , ó ợc q áy lọc bùn Các thiết bi lắ ều có dạng thân hình trụ có nhiề ă v áy ì ó ớc mía

k ợc kết tủa và trung hòa sẽ ợc gia nhi v ến các thiết bị lắ ớc

ợc cho vào từ ỉnh thiết bị theo ống trung tâm phân phố v các ă lắng

ớc mía trong thu hồi, phần ớc bùn sẽ ợc q ết bị lọc bùn

2.3.3 Lọc bùn

Nhằm mục c ậ l ợ ó r bù i ta

ng sử dụng thiết bị lọc khung b n hoặc thiết bị lọc chân không thùng quay

2.3.4 Tẩy màu

 Mục c

tẩy màu nhằm mục c n, loại bỏ các ch t màu trong dung dịch, nhằm chuẩn bị ể dung dịc ớc ợc trong suốt và quá trình kết tinh diễn ra dễ

d ơ

 Phương pháp thực hiện

Tẩy màu bằng p ơ p áp ó lý ớc ợc bổ sung than hoạt tính Than

sẽ h p phụ các ch t màu phân tán trong dung dịch ở dạng keo

Tẩy màu bằ p ơ p áp ó ọc : dựa vào kh ă y ó các c t màu của khí SO2, i ta sục khí SO2 vào ớc c ặc, các gốc mang màu sẽ bị oxy

ó l c ớc mía m t màu

2.3.5 Bốc hơi nước mía

 Mục đích

Bốc ơ ớc mía có nồ ộ từ 13 – 150B ến nồ ộ 60 – 650

Bx – nồ ộ thích hợp ể chuẩn bị cho quá trình kế ng

 Các biến đổi của nguyên liệu

Nồ ộ dung dịc ă d ự bốc ơ ớc, saccharose bị caramel hóa gây sẫm

ớc ng

Ở nhi ộ cao, saccharose dễ bị chuyể ó ng glucose và fructose

ác ng khử này lại bị phân hủy thành các ch t màu và acid hữ cơ Quá trình này diễn r ơ ếu dung dịc ng có tính acid

Một số ch k r q á rì c ặc bị thủy phân tạo thành acid

Sự tạo cặn trong thiết bị do một phầ k á c ợc loại bỏ

 Phương pháp thực hiện

Q á rì c ặc ợc thực hi n ngay sau quá trình lắng lọc Do nồ ộ ng

r ớc v q á rì c ặc khác nhau nhiề ê ể gi m bớt sự biế ổi củ ng

và tiết ki ă l ợng, cần sử dụng thiết bị c ặc nhiều nồi liên tiếp ơ ứ ( ơ ớc d ớc mía bốc lên) của nồ r ớc sẽ ợc tậ l ơ ốt của nồi sau

r q á rì c ặc, nhi ộ sôi của dung dịc y ổi theo áp su t,

nồ ộ cc r e v ộ củ ớc mía hỗn hợp Ngoài ra, trong các nhà máy công nghi p, cầ l ý ến tổn th t áp su t do áp su t thủy ĩ ây r bởi chiều cao cộ ớc Đ ều này dẫ ến sự chênh l ch về ểm sôi giữa bề mặ v áy cột

ớc ó, cần duy trì ổ ịnh chiều cao dung dịc ng trong thiết bị Tổn th t nhi d ng ố cũ l ột v ề cầ l ý k á l ợng cho quá trình cô

ặc ng l y tổn th t nhi t của nồ r ớc qua nồi sau là 1 – 1,50

C

Đ ều ki n cần thiế ể truyền nhi t ở các hi u là có sự chênh l ch nhi ộ giữa

ơ ốt và dung dịc ng Tức là có sự chênh l ch áp su t giữa ơ ốt và hơ ứ trong các hi , các áy ng ở ớc ta sử dụng thiết bị c ặc bốn hi u cùng chiề ể bốc ơ ê ữ , ể m b o nồi cuối vẫn bốc ơ , r công nghi p ng sử dụng h nồi bốc ơ áp lực – chân không Áp su t