Công nghệ sản xuất đường mía

Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía Công nghệ sản xuất đường mía

Hình 1-1 Hình thái sinh trưởng cây mía

Phần I Lấy nước mía Chương I Nguyên liệu - mía

I Hình thái cây mía

Cây mía gồm các phần chủ yếu: rễ,

thân, lá, hoa (hình 1-1)

1 Rễ mía

Rễ có tác dụng giữ cho mía đứng vμ

hút nước hút các chất dinh dưỡng từ đất để

nuôi cây mía (hình 1-2)

Rễ mía thuộc loại rễ chùm, mỗi rễ

bao gồm các phần: đầu vμ tơ

Rễ có thể chia thμnh hai loại: rễ

giống hay rễ sơ sinh vμ rễ mọc ở gốc cây

mới hình thμnh gọi rễ thứ hay rễ vĩnh cửu

So với các cây hòa thảo khác, rễ mía

phát triển rất mạnh Một khóm mía có thể

có 500 - 2000 rễ Trọng lượng chùm rễ

chiếm 0,855 trọng lượng cây mía

Rễ thường tập trung ở độ sau 0,3-0,4m

Cá biệt có nơi rễ ăn sâu tới 1 - 1,5m

Hình 1-2 Rễ cây mía

2 Thân mía

Thân có hình trụ thẳng đứng hay cong Thân mía có mμu vμng nhạt hoặc mμu tím đậm Trên vỏ mía có một lớp phấn trắng bao bọc Thân mía chia thμnh nhiều dóng Giữa 2 dóng lμ đốt mía Đốt bao gồm đai sinh trưởng, đai rễ mầm, sẹo lá vμ đai phấn

Thông thường, mía phát triển theo chiều cao từ 2,43m đến 3,65m trong một năm hay từ 2 - 3 dóng/ tháng (hình 1-3)

II Các giống mía chủ yếu

Giống mía đóng một vai trò rất quan trọng trong việc sản xuất nguyên liệu cho công nghiệp chế biến đường Các giống mía có thời gian sinh trưởng khác nhau (chín sớm, chín trung bình, chín muộn) góp phần hình thμnh cơ cấu giống mía, nhằm giải vụ trồng vμ kéo dμi thời gian chế biến cho các nhμ máy đường

Một số giống mía đang trồng ở nước ta:

F156, MY55-44, Ja-605, F154, F157, H39-3633, NCo310, Comus, CO715, CO419, F134, VN-84-4137, ROC16, ROC1, ROC10, VĐ63-237, VĐ79 -177, ROC18, ROC20

Trong sản xuất, thường cần phát triển mạnh các giống sau:

+ Giống ROC1 (Tân Đại đường 1) do Đμi Loan lai tạo lμ giống chín sớm, thích ứng rộng, hμm lượng đường cao Năng suất cao, chịu đất xấu vμ chịu hạn, gốc nẩy mầm chậm, thu hoạch vμo đầu vụ

- Giống ROC10: (Tân Đại đường 10) do Đμi Loan lai tạo có đặc tính chung giống ROC1 như thích ứng rộng, chịu được đất chua mặn, chịu thâm canh, chín trung bình, thu hoạch vμo giữa vμ cuối vụ

- Giống Quế đường 11 (Quảng Tây - Trung Quốc sản xuất) Lμ giống chín sớm thu hoạch vμo đầu vụ, giống nμy sinh trưởng mạnh, khả năng lưu gốc tốt, tính thích ứng rộng, chịu hạn, chịu đất xấu, chịu ẩm ướt, năng suất cao vμ có hμm lượng đường cao

Các biện pháp để nâng cao chất lượng giống mía:

Tổ chức cơ sở nhân giống mía theo vùng, phù hợp với từng vùng sinh thái

3 Hiện nay, ở nước ta đã có nhiều giống mía tốt, giống mía thích hợp từng vùng

đất Do đó, cần chọn dùng giống mía thích ứng vùng đất để nâng cao sản lượng, ổn

định sản xuất, giống chín sớm, trung bình, muộn để có thể ép sớm

IV Quản lý nguyên liệu mía

Nhiệm vụ của sản xuất đường lμ lấy được nhiều đường trong cây mía Để lμm tốt công việc chế biến đường, cần cung cấp đầy đủ nguyên liệu mía có chất lượng tốt

để nhμ máy đường trong một phạm vị lương xử lý thích hợp nhất, giảm thấp giá thμnh, tiêu hao ít, thu hồi cao, có được nhiều đường vμ chất lượng tốt đạt hiệu quả kinh tế cao

Do đó, lμm tốt công tác quản lý nguyên liệu mía lμ một mắc xích quan trọng đảm bảo sản xuất tiến hμnh thuận lợi vμ coi công tác đó lμ nhiệm vụ quan trọng nhất của sản xuất Nội dung của công tác quản lý mía lμ cần tìm hiểu vμ nắm vững tình hình phân

bố vùng nguyên liệu, giống mía, số lượng vμ thời gian chín của mía, đặc điểm công tác nông nghiệp vùng mía vμ tình hình sắp xếp lực lượng lao động, lực lượng vận chuyển mía, thời vụ ép vμ thời gian xuống mía Cuối cùng, khảo sát lượng mía xử lý ngμy, tháng kinh tế nhất

1 Bố trí thời gian ép hợp lý

2 Thực hiện chín trước chặt trước, chặt xong vận chuyển ngay, mía về xưởng trước xử lý trước

3 Nâng cao chất lượng nguyên liệu mía

- Giảm thiểu tạp vật của mía

- Đánh giá đúng chất lượng mía, thực hiện chế độ nghiệm thu chất lượng mía

III Tính chất vμ thμnh phần chủ yếu mía vμ nước mía

Mía lμ nguyên liệu để chế biến đường, quá trình gia công vμ điều kiện kỹ thuật

đều căn cứ vμo mía, đặc biệt lμ tính chất vμ thμnh phần của nước mía Do đó, trước tiên cần nắm vững một cách có hệ thống tính chất vμ thμnh phần của mía

Thμnh phần hóa học của mía phụ thuộc giống mía, đất đai, khí hậu, mức độ

Bảng 1-1 thμnh phần hóa học của mía vμ nước mía

Chất không đường hữu cơ khác:

Tinh bột : 0,001 - 0,050 Chất keo : 0,3 - 0,60 Chất bép sáp mía : 0,05 - 0,15 Chất không đường

chưa xác định : 3,0 5,0 Lúc mía chín, phần đường cao, chất không đường thấp, do đó độ tinh khiết tương đối cao, đồng thời phần nước giảm, phần xơ cũng tăng lên

Tính chất hóa học của sacaroza tương đối ổn định, nhưng dưới tác dụng của axit

vμ nhiệt độ cao vμ trong dung dịch kiềm phát sinh các phản ứng hóa học:

a Chuyển hóa sacaroza

Dưới tác dụng của axit, sacaroza bị thủy phân thμnh glucoza vμ fructoza Công thức phản ứng:

C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 sacaroza glucoza fructoza

Đường sacaroza có tính quay cực phải, glucoza cũng có tính quay cực phải còn fructoza quay trái Đường sacaroza sau khi thủy phân nguyên lμ quay phải biến thμnh quay trái Do đó, có tên gọi lμ sự chuyển hóa đường Hỗn hợp glucoza vμ fructoza được tạo thμnh từ sự thủy phân sacaroza gọi đường chuyển hóa

Đường sacaroza bị chuyển hóa lμm giảm sản lượng đường, giảm hiệu suất thu hồi đường Đó lμ một sự tổn thất đường rất quan trọng trong sản xuất đường, cần cố gắng tránh hoặc giảm thiểu

Tốc độ chuyển hóa sacaroza tỉ lệ thuận với nồng độ ion H+ trong dung dịch

đường, pH dung dịch cứ mỗi lần giảm 1,0 thì nồng độ ion H+ dung dịch tăng lên 10 lần

vμ tốc độ chuyển hóa cũng tăng lên 10 lần Do đó, trị số pH lμ yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển hóa đường rất nghiêm trọng

Tốc độ chuyển hóa sacaroza còn chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, cứ môi lần nhiệt

độ tăng 100C thì tốc độ chuyển hóa tăng lên 3 lần

Ngoμi ra, rất nhiều loại vi sinh vật tạo men chuyển hóa cũng lμm tăng tốc độ chuyển hóa đường Mía không tươi vμ những góc chết của thiết bị (máy ép) hoặc những nơi vệ sinh không sạch dẫn đến tăng chuyển hóa đường rất nghiêm trọng

b Tác dụng của kiềm

Đường sacaroza ở môi trường kiềm tương đối ổn định Lúc pH khoảng 9, dưới tác dụng của nhiệt, đường sacaroza bị phân hủy, vì lúc đó nồng độ ion H+ vμ OH- trong dung dịch rất thấp Lúc pH = 9, ở áp lực thường vμ đun sôi trong một giờ, tổn thất

đường 0,05% Trong dung dịch kiềm mạnh vμ gia nhiệt, đường sacaroza bị phân hủy nghiêm trọng Sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy lμ chất mμu vμ axit hữu cơ, trong

đó axit lactic chiếm khoảng 60% Chất mμu sẽ lμm giảm chất lượng sản phẩm đường còn axit hữu cơ lμm chuyển hóa đường sacaroza gây tổn thất cho sản xuất đường

c Tác dụng của nhiệt độ

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, đường sacaroza bị mất nước tạo thμnh caramen

lμ sản phẩm có mμu như caramenlan, caramenlen, caramenlin

Chất mμu caramen được coi như hợp chất humin (C12H8O4)n Đó lμ sự polyme hóa ở mức độ khác nhau của β anhidrit

2 Đường khử

Đường khử trong sản xuất đường chủ yếu lμ glucoza vμ fructoza Công thức phân tử C6H12O6 Khi mía còn non hμm lượng glucoza vμ fructoza trong mía tương đối cao, nhưng khi mía chín hμm lượng đó giảm đến mức thấp nhất

