CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG mía NGUYỄN NGỘ

Để làm tốt công việc chế biến đường, cẩn cung cấp đầy đủ nguyên liệu mía có chất lượng tốt để nhà máy đường trong một phạm vi lương xử lý thích hợp nhất làm giảm thấp giá thành, tiêu hao

E " TRƯỜNG ĐẠI HOC BACH KHOA HA NOI | bì |

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

VIEN CONG NGHE SINH HOC - CONG NGHE THUC PHAM

PGS NGUYEN NGO

CONG NGHE DUONG MIA

NHA XUAT BAN BACH KHOA - HA NOI

Bản quyển thuộc về Trương Pai hoc Bach Khoa - Hà Nội

Mọi hình thức xuất bản, sao chụp mà không có sự cho phép bằng văn bản của trương là vi phạm pháp luật

LOI NOI DAU

Năm 1995, nhà nước triển khai chương trình mía đường Quốc gia với nhiều để

án phát triển tích cực, nhờ vậy, chỉ sau 5 năm thực hiện, ngành công nghiệp đường nước ta đã phát triển một cách nhanh chóng và mạnh mẽ Toàn quốc xây dựng được 44 nhà máy đường mía và hai nhà máy đường luyện, sản xuất đủ tiêu dùng trong nước, chấm đứt hoàn toàn việc nhập khẩu đường Hiện nay, nhiều nhà máy đã được trang bị

những thiết bị hiện đại mang tính tự động hóa cao, đồng thời áp dụng nhiều công nghệ

mới trên thế giới vào sản xuất Có thể nói, một số nhà máy đường ở nước ta đã có thể sánh ngang tầm với những nhà máy hiện đại ở khu vực Châu Á

Ngành đường phát triển nhanh chóng tất yếu đòi hỏi một đội ngũ lao động có trình độ cao Vì vậy, các cán bộ ngành đường cần trang bị cho mình một nền tảng kiến thức khoa học công nghệ vững vàng, đồng thời tích lũy thêm nhiều kinh nghiệm thực tiễn phong phú để có thể phục vụ hiệu qua cho ngành công nghiệp đường nước nhà Đáp ứng một phần yêu cầu đó, chúng tôi biên soạn cuốn Công nghé đường mía dùng làm tài liệu học tập và giảng dạy môn Công nghệ đường mía cho giảng viên và sinh viên các trường Đại học, đồng thời là tài liệu tham khảo cho các kỹ sư, cán bộ kỹ

thuật, cán bộ quản lý của Viện nghiên cứu và các nhà máy đường

Nội dung chủ yếu của cuốn sách được chia làm 5 phần, mỗi phần giới thiệu một

khâu trong quy trình sản xuất đường hiện đại từ khâu nguyên liệu mía đến chế luyện đường Tất cả những lý luận cơ bản, những công nghệ mới và thiết bị mới của quy

trình đều được trình bày một cách rõ ràng và có hệ thống

Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã cố gắng tham khảo tài liệu ngành đường trong nước và trên thế giới, đồng thời dựa vào kinh nghiệm trong những năm giảng

đạy ở trường đại học và kinh nghiệm thực tiễn phong phú thu thập được qua nhiều năm làm tư vấn cho một số nhà máy đường ở nước ta

Tuy nhiên, việc biên soạn giáo trình học tập, tham khảo cho một công nghệ

đang trên đà phát triển và hoàn thiện chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy,

chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp và bạn đọc

trên cả nước để cuốn sách được hoàn chỉnh hơn Mọi ý kiến phản hổi xin được gửi về

NXB Bách Khoa - Ha Nội, hoặc Bộ môn Quản lý Chất lượng và Công nghệ Thực phẩm

Nhiệt đới, Viện Công nghệ Sinh học - Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách

Khoa Hà Nội

ĐT: +84.438680120

Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

816670727 ộanaa 3

THU NHAN VA XU LY DICH NUGC MIA

Chương 1 NGUYÊN LIỆU - MÍA

1 Hình thái cây mía eeerrrirerrrrrre

II Các giống mía chủ yếu -eererrrrre

II Quản lý nguyên liệu mía

IV Tinh chất và thành phần chủ yếu mía và nước mía ơă7

Chương 2 XỬ LÝ MÍA - XÉ TƠI MÍA

1 Ý nghĩa của xé tơi mía

II Thiết bị xử lý mía -errrrerreer

II Chủng loại và cấu tạo máy ép eeenerrrrrrrrrrrrrrrrrrmrrnnnrrrooe 26 IIL Mía vào máy ép và ép mía -.-eeerrrrererrrrrrrtrrrrtrtrrrrmrrrrerrrrir 32

V Áp lực ép mía csneenrrrtrrreretretrrrmmrtrrrdrrrrirnitrrrtrriinrri 39

VII Thẩm thấu trong quá trình ép mía -ecceeererrrnrrrerrrrtrrtrrrtrrrrrrer 45

IX Tinh toán các tham số chủ yếu của máy ÉP -eeeeeeeerrrrrmrrnrrrrrere 52

X Quản lý ép mía snnnnnnntnnhnretrtrrrtrrrrrrrrrrrrrtnnnlfrtinftnitfitrrrirr 60

L Sự hạn chế của phương pháp ép -errerrrerrrrrrrrrerrrrrrrrrrrrrrnrrin 65

II Nguyên lý cơ bản của phương pháp khuếch 0 ` 65 III Công nghệ khuếch tán

IV Thiết bị khuếch tán mía

V Quản lý sản xuất của phương pháp khuếch tán . « -eerrrtrrtrr _— 73

5

PHAN II

LAM SACH NUGC MIA

Chương 1 NGUYÊN LÝ CƠ BẢN LÀM SẠCH NƯỚC MÍA 76

I Tác dụng của vôi - sen HH1 1n 76

II Lưu huỳnh đioXÌE sen 0H Hee 82

IV Tac dụng của cacbondiOXiK c.-cerierrreerdrirrrirrrrrrrerrirrrrrrrre 86

V Tác dụng của pH -ccc+ccreetrirterirrrrrrirriirrerre 86

VI, Tác dụng của nhiệt độ Hee 91 Chương 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH NƯỚC MÍA 93

II Phương pháp sunfit hóa ec<crretirrrrrriiirrirriiiriiiirirrrke 96

II Phương pháp cacbonat hóa cirriireriiiiirririrreiririrrre 107

IV Phương pháp Blanco - Directo - sản xuất đường trắng trực tiếp 109

Chương 3 LẮNG NƯỚC MÍIA -2SccSectotrrtrriirriii rrree 11

I8 0ï 0115 111

II Nguyên lý lắng của chất kết tủa net 111

HI Quá trình lắng - kh HH Ha HH gà 112 1V Các yếu tổ ảnh hưởng đến lắng c ii 112 Chương 4 LỌC NƯỚC BỪN - HH HH HH HH HH nang 115 l8 0.30: 0n 115

H0i89)19.0 17 ỐỐ.Ốố ố.ố 115

Chương 5 QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH .-.-«-5<SS<+tkkerererrsrrsrrree 119

L Hiệu suất làm sạch .- c e „ 119

II Sản xuất và quản lý thao tác công đoạn làm sạch 120

1 Lò đốt lưu huỳnh - -c«cvothnHnHnH_ TH ng HH HH HH ng HH1 ngư 122

II Thiết bị xông SO; và trung hòa (hình 2.11) và (hình 2.12) 126

HH Thiết bị lắng - -cserrrrrrrrHHe THeHEiieiee 129

TV May loc chan không, - sen ri 131

PHAN Ill

BỐC HƠI NƯỚC MÍA Chương 1 NGUYÊN LÝ CO BAN CUA BỐC HƠI «eccee 133

II Phương án nhiệt của hệ bốc hơi ii 134

II Đánh giá các phương án nhiỆt ceeerierirrrrerrrrrrrrrrrrrrie 139 Chương 2 BIẾN ĐỔI HÓA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH BỐC HƠI 141