Tính chất hóa học của đường khử tương đối ổn định ở pH=3 Dưới các điều kiện khác nhau, có thể sản sinh các loại phản ứng hóa học khác nhau, tạo thμnh nhiều loại sản phẩm khác nhau Đối với sản xuất đường, phản ứng quan trọng nhất có 2 loại:

a Phân hủy đường khử: Dưới môi trường đặc biệt vμ nhiệt độ cao, glucoza vμ

fructoza sẽ phát sinh một loạt phản ứng hóa học vμ sản phẩm của sự phân hủy: axit lactic, axit glucosacaric, axit focmic, lacton Những axit nμy lại kết hợp với vôi (CaO) tạo thμnh muối hòa tan, tồn tại trong dung dịch đường Vì vậy, khi dùng vôi xấu, hμm lượng muốn canxi trong nước mía tăng

b Phản ứng Maillard: Tác dụng của đường khử vμ axit amin tạo thμnh những

phản ứng phức tạp Sản phẩm tạo thμnh mêlanoidin có mμu nâu đậm

Phản ứng đó thường hay gặp trong tự nhiên hay trong công nghiệp thực phẩm thường gọi phản ứng mμu nâu (browing reaction) Nó lμ nguyên nhân lμm nhiều loại thực phẩm biến mμu nâu đậm

c ảnh hưởng của các vật chất khác nhau đối với tác dụng phân hủy của đường khử

- Ngoμi axit amin, nhiều loại axit hữu cơ vμ một số muối vô cơ thúc đẩy tốc độ phân hủy đường khử vμ tạo thμnh phản ứng có mμu

- Muối của axit cacbonic cũng có tác dụng lμm tăng tốc độ phân hủy đường khử

vμ tạo thμnh chất mμu

- Axit sunfurơ cũng có ảnh hưởng rất lớn đối với phản ứng phân hủy đường khử Lúc axit sunfurơ hoặc muối của nó tồn tại, có thể lμm cho sản phẩm phân hủy đường khử có mμu biến thμnh mμu nhạt thậm chí không mμu, đồng thời nó cũng lμm giảm oxi trong dung dịch, do đó lμm yếu hiệu ứng gia tăng tốc độ phản ứng của oxi, vì lúc

đường khử phân hủy hấp thu một lượng tương đối lớn oxi trong không khí Oxi lμ nguyên nhân chủ yếu hình thμnh vật chất có phân tử lớn

Tác dụng của H2SO3 theo phản ứng sau đây:

Những phản ứng đó lμm chất hữu cơ biến nối đôi thμnh nối đơn (mất nối đôi) nên nó không có khả năng ngưng tụ thμnh vật chất phân tử lớn H2SO3 có thể ức chế sự phân hủy đường khử, giảm thiểu sự tạo thμnh chất có mμu

OH

>C = O + HSOư3 → C

ư 3

SO hoặc -CH = CH-CHO + HSO3ư → - CH - CH2 - CHO

SO3-

OH

>C = O + HSOư3 → C

ư 3

SO hoặc -CH = CH-CHO + HSO3ư → - CH - CH2 - CHO

SO3-

d Phản ứng trong dung dịch có tính axit

ở pH = 3 đường khử glucoza vμ fructoza có tính ổn định nhất Bất luận axit hữu cơ mạnh hay yếu đều không có tác dụng đối với glucoza vμ fructoza Đối với axit vô cơ, axit yếu vμ ở nhiệt độ thấp không có ảnh hưởng nhưng trong môi trường axit vμ nhiệt độ cao đường khử sẽ tạo thμnh oximetylfufuron vμ sau đó tạo thμnh axit levulic

vμ axit focmic:

3 Chất keo

Bản thân cây mía mang chất keo vμo nước mía: pectin vμ anbumin Anbumin lμ chất keo có tính háo nước tương đối cao

a Pectin: Pectin tồn tại phổ biến trong thực vật đặc biệt trong nước quả

Protopectin cùng với xenluloza vμ hemixenluloza cùng tồn tại không hòa tan trong nước, tác dụng của nhiệt thủy phân thμnh pectin Tùy thuộc giống mía khác nhau mμ hμm lượng pectin không giống nhau Mía chưa thuần thục hμm lượng pectin tương đối nhiều Thường trong nước mía hμm lượng khoảng 0,1%

Pectin không hòa tan trong nước lạnh, hòa tan ít trong nước nóng Đặc tính của pectin trong nước mía biến thμnh keo ngưng tụ, lúc có canxi tồn tại rất rõ rμng Lúc gia vôi nước mía đến pH = 8,8 có thể lμm đại bộ phận pectin kết lắng

Do pectin tồn tại trong thμnh tế bμo, do đó hμm lượng pectin trong nước mía quyết định chủ yếu mức độ ép mía Trong môi trường axit mạnh hoặc môi trường kiềm,

đặc biệt lúc nhiệt độ cao, pectin phân hủy vμ hòa tan trong nước Pectin có thể lμm cho

độ hòa tan của đường sacaroza tăng lên vμ nâng cao độ nhớt của nước mía vμ mật chè

b Anbumin: Anbumin lμ hợp chất hữu cơ cao phân tử có chứa nitơ, hμm lượng

nitơ chiếm khoảng 16%

Anbumin trong nước mía tồn tại ở trạng thái keo Hμm lượng khoảng 9% so với chất không đường của mía Trong lμm sạch nước mía, gia vôi vμ gia nhiệt có thể lμm một bộ phận anbumin ngưng kết đồng thời hấp phụ các tạp chất khác cùng kết tủa nhưng còn một phần vẫn lưu lại trong dung dịch keo

Axit hữu cơ trong nước đến từ cây mía: axit aconitic, axit xitric, axit malic, axit oxalic, axit glicolic, axit suxinic, axit fumaric, trong các axit hữu cơ đó, hμm lượng axit aconitic chiếm tương đối nhiều Thông thường, mía chưa chín axit hữu cơ trong mía tương đối nhiều đặc biệt axit aconitic, trong mía không tươi vμ biến chất còn có nhiều axit axêtic vμ axit lactic Trong quá trình sản xuất, đường phân hủy thμnh các axit hữu cơ như axit lactic, axit oxalic v.v

Trong các axit đó, ngoμi axit ôxalic có khả năng tạo thμnh muối kết tủa, các axit khác vμ muối của chúng hòa tan trong nước Axit hữu cơ trong mía cμng nhiều, hình thμnh muối canxi hòa tan tăng lên, hệ số phân ly muối canxi hòa tan tăng lên Hệ số phân ly muối canxi của axit hữu cơ tương đối thấp không lợi cho sự hình thμnh chất kết tủa canxi

5 Chất béo và sáp mía

Hμm lượng chất béo vμ sáp mía trong nước mía vμ trong cây mía phụ thuộc vμo giống mía, điều kiện sinh trưởng vμ điều kiện ép mía mμ có sự biến đổi nhiều Tổng lượng chất béo (lipids) có trong cây mía từ 0,2 - 0,3% Sáp mía tồn tại bề ngoμi của thân cây mía ở nhiệt độ thường sáp dễ tan trong các dung môi như: hidrocacbua thơm, este dầu hỏa, ancol vμ axêton Trong sản xuất đường mía, gần 60 - 80% sáp theo bã mía, phần còn lại tồn tại trong bùn lọc

Chất béo tồn tại trong tổ chức tế bμo bên trong thân cây mía

Qua nhiều lần ép, chất béo vμ sáp trong mía gần một nửa đi vμo nước mía Thμnh phần chủ yếu chất béo vμ sáp không hòa tan trong nước, nhưng có một phần có khả năng hình thμnh dung dịch đục mμ phân bố trong dung dịch, đặc biệt lúc khuấy trộn mãnh liệt hoặc nhiệt độ dung dịch vượt qua điểm nóng chảy, có thể hình thμnh dung dịch "sữa" đục tương đối ổn định

Lúc lμm sạch nước mía, đại bộ phận chất béo vμ sáp tùy thuộc sự ngưng kết của anbumin mμ hình thμnh chất kết tủa Theo nghiên cứu của Bardorf, chất béo vμ sáp qua lμm sạch bằng phương pháp vôi có thể loại khoảng 90% vẫn còn một ít tồn tại trong nước mía trong Chất béo có thể dính trên bề mặt vải lọc, trở ngại lọc nước mía

6 Chất vô cơ

Trong nước mía có nhiều loại chất vô cơ, hơn nữa số lượng tương đối lớn, thμnh phần cụ thể chủ yếu quyết định bởi thổ nhưỡng, trồng mía, phân bón, điều kiện canh tác v.v

Chất vô cơ trong nước mía, ngoμi axit photphoric (H3PO4) có lợi cho quá trình lμm sạch, còn lại đều lμ thμnh phần có hại Canxi, Mg, SO3, axit xilic v.v lμ thμnh phần chủ yếu đóng cặn ở thiết bị K, Cl lμ nguyên nhân chủ yếu hình thμnh mật cuối (bảng 1-2)

Bảng 1-2 Thành phần vô cơ trong nước mía, mật chè và mật đường

(Cane Sugar Handbook 12th)

Nồng độ chất khô (%) Thành phần

Nước mía thô Nước mía trong Mật chè Mật đường

Bảng 1-3 Thành phần chất vô cơ của nước mía nguyên (mg/KgBx)

Giống mía K Ca Mg Fe SiO 2 SO 4 Cl

ở ion dương, hμm lượng lớn nhất lμ K, kế đến Ca, Mg Còn lại như Na, Cu, Zn,

Pb hμm lượng không nhiều, không đến 30 (mg/KgBx) ở ion âm, nhiều nhất lμ gốc sunfat, silic vμ Cl

a Trong nước mía có một lượng lớn gốc axit sunfuric Nó lμ thμnh phần chủ yếu của sự đóng cặn, vì sunfat canxi hòa tan trong dung dịch nhưng về sau bốc hơi vμ nấu

đường nồng độ đặc thì trích ra lμm đục mật chè vμ đóng cặn ở thiết bị

b K2O, Na2O hầu như hòa tan trong nước, do đó lúc lμm sạch nước mía khó loại

đi, ảnh hưởng đến sản xuất đường vμ nguyên nhân tạo mật cuối

c Axit xilic: Axit xilic có tương đối nhiều trong nước mía vμ tồn tại ở trạng thái keo Trong sản xuất đường nó được coi lμ một loại chất không đường chủ yếu có hại

Trong thiết bị bốc hơi, axit xilic tạo cặn rất khó loại trừ Trong nấu đường, axit xilic tích tụ trên bề mặt tinh thể đường ảnh hưởng chất lượng sản phẩm

d P2O5: Hμm lượng P2O5 trong nước mía rất có ý nghĩa cho lμm sạch nước mía Chất kết tủa Ca3(PO4)2 có thể hấp phụ axit xilic, muối sắt hòa tan, chất không đường chứa nitơ, chất béo v.v Thường hμm lượng P2O5 trong nước mía đạt 350 - 450 ppm cho hiệu quả lμm sạch tốt Lúc hμm lượng P O quá thấp có thể tạo muối photphat có

a Chất màu có trong cây mía

Diệp lục tố có trong bản thân cây mía gồm diệp lục tố a: C55H72O5N4Mg vμ diệp lục tố b: C55H70O4N4Mg, xantophin (C40H55O2) vμ caroten (C40H56) v.v Trong nước mía chúng hỗn hợp với các loại chất béo mμ tồn tại phân tán thμnh những hạt huyền phù Khi gia nhiệt nước mía cùng ngưng kết với anbumin Chúng cùng với các loại vật chất nổi khác ngưng kết Trong sản xuất đường, nếu xử lý lμm sạch tốt, phần lớn bị loại

vμ đi vμo nước bùn Nếu lμm sạch không tốt, nước mía trong bị đục, có một phần cùng các loại chất béo khác phân tán trong nước mía, ảnh hưởng không tốt đến sản xuất

b Chất màu mới sinh ra trong quá trình sản xuất đường

Trong tổ chức tế bμo mía, có rất nhiều vật chất nguyên lμ không mμu, nhưng cùng các hợp chất khác kết hợp, sau khi phản ứng hoặc phân hủy tạo thμnh chất mμu, chủ yếu lμ poliphenon, hợp chất amin vμ caramen đường

Poliphenon kết hợp với sắt tạo thμnh hợp chất mμu nâu đậm Axit amin kết hợp với đường khử theo phản ứng Maillard tạo thμnh chất mμu mêlanoidin có mμu nâu xẩm ở nhiệt độ cao khoảng 2000C đường mất nước tạo thμnh dạng keo Chúng lμ những chất có hại cho sản xuất đường

Chương II: xử lý mía - xé tơi mía

I ý nghĩa của xé tơi mía

Xé tơi hoặc xử lý sơ bộ mía với mục đích:

1 Nâng cao lượng xử lý mía

- Mía qua xử lý nguyên liệu mía biến thμnh sợi, lát tương đối tơi, trọng lượng trên một đơn vị thể tích tăng, lớp mía tương đối bằng phẳng do lượng mía ép trong đơn

vị thời gian tăng lên so với chưa xử lý Mía sau xử lý dễ dμng đi vμo máy ép Đồng thời

có lợi giảm nhẹ tải cho thiết bị vμ an toμn sản xuất

2 Nâng cao hiệu suất ép

- Sau khi mía bị xử lý, tế bμo mía bị phá vỡ, dưới tác dụng của ép mía cμng lấy

được nhiều đường, đồng thời có tác dụng tốt thẩm thấu, do đó nâng cao hiệu suất ép Vì vậy, khi độ xé tơi mía cμng cao thì hiệu suất ép cμng lớn Nhưng xử lý mía triệt để thμnh dạng hạt, cục bụi, kết quả ảnh hưởng mía đi vμo máy ép khó khăn, do đó cần đề cập đến hình thái xé tơi mía Hình thái lý tưởng lμ: Mía sau khi xé tơi đại bộ phận ở dạng sợi, dạng lát, cục bụi rất ít như vậy mới giải quyết năng suất vμ hiệu suất ép Tình hình xé tơi mía còn phải khảo sát đến giống mía vì cùng một loại thiết bị xử lý mía nhưng giống mía khác nhau thì hiệu quả xé tơi khác nhau Giống mía có xơ ngắn vμ ít, mía qua xử lý hầu như vật thể ở dạng hạt, cục, lúc đó cần khống chế độ xé tơi đến một

phạm vi nhất định để có thể đạt yêu cầu lấy đường đồng thời đảm bảo được lượng mía

ép vượt qua giới hạn đó sẽ phát sinh mía vμo máy ép khó khăn, nhưng không thể lμm lớp mía mỏng vì nó sẽ lμm giảm lượng mía ép Xử lý giống mía có lượng xơ tương đối nhiều vμ xơ dμi có thể nâng cao độ xé tơi mía, mía có thể vμo máy ép mμ lượng ép cũng không giảm xuống Do đó, có thể thấy xử lý mía quyết không thể đơn phương nâng cao độ xé tơi nếu không sẽ cho kết quả ngược lại

II Thiết bị xử lý mía

Xử lý mía có thể hoμn thμnh trong xử lý sơ bộ mía vμ quá trình ép mía trong đó quá trình xử lý mía lμ chủ yếu

Thiết bị xử lý mía bao gồm: Máy chặt mía, máy xé mía, máy cắt xé mía vμ máy

đập tơi mía

Tổ hợp thiết bị xé tơi mía cần thích ứng với quy mô sản xuất các nhμ máy để

đảm bảo chất lượng xé tơi, giảm tiêu hao động lực vμ mía đó vμo máy ép thuận lợi

1 Máy chặt mía

Máy chặt mía chủ yếu: Dao, mâm dao, trục, gối đỡ, động cơ (hình 1.1)

Hình 1-4 Máy chặt mía

Dao lμ bộ phận lμm việc quan trọng Số dao, hình thái của dao: Dμi, ngắn, cong,

sự sắp xếp dao, tốc độ dao, hướng chuyển động, khoảng cách giữa các dao có ảnh hưởng rất lớn đến mức độ xé tơi mía Số lượng dao dựa vμo năng suất ép vμ yêu cầu độ

xé tơi mμ có:

Thường nhμ máy loại trung bình có từ 20 - 30 dao, loại lớn khoảng 50 dao Những năm gầy đây, cải tiến loại dao nμy gọi "mật" dao số dao tăng lên nhiều Ví dụ: Nhμ máy loại trung bình 120 - 130 dao, nhμ máy lớn đến 180 - 200 dao, loại nhiều dao hiệu quả xé tơi tốt hơn vμ động năng dùng không nhất định lớn hơn loại ít dao Về tốc

độ quay của máy chặt mía dao động trong khoảng 735 - 750 V/ph Thường dùng khoảng 700v/ph, không nên quá nhanh, nhanh quá dao chóng mòn, tiêu hao động lực nhiều, hơn nữa khi phát sinh sự cố ảnh hưởng nghiêm trọng Đối với giống mía có lượng xơ bình thường, sau khi xác định tốc độ của dao, có thể đạt được hiệu quả xử lý mía tương đối tốt Nhưng khi dùng một tốc độ nhất định không có thể đạt được hiệu quả xử lý tốt, vì vậy có sự thay đổi tốc độ thích hợp

2 Máy cắt xé mía

Máy cắt xé tơi mía lμ loại máy cải tiến của Trung Quốc dựa trên sự tham khảo kinh nghiệm của thế giới kết hợp các đặc tính xơ mía của Trung Quốc, qua nhiều lần thử nghiệm đã chế tạo thμnh công, loại thiết bị nμy có độ cắt xé mía tương đối tốt, có thể đạt độ xé tơi 83% vμ được dùng ở một nhμ máy đường ở nước ta

Thiết bị cắt xé mía gồm: Dao, trục, mâm dao, vỏ ngoμi, các tấm kê Vỏ ngoμi có dạng hình cong vμ phình đại Nắp trước ở đỉnh có lắp 2 tấm kê để đề phòng những

đoạn mía lớn hơn vμo Để nâng cao cường độ chịu lực của dao, dùng dao ngắn vμ để

đạt hiệu quả xé tơi tốt dùng loại mật dao (nhiều dao) Khoảng cách giữa mũi dao vμ tấm kê có thể điều chỉnh Đường kính vμ trọng lượng của thiết bị tương đối lớn Tốc độ quay của dao tương đối lớn nên cần chú ý cân bằng thiết bị tránh phát sinh chấn động Các dao mòn sau khi khôi phục cân bằng trọng lượng mỗi đôi dao đối xứng, lúc lắp đặt cần sắp xếp dao đều để duy trì thùng quay cân bằng vμ chuyển động ổn định (hình 1-5)

Hình 1-5 Máy cắt xé mía

3 Máy đập tơi kiểu búa

Máy đập tơi kiểu búa lμ một dạng máy bằng các búa xoay, lắp thμnh hμng song song, xung quanh trục quay bằng thép, đặt trong vỏ máy hình trụ, mặt cắt ngang hình máng Bên sườn của vỏ có gắn nhiều miếng sắt dọc theo thân máy vμ được coi lμ các tấm kê vμ đầu búa được điều chỉnh rất thận trọng Mía đưa vμo cửa trên vμ ra cửa dưới (hình 1-6)

Hình 1-6 Máy đập tơi kiểu búa

Máy đập tơi với tốc độ 1200 v/ph theo chiều chuyển động của mía Dùng máy

đập tơi kiểu búa cho độ xé tơi mía khá cao có thể đạt 90 - 91% ở nước ta, hiện dùng 2 loại máy đập tơi: Walkers của Australia vμ Tongaat của Nam Phi

Công ty FCB (Pháp) giới thiệu máy đập tơi Tongaat cho hiệu quả như sau:

Băng tải

Mục đích:

- Phá vỡ tối đa các tế bμo chứa nước đường

- Tạo thμnh những sợi dμi lμ chủ yếu để thoát nước mía vμ thẩm thấu dễ dμng

- Liên kết tốt với các máy ép

Những ưu điểm của máy:

- Độ xé tơi của máy đạt ≥ 90%

- Máy lμm việc trong trường hợp mía đã được cắt hoặc còn nguyên cây

- Đặt trực tiếp trên băng tải mía

- Công suất tiêu hao 4 - 10KW/Tm, giờ

- Không bị giới hạn bởi độ dốc của băng tải mía

- Khống chế được việc cung cấp mía

Khi chọn một máy đập tơi vμo cần xét đến các yếu tố: Giống mía, hμm lượng xơ

vμ tính chất của xơ đến giá cả thiết bị, khả năng đầu tư, quản lý của nhμ máy

Chương III Lấy nước mía bằng phương pháp ép

I Lưu trình công nghệ công đoạn ép mía (hình 1-7)

MíaBăng tải míaMáy chặt I

Máy chặt II

Máy đập tơiMáy san bằng

xử lý lμm sạch

Lấy nước mía bằng phương pháp hiện đại lμ mía qua nhiều lần ép, vμ nhiều lần thẩm thấu nhằm nâng cao hiệu suất ép

II Chủng loại vμ cấu tạo máy ép

1 Nắp đỉnh; 2 giá máy; 3 má bên; 4 trục ép; 5 dao thoát nước mía;

6 máng nước mía; 7 kết cấu lược đáy; 8 gối trục;

9 lò xo điều chỉnh; 10 kết cấu lược sau

b Máy ép kiểu nghiêng

Có nắp đỉnh nghiêng về phía trước khoảng 150 lμm cho đường tâm của nắp đỉnh gần về phương hợp lực (hợp lực của trục trước, trục sau vμ lược đáy), giảm nhẹ áp lực giá đỡ của trục đỉnh đối với giá máy, điều đó có thể lμm cho trục đỉnh lên xuống cμng linh hoạt Nhược điểm lμ giá máy không thể lắp lẫn trái phải được (hình 1-9)

Hình 1-9 Máy ép kiểu nghiêng

c Máy ép tỷ số hằng:

Trong quá trình ép mía, lμm thế nμo để duy trì tỉ số khe hở vμo vμ ra của máy ép

lμ một tỉ số không đổi Đó lμ điều quan tâm, chú ý nhiều năm qua của giới khoa học

Khoảng giữa thập kỷ 60 của thế kỷ 20, FCB (Pháp) đã thiết kế thμnh công máy

ép tỉ số hằng, đáp ứng điều mong muốn của giới khoa học, được ứng dụng rộng rãi trong các nhμ máy đường (hình 1-10)

Hình 1-10 Máy ép tỉ số hằng

Đặc điểm của máy ép nμy, giá máy chia lμm 2 phần: Phần dưới cố định, phần trên di động cùng trục đỉnh di động lên xuống Trong khi máy ép lμm việc trục đỉnh nâng lên tỉ số khe hở vμo vμ ra của máy ép trên cơ bản lμ không đổi (so với tỉ số chọn lúc thiết kế) Do đó gọi lμ tỉ số hằng

Như đã biết, máy ép 3 trục truyền thống, tỷ số khe hở vμo vμ ra của máy ép tùy theo sự dâng lên của trục đỉnh mμ thay đổi Lúc tỷ số khe hở vμo vμ ra của máy ép so

tỷ số đó quá lớn, máy ép sẽ chịu một lực ngang rất lớn, ảnh hưởng đến độ bền của máy

Đối với máy ép tỷ số hằng không xảy ra trường hợp đó, do đó năng lực máy ép lμm việc rất tốt, cho hiệu suất ép cao

Từ một điểm A cố định ở giá máy phía trên (xem hình vẽ) nối liền với tấm của trục đỉnh O vμ OA sẽ lμ bán kính của một vòng tròn tâm A Lúc máy ép lμm việc, trục

đỉnh di động lên xuống theo hình cung đó (đã được tính toán vμ thiết kế) thì sẽ tạo nên một tỷ số khe hở vμo vμ ra lμ không đổi (tỷ số không đổi đó được tính toán bằng phương pháp hình học)

* Ưu điểm của loại máy ép tỷ số hằng:

- Hiệu suất ép tương đối cao do duy trì được tỷ số khe hở vμo vμ ra lμ cố định, lớp mía chịu áp lực cân bằng, có lợi nâng cao hiệu suất ép

- Công suất tiêu hao nhỏ, trục đỉnh lên xuống linh hoạt, tổn thất ma sát nhỏ từ

đó công suất tiêu hao giảm

- Cải thiện lớp mía vμo máy ép, do thiết kế di động linh hoạt trục đỉnh, loại trừ

được nghẹn trục Do đó, so với máy ép truyền thống (cùng kích thước) thì loại máy ép nμy năng suất cao hơn

- Thoát nước mía dễ dμng, do vị trí của trục ép nước (so với máy ép truyền thông) thấp hơn

- Lắp đặt sửa chữa dễ dμng

2 Cấu tạo máy ép:

a Giá máy: Giá máy lμ bộ khung chịu lực rất lớn, thường dùng vật liệu bằng thép trên đó lắp tất cả các chi tiết của máy

b Trục ép: Trục ép phân thμnh trục đỉnh, trục trước vμ trục sau (trục trước vμ trục sau còn gọi trục đáy) Trục đỉnh gồm lõi trục, vỏ trục vμ bánh răng tam tinh Hai

cổ trục tròn nhẵn bóng, đường kính bằng một nửa đường kính trục ép

Vỏ trục đúc bằng gang, khi đúc người ta phải tạo ra mạng kết tinh lớn để mặt gang nhám keo mía dễ

ở hai đầu áo trục có hai vμnh chắn để nước mía khỏi bắn vμo cổ trục (hình 1-11)

Hình 1-11 Trục đỉnh và trục đáy của máy ép

1 Cổ trục; 2 Chắn nước; 3 Vỏ trục

Trục máy ép hiện đại đều có xẻ răng hình chữ V

Tác dụng của nó lμ tăng bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu mía vμ trục ép nâng cao năng lực kéo mía của trục đối với mía có tác dụng xé tơi, cũng có lợi cho thoát nước mía (hình 1-12)

vμ chiều rộng đỉnh răng a = 2-3mm

Đối với trục đỉnh vμ trục trước, người ta còn đục những rãnh có hình chữ nhân ∧

để tăng khả năng kéo mía của trục, số rãnh xem kích thước của trục thường 8 - 15 rãnh chữ nhân nó thường tạo với đường mặt trục một góc thường 8 - 180 (hình 1-13)

Hình 1-13 Rãnh chữ nhân (∧)

ở trục trước vμ trục còn đục những rãnh thoát nước mía Tác dụng của rãnh lμ tăng các đường thoát nước của trục (hình 1-14)

Hình 1-14 Rãnh thoát nước

Chiều rộng d của rãnh thường 4-6mm Chiều sâu khoảng cách vμ số rãnh căn cứ kích thước trục vμ lượng nước thoát mμ định Chiều sâu b khoảng 25mm vμ khoảng cách từ 2-4 răng có một rãnh

Máy ép lμ loại thiết bị lμm việc nặng, trục quay với tốc độ chậm nên hầu hết không đỡ trục bằng bi mμ dùng các gối đỡ có đường dẫn nước lμm nguội vμ được lót bằng vòng lót bằng kim loại mềm (đồng thau) có rãnh dầu bôi trơn thường xuyên (hình 1-15)

Hình 1-15 Gối đỡ trục

a Gối đỡ trên b Gối đỡ dưới Lược đáy: Lược đáy bao gồm: Lược, cầu lược, giá đặt vμ tay kéo (hình 1-16) lược đáy được lắp trên giá máy, nằm giữa hai trục máy Lược đáy dùng để đưa mía từ trục trước ra trục sau Lược đáy phải dμy vì nó chịu một lực nén nhất định vμ có độ cong mặt lược thích hợp để dẫn mía dễ dμng Lược đáy được bắt cố định trên cầu lược bằng bu lông Cầu lược đặt trên gờ tròn của giá đỡ vμ được bắt chặt bằng mu lông chữ

U Chỗ đặt có nhiều tấm đệm để điều chỉnh độ cao thấp của nó Tay kéo khiến lược

đáy ép chặt vμo trục trước

b d

Rãnh dầu

ống nước lμm lạnh

Rãnh dầu Vòng lót

Gối đỡ

b) a)

Hình 1-16 Lược đáy

III Mía vμo máy ép vμ ép mía

Mía vμo máy ép thuận lợi lμ điều kiện quan trọng hoμn thμnh chỉ tiêu sản xuất;

an toμn sản xuất, năng suất vμ hiệu suất ép

Trong tác nghiệp ép mía nếu muốn thực hiện lượng ép vμ các điều kiện khác nhau theo kế hoạch, muốn mía liên tục vμo máy ép vμ ép liên tục cần nhận thức đầy đủ, quan trọng vμ sự thuận lợi mía vμo máy ép

1 Điều kiện mía vào máy ép

Lực kéo mía vμo trục ép lμ lực ma sát giữa trục vμ nguyên liệu mía Lực kéo lớn nhỏ tùy thuộc độ dμy lớp mía H, miệng ép E, đường kính trục D, góc kéo mía θ (hình 1-17)

Hình 1-17 Độ dày lớp mía và góc kéo mía

a Lực kéo và trở lực mía vào

Lúc ép mía, ma sát giữa nguyên liệu mía vμ trục ép lμ ma sát động Dựa vμo nguyên lý động lực học, nguyên liệu chịu chính diện vμ lực nghiêng Kết quả sản sinh lực kéo vμ lực phản lại Lúc lực kéo lớn hơn trở lực, nguyên liệu vμo máy thuận lợi Lực kéo vμ trở lực có quan hệ góc kéo mía θ, dựa vμo tμi liệu, góc kéo mía θ ≈ 240, lúc lớp mía quá dμy lμm θ quá lớn > 240

nguyên liệu vμo khó khăn

b Quan hệ giữa θ và độ dày lớp mía theo công thức

1 Lược đáy

2 Cầu lược

3 Tay kéo

4 Giá đỡ lược đáy

Để tăng lực ma sát giữa bề mặt trục vμ nguyên liệu Chất lượng vật liệu chế tạo

vμ vật liệu đặc chủng, kết tinh thô ít mòn, đặc tính gia công dễ dμng

b Răng trục

Chữ nhân lớn, chiều sâu chữ nhân lớn của trục trước nên nhỏ vì có vụn mía ảnh hưởng tới răng lược đáy Nếu có cách nμo đó kéo mía được nhiều lμm răng lớn ở trục trước