1 Sự biến đổi hóa học -ethhrerrriremrrriiiiiiiiiriirieiirrreree 141

II Sự tạo cặn và phương pháp loại cặn eeeereerrrrrrrrrrrrrrrerie 143

Chương 3 THIẾT BỊ GIA NHIỆT VÀ BỐC HƠI

1 Thiết bị gia nhiệt cecccsrrrrrrrrrrirrridrrrrrirrriririirire

1I Thiết bị bốc hơi . -c-srsrreerrrrietiiirriiiririiirrrrrrrriim

Chương 4 QUẢN LÝ VÀ THAO TÁC BỐC HƠI

I Thao tác bốc hơi -. eseeerrieierrre

1I Các biện pháp tiết kiệm hơi ở hệ thống bốc hơi ceeeerrrie 156

PHẨNIV NẤU ĐƯỜNG VÀ HOÀN TẤT

Chương 1 NGUYÊN LÝ CHUNG CỦA NẤU ĐƯỜNG -.- 159

1 Cơ sở lý thuyết kết tỉnh đường ceeeeeerrrrrrrrerrerrrrrrrrremneirire 159

II Động hoc của quá trình kết tỉnh đường .eeceerieeerrrrrrriirdridrrriee 161 III Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến nấu đường cse-csreeteerrrrrrrrrrrer 165

Chương 2 CÔNG NGHỆ VÀ THAO TÁC NẤU ĐƯỜNG 169

II Kỹ thuật thao tác nấu đưởng -eeeerrrrrrrrrnrernrrrrrrrrrmrrrrerrrrre 170

II Hiện tượng không bình thường trong công đoạn nấu đường 171

Chương 3 CÂN BẰNG VẬT CHẤT NẤU ĐƯỜNG VÀ TÍNH TOÁN 176

1 Chế độ nấu đường và phương pháp định chế độ rà 176

II Tính cân bằng vật chất nấu đường eecceeerrrrrrrrrererrernnrrerree 179

II Tính phối liệu nấu đường , eseenrrrrrerrrrrrrrrmrrrrrrrrrerer 180

IV Tính hiệu quả chế luyện đường ecneenrrrrrerrrrrrrtrnnrrreie 183

V Thiết bị nấu đường -ccoSsc nnnhhhhnhttrrerrriirriirriiiiiiiirrriirrirrrrrttnirt 186

Chương 4 KẾT TINH LÀM LẠNH (TRỢ TINH) ĐƯỜNG NON 189

I Nguyên lý trợ tính ch Hee 189

Chương 5 PHÂN LY ĐƯỜNG NON, SẤY VÀ BẢO QUẢN ĐƯỜNG 196

I Phân ly đường non +22 nen Hee 196

II Sấy đường và bảo quản đường cisrderrrrrrirrrrrrrrerririrree 205

PHAN V

TINH CAN BANG CONG NGHE

Chuong 1 CAN BANG VAT CHAT

COD 219

IV Tinh phi lidu ndu dudnng oo eee sceesseessseessnescaseeneesnessaeesneessesnseanenseecteesiesaes 223

VL Tinh cân bằng vật chất toàn nhà máy đường theo phương pháp SO; axit tính 226

II Lượng hơi dùng gia nhiệt nấu đường . .ueiehieeerden 255

II Lượng hơi tiêu hao của hệ bốc hơi -.csccnS 2 errrrrreerrirrree 256

Chương 3 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NƯỚC -2-i©22cccvcvvcvrvoeceee 264

1 Sử dụng nước và cấp nước của nhà máy đường - re 264

II Phương pháp tính toán các loại nước sử dụng — 265

PHANI

THU NHAN VA XU LY DICH NUGC MIA

Chương 1 NGUYÊN LIỆU - MÍA

1 HINH THAI CAY MIA

Cây mía gồm các phần chủ yếu: rễ, thân, lá và hoa (hình 1.1)