Cải tiến trạng thái xé tơi nguyên liệu (hình thái sợi tơ lμ tốt, chiếm chủ yếu)

3 Tăng cường thoát nước mía

Nước nhiều thoát không tốt, giảm ma sát, đồng thời chỗ vμo hình thμnh lực

"ăn", lực đó vμ lực kéo mía ngược chiều nhau dẫn đến mía vμo máy ép khó khăn

4 Khe hở

Tỷ lệ khe hở cμng lớn, áp lực trục trước cμng nhỏ, nguyên liệu vμo dễ dμng Lúc sản xuất không bình thường, thường điều chỉnh khe hở trục ép sau để tăng tỷ lệ trục trước vμ trục sau có thể giúp cho nguyên liệu vμo máy ép dễ dμng

5 áp lực trục đỉnh thích hợp

Trong khi máy ép chuyển động lúc các điều kiện khác nhau tương đồng, giảm thích đáng lực ép trục đỉnh, mía dẽ vμo máy ép Ngoμi ra, trục đỉnh lên xuống không linh hoạt mía vμo máy ép khó khăn

6 Tăng cường quản lý, bảo dưỡng

Sau thời gian lμm việc, răng mòn kéo mía khó khăn cần tiện lại

7 Dùng thiết bị cưỡng bức mía vào máy ép

Dùng thiết bị cưỡng bức có thể nâng năng suất ép lên 25 - 30%

a Hộp vμo liệu thẳng đứng (cao vị hình 1-18)

Hình 1-18 Hộp nạp liệu kiểu đứng

Thiết bị vμo liệu tương đối tốt đã được dùng ở nước ta Đó lμ loại hình hộp vuông góc gần 900, đoạn dưới dựa vμo miệng ép vμ chiều rộng xấp xỉ bằng chiều dμi trục ép, độ dμy hộp bằng khoảng 1/4 - 1/2 đường kính trục dựa vμo lượng ép, mật độ mía, tốc độ máy ép tốt nhất cần điều chỉnh linh hoạt Độ dμi của hộp (chiều cao thẳng đứng thường từ 2,5 - 4 mét) Hộp cao vị chủ yếu dựa vμo trọng lượng bản thân cây mía tạo nên lực kéo giúp mía vμo máy ép so với hộp cao vị đặt nghiêng lớn hơn nhiều, vμo liệu tốt vμ lớp mía đều đặn Đối với thẩm thấu cưỡng bức dùng loại máy nμy giúp vμo liệu tốt hơn nhưng đòi hỏi khoảng cách giữa các máy ép tương đối dμi đòi hỏi diện tích nhμ xưởng tăng

b Trục nạp liệu cưỡng bức đơn

Trục nạp liệu có tác dụng ép vμ lμm bằng phẳng mía

Trục nạp liệu đơn có 2 loại: đặt trên vμ đặt dưới (hình 1-19 vμ 1-20)

Hình 1-19 Trục nạp liệu trên Hình 1-20 Trục nạp liệu dưới

Đường kính trục nạp liệu phía trên bằng 0,8 - 1,0 đường kính trục ép, tốc độ bằng 1,2 - 1,7 tốc độ máy ép Trục nạp liệu dựa vμo trục đỉnh máy ép mμ chuyển động Khoảng cách giữa chúng khoảng 10mm không lμm ảnh hưởng lên xuống của trục đỉnh

Trục nạp liệu phía dưới có đường kính bằng 0,8 - 1,0 so với đường kính trục ép, tốc độ bằng 1,1 tốc độ vòng của máy ép

3

2

1

Đường tâm của trục cưỡng bức thấp hơn đường tâm của trục đỉnh thuận lợi mía vμo máy ép Tác dụng của trục nạp liệu vμ trục đỉnh sản sinh lực kéo lớn đồng thời có tác dụng ép mía Khoảng cách giữa trục đỉnh vμ trục cưỡng bức bằng 3 ữ 5 lần khe hở lμm việc của máy ép Khoảng cách giữa trục cưỡng bức vμ trục trước khoảng 5 - 8 mm

c Đôi trục nạp liệu cưỡng bức (hình 1-21)

Hình 1-21 Đối trục nạp liệu cưỡng bức

1 Đôi trục nạp liệu 3 Băng chuyền trung gian

2 Máng dẫn liệu kín 4 Trục cưỡng bức dưới

5 Hộp cao vị Chủ yếu 2 trục cưỡng bức vμ máng dẫn liệu kín Đường tâm đôi trục cưỡng bức

vμ trục đỉnh, trục trước gần như song song với nhau, máng dẫn liệu đầu nhỏ đuôi to

Trục cưỡng bức có đường kính bằng 0,8 - 1,0 đường kính trục ép, tốc độ vùng bằng 1,3 - 1,7 tốc độ trục ép Hai mặt trục có răng chữ nhân lớn để thoát nước tương tự máy ép 2 trục Mía qua 2 trục cưỡng bức ép ra khoảng 30% lượng nước mía, sau đó theo máng dẫn vμo máy ép, giảm nhẹ lμm việc của máy ép vμ mía vμo máng ép thuận lợi, giúp nâng cao năng suất vμ hiệu suất ép

Sau đây lμ một số ưu điểm của đôi trục nạp liệu cưỡng bức:

- Lượng ép tăng ≥ 50%

- ép ra một lượng nước khoảng 30% do đó lμm giảm độ ẩm của bã đi vμo máy

ép, cung cấp cho máy ép một lượng nguyên liệu tương đối khô với một áp lực nạp liệu nhất định

- Có điều kiện tăng lượng nước thẩm thấu từ 150 - 250% so với xơ vμ nhiệt độ nước thẩm thấu 80 - 900C có tác dụng tăng hiệu suất ép

- Độ ẩm của bã có thể giảm đến 46%

- Máy lμm việc với tốc độ chậm, bình thường giảm tiêu hao công suất vμ tăng tuổi thọ của máy ép

- Dùng đôi trục nạp liệu cưỡng bức có thể rút ngắn dμn ép 5 máy xuống còn 4 máy

- Công suất tiêu hao bằng 15 - 28% công suất máy ép

- Do 2 trục nạp liệu cưỡng bức lμm việc có hiệu quả tốt nên thoát nước mía đều

đặn vμ thoát ngay không tạo lực phun ngược chiều ở miệng ép vμ giúp mía vμo máy ép thuận lợi

IV Vấn đề thoát nước mía

Thoát nước mía ở máy ép lμ một vấn đề rất quan trọng có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả lấy nước mía, mía vμo máy ép vùng tiêu hao động lực

Vấn đề thoát nước mía bao gồm 2 mặt:

- Nước mía ép ra cần đi qua lớp mía đến bề mặt trục ép

- Từ bề mặt trục ép thoát ra ngoμi

1) Nước mía ép ra đi qua lớp mía

Để ép mía cần một áp lực lớn, đại bộ phận áp lực đó dùng để thoát nước mía ra, tức tiêu hao cho trở lực thoát nước mía Loại trở lực đó (độ dμy lớp miấ vμ độ nhớt dung dịch) lμ yếu tố chủ yếu sản sinh tác dụng hấp thu lại Do đó, trở lực thoát nước mía ở lớp mía lμ một vấn đề cần được quan tâm đúng mức

Khi áp lực tương đối lớn, độ dμy lớp mía tương đối mỏng thì một lượng nước mía tương đối lớn dễ dμng thông qua lớp mía vμ khi tốc độ ép nhanh để thoát nước nhiều cần một áp lực tương đối cao

2) Thoát nước mía ở bề mặt trục ép

Nước mía ép ra giữa các trục ép cần kịp thời thoát đi nếu không, không chỉ tăng tác dụng hấp thụ lại mμ mật độ nén cũng giảm lμm hiệu suất ép giảm xuống rõ rệt

Để tăng cường thoát nước mía ở bề mặt trục ép người ta đã đề xuất nhiều biện pháp: bề mặt trục có răng vμ rãnh thoát nước vμ bên trong trục ép cũng lμm đường thoát nước mía

Răng chữ V ở bề mặt trục ép rất quan trọng, nó tăng cường mía vμo trục vμ hiệu năng xé tơi mía còn nâng cao khả năng thoát nước mía trục ép

Một loại cải tiến thoát nước mía tương đối tốt lμ thoát nước mía ở nội bộ trục ép (hình 1-23) chủ yếu ở trục đỉnh của máy 1 vμ máy ép giúp cho việc thoát nước mía tốt hơn đặc biệt khi cần ép với công suất cao

1 Thoát nước mía ở trục trước

Lượng nước mía thoát ra ở trục trước chiếm 70% lượng nước mía ép ở máy ép

đó (hình 1-22)

Hình 1-22 Nước mía thoát ra ở trục dưới

Lúc mía chịu ép ở miệng vμo, có nước mía chảy ra, hướng chuyển động của nước mía ngược chiều chuyển động hướng nguyên liệu vμo Lúc mới bắt đầu ép mật độ còn nhỏ, nước mía dễ dμng chảy qua lớp mía Khi ép cực đại (ở tâm trục) mật độ mía cμng tăng cao, nước mía cμng thoát khó khăn, nước mía ứ lại sau chảy ra giá máy một phần bị hấp thụ lại

Các yếu tố ảnh hưởng tới thoát nước mía ép: Diện tích thoát nước mía, độ dμy lớp mía, tính chất thẩm thấu của nguyên liệu, diện tích thoát nước của trục ảnh hưởng rất lớn tới thoát nước mía Rãnh thoát nước của trục có tác dụng rất lớn do thoát nước nhiều, nên số rãnh nhiều vμ sâu tăng năng lực thoát nước mía Việc quyết định số lượng răng, bố trí răng, độ rộng cần kết hợp lượng nước, cường độ răng vμ bề mặt trục

2 Thoát nước trục sau

Thoát nước trục sau chiếm 30% nước ép của máy ép đó Thuận lợi hơn trục trước, lượng nước thoát ít chủ yếu thoát ở đuôi lược đáy vμ trục, cần đảm bảo khoảng cách Lúc lớp mía tương đối dμy, lượng nước thoát tương đối lớn Trục sau nên có răng nhỏ, có lợi giảm nước trong bã, nâng cao hiệu suất ép

3 Phương pháp tăng cường thoát nước mía ở trục đáy

a Duy trì trạng thái xé mía tốt: Loại sợi tơ trở lực nước mía chảy qua nhỏ, loại lát thoát nước mía khó khăn, trở lực chảy nước mía lớn

b Duy trì thích đáng độ dμy lớp mía vμ tốc độ trục ép

Lớp mía thoát nước dễ dμng: Với lượng ép xác định cần chọn độ dμy vμ tốc độ máy ép hợp lý Nếu tốc độ nhanh, thời gian thoát nước quá ngắn, hấp thụ lại Tốc độ chậm, lớp mía dμy, tăng trở lực thoát nước Do đó trong sản xuất cần chọn tốc độ vμ độ dμy hợp lý

c Có lược chải cần bảo dưỡng lược chải

Nâng cao độ xé tơi của mía lμ điều kiện rất tốt để công đoạn ép mía hoμn thμnh

được chỉ tiêu năng suất vμ hiệu suất ép Nhưng cần lấy ra tối đa lượng nước mía trong

Hình 1-24 Cân bằng lực của máy ép

mía cần có một áp lực ép nhất định ở trục đỉnh gọi áp lực dầu Vμ cũng có thể nói với một áp lực nhất định mới có khả năng đạt được một hiệu suất ép nhất định Dựa vμo số liệu của một dμn ép 11 trục với kích thước trục D710 x 1370 mm, phần xơ mía 13%, lượng nước thẩm thấu 18% với các áp lực khác nhau Số liệu tương ứng của hiệu suất

đến hiệu suất ép như độ dμy, mỏng của lớp mía, số lần ép, tốc độ trục ép vμ khe hở máy ép trong đó tốc độ trục ép vμ khe hở có ảnh hưởng rất lớn

1 Sự biểu thị áp lực:

áp lực ép có thể biểu thị: tổng áp lực, áp lực theo đơn vị chiều trục ép vμ đơn vị diện tích Đơn vị của tổng áp lực (T), đơn vị áp lực theo chiều dμi trục ép (T/m) vμ theo diện tích lμ (T/dm2), áp lực theo đơn vị diện tích có quan hệ với tổng áp lực theo công thức sau:

LD.1,0

P

Trong đó: p: áp lực theo đơn vị diện tích (T/dm2)

P: tổng áp lực (T) L: chiều dμi trục ép (dm) D: đường kính trục ép (dm)

Trong công thức α- góc ở trục đỉnh do trục trước vμ trục ép sau tạo thμnh vμ giả

định góc tạo thμnh giữa đường tâm thẳng đứng của trục trước vμ của trục đều bằng α/2

P2

Nếu α = 740 công thức trên hình thμnh: (cosα = 0,776)

P1n

25,1

α++

PR = AL = AN2 +AK2 = 2

H 2P

cos11n

α+

2 2

α++

α+

+

(1-6)

Hợp lực PR vμ đường tâm thẳng đứng tạo góc β vμ trị số góc β được tính theo công thức dưới đây:

cos11nP

PH

(1-7)

Từ phân tích lực ở trên có thể thấy lúc n = 1, lúc lực trục sau bằng lực trục trước thì PH = 0 tức không có lực bên phát sinh Nhưng trong thực tế sản xuất, trong quá trình

ép mía lực trục sau luôn lớn hơn lực trục trước Do đó, máy ép có kết cấu bình thường,

áp lực bên của máy ép vẫn tồn tại, lực đó quá lớn sẽ ảnh hưởng đến hiệu năng lμm việc của máy ép Do đó, có một số thiết kế máy ép để giảm thiểu hoặc triệt tiêu lực bên đó, kết cấu máy ép có nhiều cải tiến như máy ép kiểu nghêng, tỉ lệ khe hở vμo vμ ra của máy ép thuận lợi, độ ẩm bã thấp, tỉ lệ thoát nước mía trục trước vμ trục sau vμ sự dâng lên xuống của trục đỉnh được linh hoạt hơn

Cũng từ phân tích ở trên cho thấy sự phân phối hợp lý áp lực trục trước vμ trục sau lμ rất quan trọng nhưng như thế nμo mới cho lμ hợp lý Trước mắt còn chưa có căn

cứ chính xác nhưng dựa vμo những kinh nghiệm thực tế, phμm máy ép đạt được các

điều kiện dưới đây coi như hiệu năng máy ép tương đối tốt, hiệu suất ép tương đối cao:

- Mía vμo trục ép thuận lợi không bị nghẹn

- áp lực dầu lên xuống linh hoạt hơn, tức trục đỉnh lên xuống có qui luật

- Lúc ép nữa gối trục trên của trục đỉnh thường xuyên tách rờ nửa gối trục dưới,

điều đó cho thấy mía vμ trục luôn chịu áp lực ổn định

- Tỉ lệ nước mía thoát ở trục trước vμ trục sau lμ 7 : 3 còn tỷ lệ lấy nước mía của máy đầu trên đạt khoảng 70%

- Sức tải xơ của máy ép khoảng 9kg/m2/m

- Độ ẩm của bã tương đối thấp

3 Phân phối áp lực của dàn ép

Thông thường biểu thị áp lực bằng áp lực trên đơn vị diện tích (T/dm2) Phạm vi

áp lực 12 - 40T/dm2, rất thường thấy 15 - 30 T/dm2 áp lực tăng cao tuy có lợi cho hiệu suất ép, nhưng tăng quá cao sẽ ảnh hưởng đến tiêu hao công suất vμ ăn mòn thiết bị, có lúc mía vμo máy ép khó khăn Do đó, lúc chọn dùng áp lực cần căn cứ vμo tình hình thực tế

- Nếu thiết bị nhμ máy tương đối cũ, cường độ chịu lực vật liệu vμ tiêu hao hơi, thì áp lực theo đơn vị diện tích, tốt nhất nên hạn chế ở 15T/dm2

- Dưới điều kiện vật liệu thiết bị vμ cân bằng nhiệt độ cho phép thì áp lực theo

đơn vị diện tích tăng cao đến 20T/dm2

- Nếu cường độ vật liệu thiết bị lớn mμ kết cấu máy ép tương đối tốt, đồng thời tiêu hao hơi ép mía không vượt qua giới hạn an toμn thì áp lực trên đơn vị diện tích có thể tăng đến 30T/dm2

Những số liệu đề cập trên đây lμ đối với một máy ép Đối với dμn ép, thì sự phối

cho thấy có rất nhiều phương thức phân phối lực khác nhau của dμn ép có số máy ép khác nhau: ở máy đầu dù lμ máy ép 2 truc hoặc 3 trục có áp lực thấp so với các máy ép khác còn áp lực của máy ép cuối cùng so với các máy ép khác tuyệt đại đa số đều cao hơn Còn đối với áp lực các máy ép trung gian: Trên cơ bản tương đương cũng có lúc tăng lên hoặc giảm (bảng 1-6)

Bảng 1-6 Phân phối áp lực của dàn ép (T/dm 2 )

Đối với các phương pháp phân phối áp lực không giống nhau, có thể đề xuất các

điểm sau đây:

- áp lực của máy ép cuối so với áp lực các máy ép khác lμ lớn nhất Như vậy mới có thể ép kiệt được phần đường trong mía vμ độ ẩm của bã được khô hơn

- áp lực của máy một lμ thấp nhất Nhưng trong ép mía hiện đại có xử lý mía tốt, có hộp cao vị vμ trục nạp liệu cưỡng bức thì áp lực máy 1 có thể tăng lên vμ có thể gần bằng áp lực của máy cuối để có thể lấy được một lượng lớn nước mía nguyên ở máy ép 1

- áp lực của các máy trung gian, bất luận lμ dần tăng lên hoặc dần giảm xuống hoặc trên cơ bản áp lực tương đồng Mỗi phương thức có một dụng ý khác nhau nên tùy thuộc vμo tình hình cụ thể mμ dùng phương pháp thích hợp

- Đối với dμn ép có số máy ép ít, dưới điều kiện cho phép nên tăng áp lực tương

đối cao vμ ngược lại dμn ép có số máy ép nhiều thì áp lực các máy có thể giảm một ít

Trong đó:

D - đường kính trục ép (m)

Có thể dùng tốc độ dμi hoặc tốc độ vòng Nhưng do các nhμ máy có kích thước trục ép khác nhau vμ số máy ép khác nhau, do đó dùng V hoặc n để thuyết minh lượng

ép, hiệu suất ép vμ công suất ép có ý nghĩa khác nhau

Trong thực tế, thao tác phần lớn dùng tốc độ dμi vì tốc độ dμi có thể biểu thị tốc

độ mía đi qua máy ép, tốc độ của băng tải vμ băng tải trung gian Nếu dùng tốc độ vòng quay không biểu thị được quan hệ trên

Việc sử dụng tốc độ trục ép cũng có những vấn đề sau:

- Tốc độ nhanh ép lớp mía mỏng, lực nén xuống đều trở lực nhỏ, nước mía ít bị bã hấp thụ lại, nước thẩm thấu phun vμo được thấm đều nhưng tốc độ nhanh, thoát nước mía không tốt, dễ hỏng hóc thiết bị vμ tiêu hao công suất

- Tốc độ chậm: thoát nước mía có đủ thời gian, hao mòn thiết bị vμ tiêu hao công suất ít

Từ đó cho thấy tốc độ lμ vấn đề phức tạp cần tìm tốc độ lớn nhất Tốc độ lớn nhất nên từ góc độ lượng ép, hiệu suất ép vμ tiêu hao công suất để xem xét

Căn cứ thực tiễn sản xuất thì tốc độ lớn nhất có thể dùng công thức sau đây để biểu thị:

Vm = 9 + 9D hoặc nm = 2,7 +

D

7,2

Với tiến bộ kỹ thuật hiện nay các nhμ máy đường dùng trục nạp liệu cưỡng bức

để nâng cao lượng ép mμ không dùng biện pháp tăng nhanh tốc độ để tăng lượng ép như trước đây Với trục nạp liệu cưỡng bức, lượng ép có thể tăng đến 30%

VII Thẩm thấu trong quá trình ép mía

Trong điều kiện ép khô, dùng một áp lực ép lớn vμ tiến hμnh nhiều lần ép cũng không thể ép toμn bộ phần đường trong mía ra được ép khô qua nhiều lần ép có thể lμm cho lượng nước trong bã giảm đến một giới hạn thấp nhất vμ giới hạn đó thường 45%, tốt nhất chỉ đạt 40% Để nâng cao hiệu suất ép, biện pháp tốt nhất lμ biến ép khô thμnh ép ướt Từ thí nghiệm cho thấy, hiệu suất ép khô chỉ đạt khoảng 80%, trong khi hiệu suất ép của ép ướt có thể đạt 95 - 97% Từ đó, cho thấy ý nghĩa lớn lao của thẩm thấu

1 Nguyên lý thẩm thấu

Ta biết, mía trước khi ép, tế bμo chứa đầy nước mía Sau khi ép, tế bμo bị phá vỡ

vμ có nước mía chảy ra Lúc lực ép mất đi, tế bμo có tính đμn hồi nên tự động khôi phục lại trạng thái ban đầu vμ chỗ tế bμo bị phá vỡ thu hồi nước mía trở lại hoặc không khí, do đó qua nhiều lần ép, có thể ép ra đại bộ phận nước mía nhưng do sự hồi phục lại trạng thái ban đầu vμ chỗ tế bμo bị phá vỡ thu hồi nước mía trở lại hoặc không khí Do

đó, qua nhiều lần ép, có thể ép ra đại bộ phận nước mía nhưng do sự hồi phục lại trạng thái ban đầu của tế bμo vẫn còn một phần nước mía nguyên trong bã mía Nếu tế bμo bắt đầu hồi phục trạng thái ban đầu, lập tức cho nước nóng (hoặc nước mía loãng) phun ngay trên bề mặt lớp bã mía lμm cho nước mía nguyên lưu lại trong bã qua lần ép sau

đó trích ra vμ lúc bấy giờ trong bã vẫn lưu một lượng nước mía nhưng đó lμ nước mía loãng Nếu dùng nhiều lần thẩm thấu, tác dụng pha loãng cμng lớn, trích ly phần đường cμng nhiều vμ tăng cao hiệu suất ép

2 Phương thức thẩm thấu

Thường có 3 phương thức thẩm thấu: đơn, kép vμ hỗn hợp

a Phương thức thẩm thấu đơn

Chỉ dùng nước thẩm thấu vμo bã mía mμ không dùng nước mía loãng (hình 1-25)

Nếu mỗi máy ép đều thẩm thấu đầy đủ lượng nước, tuy nâng cao hiệu suất ép nhưng có khuyết điểm lμ pha loãng nước mía hỗn hợp, tăng tiêu hao năng lượng hơn do

Phương thức thẩm thấy nμy cho hiệu quả tốt đặc biệt thẩm thấu lại 3 lần nước mía loãng vμ được dùng phổ biến trong nhμ máy đường

Từ kết quả thí nghiệm của yếu tố ảnh hưởng đến lượng nước thẩm thấu, đã đưa

đến phương trình sau đây:

λm = 560 - t - 5p + 20V - 30τ (1-11) Trong đó:

λm - lượng nước thẩm thấu thực dùng lớn nhất (% so với xơ)

f.cnD60

f

L - chiều dμi trục ép (m)

Ví dụ: kích thước trục ép của máy ép cuối D710 x 1400mm, lượng ép 90 T/giờ, phần xơ mía 13%, áp lực dầu của máy ép 21 T/dm2, tốc độ trục 12,5m/ph, nhiệt độ nước thẩm thấu 550C Tìm lượng nước thẩm thấu thực dùng lớn nhất

Giải

Sức tải xơ của máy ép cuối:

τ =

71,0x4,15,12x60

13,0x100x90vDL

Ngoμi ra, có thể dùng phương pháp thẩm thấu bão hòa có tác dụng tăng hiệu quả thẩm thấu vμ có thể giảm lượng nước thẩm thấu

b Nhiệt độ:

Nhiệt độ có tác dụng nâng cao hiệu quả thẩm thấu Tác dụng chủ yếu của nhiệt lμm tổ chức tế bμo mía bị phá vỡ, thμnh tế bμo biến thμnh có tính thẩm tích, như vậy nước thẩm thấu trực tiếp tiếp xúc với nước mía trong tế bμo Đồng thời, phân tử đường trong nước thẩm thấu khuếch tán rất nhanh do đó nâng cao hiệu suất ép Khi nhiệt độ thẩm thấu ≥ 700C hiệu suất ép có thể tăng 0,4%

Nhưng nhiệt độ nước thẩm thấu cao, độ hòa tan của chất không đường đồng thời tăng lên từ đó giảm AP nước mía hỗc hợp Ngoμi ra, nước nóng quá lμm bã mía trương

nở, mía vμo máy ép khó khăn ảnh hưởng cân bằng ép vμ giảm lượng ép

Thẩm thấu có lợi lớn lμ tiết kiệm lượng nước lạnh mμ dùng lợi dụng nước ngưng

tụ các hiệu cuối của hệ bốc hơi Thường dùng nhiệt độ trong khoảng 45 - 600C vừa tiết kiệm vừa không có nhiều chất không đường vμo nước mía

c áp lực phun

Phun nước thẩm thấu cần đều vμ có một áp lực phun nhất định, lμm cho lớp mía

ở đáy băng tải trung gian cũng hấp thụ được nước áp lực phun thường 2 kg/cm2

d Vị trí phun nước thẩm thấu

Lúc phun nước thẩm thấu tốt nhất phun vμo lớp mía vừa ra khỏi máy ép, lúc đó

tế bμo bị phá vỡ còn chưa kịp hấp thụ không khí cμng hấp thụ nước nóng hoặc nước mía loãng cμng tốt Đồng thời để nước thẩm thấu vμ bã mía có thời gian tiếp xúc lâu

e Chọn dùng bơm chống tắt thích hợp

Tình hình thẩm thấu nước thẩm thấu ở các máy ép có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả thẩm thấu của dμn ép Các nhμ máy đường đều dùng bơm chống tắt để khống chế thẩm thấu đều đặn lượng nước thiết kế của bơm chống tắt chọn dùng cần thích ứng với lưu lượng thực tế Nếu chọn dùng bơm lưu lượng quá lớn thì dễ dμng hút không, nước thẩm thấu sẽ lúc nhiều lúc ít Nếu lưu lượng quá nhỏ, không chỉ năng lực thẩm thấu kém mμ còn dễ dμng xuất hiện đường ống bị nghẽn vμ sự cố Do đó, chọn bơm có lưu lượng hơi lớn so với thực tế Cần lắp động cơ điều tốc để có thể điều chỉnh tốc độ

mμ khống chế lượng nước thẩm thấu thích hợp

VIII Nâng cao năng lực vμ hiệu quả của dμn ép

Dựa vμo cơ chế của trích li nước mía vμ kinh nghiệm thực tế sản xuất, để nâng cao năng suất vμ hiệu suất ép, cần có các biện pháp kỹ thuật chủ yếu dưới đây

1 Nâng cao khả năng xử lý mía, tăng độ xé tơi của mía

a Nâng cao xé tơi của mía để cải thiện tác nghiệp ép mía lμ biện pháp có hiệu quả vμ quan trọng nhất đối với nâng cao năng suất vμ hiệu suất ép cũng như giảm nhẹ gánh nặng cho máy ép

b Để trích ly nước mía cao, trước hết cần có mật độ mía tương đối cao (độ nén nguyên liệu) tức dựa vμo tăng cường xử lý mía mμ không phải dựa vμo áp lực cao Khi mật độ mía cao, xé tơi tốt cần dùng áp lực thấp

c Mật độ cao, xé tơi tốt, tác dụng hấp thụ lại cμng nhỏ, trích li cao, khi xử lý mía không tốt ngược lại

d Lúc xé tơi tốt, hiệu suất trích li của mỗi lần ép đều cao vμ như vậy có thể dùng số lần ép ít mμ vẫn đạt trích li cao, rút ngắn tương ứng dμn ép

e Xử lí mía tốt, nâng cao độ xé tơi lμ biện pháp có hiệu quả nhất để giảm trở lực thoát nước mía vμ thẩm thấu

g Hình thái xé tơi mía rất quan trọng, cần cố gắng xé tơi chủ yếu dạng sợi, giảm bớt dạng bụi, cục, lát Vì dạng sợi nước mía đi qua dễ dμng, lợi cho thoát nước mía, mía vμo máy ép thuận lợi có lợi cho nâng cao lượng ép

Đối với dạng bụi lμ trở ngại lớn nhất đối với thoát nước mía, không thuận lợi trích li vμ mía vμo máy ép

h Có quan điểm cho rằng, tác dụng xử lý mía lμ phá vỡ tế bμo vμ nhiều lần ép cũng có tác dụng như vậy (sau khi ép nhiều lần độ phá vỡ tế bμo có thể đạt 100%), do

đó xử lý mía không nhất thiết phải tơi Nhưng trên thực tế, công hiệu chủ yếu của xử lý mía lμ nâng cao tính nén của mía vμ giảm tác dụng hấp thụ lại Đó lμ những phương sách của nó không thể thay thế được Đặc biệt trong một dμn ép, hiệu quả trích li của máy I đối với ảnh hưởng của tổng trích li của dμn ép lμ rất lớn, rất quan trọng Điều đó quyết định chủ yếu lμ xử lý mía Lúc xử lý mía không tốt, hiệu suất ép máy I chỉ đạt khoảng 65 - 68%, nếu xử lý tốt có thể đạt 70 - 75% đối với việc nâng cao hiệu suất ép của toμn hệ thống lμ rất quan trọng

i Các biện pháp nâng cao độ xé tơi

- Dùng nhiều lưỡi dao, băng tải chạy chậm, mục đích tăng số lần dao chặt trong

đơn vị thời gian, giảm bớt lưới dao không chặt vμo mía

- Cố gắng giảm bớt khoảng cách giữa mũi dao vμ băng tải để chặt xé triệt để

- Dao không được sắc (hơi cùn) mới xé được thμnh sợi có lợi cho tăng năng suất

vμ thu hồi Cần hμn dao để chặt, xé tốt hơn

- Từ việc dùng một máy chặt mía, rồi hai máy chặt, máy cắt xé mía, máy đập tơi

có độ xé tơi ngμy cμng độ xé tơi có thể đạt ≥ 90% như máy đập tơi Tongaat (Nam Phi) hay máy đập tơi Walkers (Australia) Các máy nμy đã được dùng ở các nhμ máy đường của nước ta

2 Khống chế điều kiện kỹ thuật ép hợp lý

Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình ép mía: áp lực, tốc độ, thẩm thấm Ngoμi ra, cần coi trọng các yếu tố có tính cơ bản như mật độ nén mía) vμ hệ số hấp thụ lại

a Mật độ nén và áp lực ép Dưới điều kiện ép nhất định, nhất định có mật độ

nén tốt nhất vμ áp lực tốt nhất áp lực máy ép dùng lμ phải ở giới hạn độ an toμn cho phép để lμm căn cứ khống chế mật độ nén Hiện nay, do độ xé tơi dần dần nâng cao

nên nhiều nhμ máy đường dùng áp lực ép giảm thấp thường từ 1,9 - 2,2 MPa cũng đã

đáp ứng yêu cầu sản xuất

c Mía vào máy ép

Mía vμo máy ép thuận lợi hay không, ngoμi ảnh hưởng đến năng suất ép vμ an toμn sản xuất còn có sự ảnh hưởng đến thẩm thấu đều đặn vμ nâng cao hiệu suất ép Để mía vμo máy ép thuận lợi, có thể dùng các biện pháp sau đây:

- Nâng cao năng lực kéo mía của trục ép: dùng bề mặt trục có độ thô nhất định,

ở trục đỉnh vμ trục được có răng chữ nhân lớn (∧) dùng kéo mía nhưng không được quá nhiều ảnh hưởng diện tích ép vμ vụn cám mía nhiều ở chân răng ở răng trục có hμn nhám có thể tăng độ thô bề mặt trục, tăng độ cứng vμ ít mòn, năng lực kéo mía nâng cao

Phương pháp nμy thường dùng ở trục đỉnh vμ trục trước Sau khi hμn cần điều chỉnh lược đáy để phối hợp hợp lý

- Dùng trục nạp liệu cưỡng bức

Dùng trục nạp liệu cưỡng bức, mía sau khi xử lý đi vμo máy ép thuận lợi Thực

tế chứng minh dùng trục nạp liệu cưỡng bức có thể tăng lượng ép từ 20 - 50%

- Hộp cao vị thẳng đứng - dùng hộp cao vị thẳng đứng có góc khoảng 900 Chủ yếu lợi dụng trọng lượng mía trong hộp sản sinh lực đẩy giúp mía vμo máy ép thuận lợi

d Cải tiến thoát nước mía

Nước mía thoát ra ngoμi trục trước vμ trục sau Lượng nước chảy ra ở trục trước khoảng 70% vμ trục sau 30% Các biện pháp nâng cao hiệu quả thoát nước mía

- Duy trì hình thái xé tơi mía tốt, chủ yếu dạng sợi

- Duy trì độ dμy lớp mía vμ tốc độ ép hợp lý

Ngoμi ra cần có thoát nước mía ở trục đỉnh Tùy theo lượng ép tăng vμ tăng cường thẩm thấu yêu cầu thoát nước mía cμng tăng nên cần có thoát nước mía ở trục

đỉnh, chủ yếu ở máy I vμ máy II

e Nâng cao hiệu quả thẩm thấu

ép khô hiệu suất ép chỉ có thể đạt 70 - 78% do đó dùng nước thẩm thấu có thể

đạt 96 - 97% Để thẩm thấu tốt cần chọn phương pháp thẩm thấu thích hợp vμ các điều kiện kỹ thuật thẩm thấu hợp lý

g Lắp đặt hợp lý

Lắp đặt khe hở lμm việc ra vμ vμo của trục ép rất quan trọng, có ảnh hưởng lớn

đến năng suất vμ hiệu suất ép Do đó, cần chọn tỉ số khe hở vμo vμ ra kích thước lược

đáy lμ điều kiện đảm bảo máy lμm việc ở trạng thái tốt

Tỉ số khe hở vμo vμ ra của dμn ép thường trong khoảng 1,8 - 2,5 Đối với máy ép

I tỉ số khe hở vμo vμ ra trong khoảng 2,2 - 2,5, các máy giữa 1,8 - 2,0 vμ máy áp cuối

có thể từ 1,8 - 2,5 để đảm bảo bã mía vμo máy ép thuận lợi

IX Tính toán chủ yếu của máy ép

1 Tính năng suất và công suất máy ép

a Tính năng suất ép mía

- Định nghĩa: Năng suất ép lμ lượng nước ép được trong đơn vị thời gian (T/h, T/ngμy với hiệu suất ép nhất định

- Quan hệ mật thiết giữa năng suất vμ hiệu suất ép:

Khi hiệu suất ép hơi thấp một ít để nâng cao năng suất nhưng xét về mặt kinh tế, chỉ tiêu hiệu suất ép nói lên hiệu quả kinh tế tùy từng vùng mμ định Ví dụ, trên thế giới một số vùng mía tốt lúc thμnh phần đường cao thì giảm hiệu suất ép một ít để nâng cao năng suất hoặc có vùng nắng to, đông lạnh đường chuyển hóa cần tăng năng suất ép, những việc lμm đó hợp lý về mặt kinh tế Ngược lại, có những vùng mía không nhiều thì giảm năng suất để nâng cao hiệu suất mới đạt kết quả tốt

f = 15%

N = 6 v/ph

Nếu thμnh phần xơ f' ≠ 0,15 thì trong công thức nhân với 0,15/f'

Nếu n' ≠ 6 v/ph thì trong công thức nhân với ( )

(1 0,36D)

6

D'n06,01'n

2 3 2 1

b Tính công suất của hệ máy ép

Ngoμi công suất tiêu hao do truyền động vμ ma sát, công tiêu hao chủ yếu lμ ép mía Trở lực của ép mía lμ xơ mía, đặc biệt độ cứng của vỏ mía, lúc giống mía không giống nhau vμ trở lực đối với ép khác nhau

Công suất tiêu hao bao gồm:

- Công khắc phục ma sát giữa trục ép vμ gối đỡ trục

N = N1 + N2 + N3 + N4 (1-21) Trong các công thức trên:

Để đáp ứng đầy đủ sản xuất, khi thiết kế cần tăng 50% công suất

3 Tính toán và điều chỉnh khe hở ra vào của máy ép

a Tính khe hở làm việc của máy ép

Kích thước khe hở lμm việc quyết định chủ yếu lượng mía ép, thμnh phần xơ mía, kích thước trục ép vμ tốc độ máy ép Trước hết, cần tính độ dμy lớp mía đi qua

máy ép (tức khe hở ra lúc lμm việc) Sau đó, dựa vμo tỉ số khe hở tính được khe hở vμo lúc lμm việc Phương pháp tính có nhiều, ở đây chỉ giới thiệu 2 phương pháp thường dùng

- Phương pháp tính thể tích bã mía đi qua máy ép

- Thể tích bã mía đi qua máy ép bằng tốc độ chiều dμi trục khe hở lúc lμm việc

Trọng lượng bã đi ra mỗi phút Thể tích bã mía =

Trọng lượng riêng của bã (1-23) Trọng lượng bã đi ra mỗi phút

Khe hở ra lúc

lμm việc = Tốc độ x chiều dμi trục ép x

trọng lượng riêng của bã

(1-24)

Do lượng xơ vμo vμ ra của máy ép bằng nhau, ta có:

Trọng lượng mía x phần xơ mía = trọng lượng bã mía x phần xơ bã

Trọng lượng mía x phần xơ mía Trọng lượng bã mía =

Trong công thức (1-25) nếu trọng lượng mía bằng 100 thì có thể được phần (%) bã so với mía tức:

Phần xơ trong mía Bã so với mía (%) =

D - Đường kính trung bình của trục ép (dm)

L - Chiều dμi trục ép (dm)

n - Tốc độ quay trục ép (v/ph)

m - Phần xơ trong bã của máy ép đó (%)

α - Hệ số hấp thụ lại (dựa vμo tốc độ trục ép vμ tình hình thoát nước mía mμ

60

f.C

Kt lúc lμm việc =

DLm

Cf43,42,1DnLxmx

Cf7,16

Khe hở lμm việc vμo bằng khe hở lμm việc ra nhân với tỉ số khe hở, có thể dùng công thức sau để biểu thị:

Trong công thức k - tỉ số khe hở ra vμo lúc lμm việc thường từ 1,8-2,5

Trị số m - phần xơ trong bã có thể tham khảo (bảng 1-7)

Dựa vμo phần xơ bã có thể tính được khe hở lμm việc máy ép

Ví dụ: Có dμn ép 5 máy kích thước D x L = 720 x 1400mm, lượng ép 115T/giờ, phần xơ trong mía 13% trục đỉnh dâng lên 7mm, tỉ số khe hở = 2,0 hệ số hấp thụ = 1,2 Tìm khe hở ra lúc lμm việc vμ lúc lắp đặt của máy ép 2

13x115x43,4nDLm

Cf43,

Trong đó: G - Trọng lượng xơ (kg/ph)

Kr - Khe hở lμm việc trục sau (mm)

V - Tốc độ dμi trục ép (m/ph)