1 Rễ mía

Rễ có tác dụng giữ cho mía đúng,

hút nước và 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 và tơ

Rễ có thể chia thành hai loại: rễ

giống hay rễ sơ sinh và rễ mọc ở gốc cây

mới hình thành gọi là rễ thứ hay rễ vĩnh

cửu

So với các cây hòa thảo khác, rễ

mía phát triển rất mạnh Một khóm mía

Hinh 1.2 Ré cay mia

2 Than mia

Thân có hình trụ thẳng đứng hay cong Thân mía có màu vàng nhạt hoặc màu tím

đậm Trên vỏ mía có một lớp phấn trắng bao bọc Thân mía chia thành nhiều dóng Giữa hai déng là đốt mía Đốt bao gồm đai sinh trưởng, đai rễ mầm, sẹo lá và đai phấn

Thông thường, mía phát triển theo chiểu cao từ 2,43 m đến 3,65 m trong một năm hay từ 2 - 3 đóng/ tháng (hình 1.3)

3 La mia

Lá có nhiệm vụ quang hợp nước, CO; và các chất đinh dưỡng để biến thành

gluxit, các chất tổng hợp có chuỗi nitơ và là bộ phận thở và thoát ẩm cho cây mía

Lá mọc từ chân đốt mía Phần lớn mặt ngoài của lá có lớp phấn, lá có lông Thân

lá trơn láng, xù xì dày mỏng khác nhau và thường có màu xanh, cá biệt có thân màu vàng hoặc màu tím, mép lá hình răng cửa Lá chia làm hai bộ phận chính: phiến lá và

be la Lá có chiều dài từ 0,91 m đến 1,52 m và rộng khoảng 0,3 m thuộc giếng mía Mía

tơ ít lá hơn mía gốc với số lượng từ 10 - 15 lá

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 thành cơ cấu giống mía, nhằm rải vụ

trồng và kéo đài thời gian chế biến cho các nhà máy đường

Một số giống mía đang trồng ở nước ta:

F156, MY55-44, Ja-605, F154, F157, H39-3633, NCO310, Comus, CO715, CO419,

E134, VN-84-4137, ROC16, ROC1, ROC10, VD63-237, VD79-177, ROC18, ROC20

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

~ Giống ROCI (Tân Đại đường 1) do Đài Loan lai tạo là giống chín sớm, thích

ứng rộng, hàm lượng đường cao Năng suất cao, chịu đất xấu và chịu hạn, gốc nẩy mầm

chậm, thu hoạch vào đầu vụ

~ Giống ROC10 (Tân Đại đường 10) do Đài Loan lai tạo có đặc tính chung giống

ROCI1 như thích ứng rộng, chịu được đất chua mặn, chịu thâm canh, chín trung bình, thu hoạch vào giữa và cuối vụ

~ Giống Quế đường 11 (Quảng Tây - Trung Quốc sản xuất) là giống chín sớm, thu

hoạch vào đầu vụ Giống này sinh trưởng mạnh, khả năng lưu gốc tốt, tính thích ứng rộng, chịu hạn, chịu đất xấu, chịu ẩm ướt, năng suất cao và có hàm lượng đường cao

Các biện pháp để nâng cao chất lượng giống mía:

1 Công tác nghiên cứu

- Nghiên cứu áp dụng các biện pháp kỹ thuật nhân nhanh các giống mía tốt, để

thay thế các giống mía củ có năng suất thấp, chất lượng kém

~ Nghiên cứu các biện pháp canh tác chính cho từng vùng Chú trọng biện pháp bón phân hợp lý, phòng trừ sâu bệnh

III QUAN LY NGUYEN LIEU MIA

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

nhà máy đường trong một phạm vi lương xử lý thích hợp nhất làm giảm thấp giá

thành, tiêu hao ít, thu hồi cao, có được nhiều đường đạt chất lượng tốt và có hiệu quả kinh tế cao Do đó, làm tốt công tác quản lý nguyên liệu mía là một mắc xích quan trọng đảm bảo sản xuất tiến hành thuận lợi và phải coi công tác đó là nhiệm vụ quan trọng nhất của sản xuất Nội dung của công tác quản lý mía là cẩn tìm hiểu và nắm vững tình hình phân bố vùng nguyên liệu, giống mía, số lượng và thời gian chín của mía, đặc điểm công tác nông nghiệp vùng mía và tình hình sắp xếp lực lượng lao động, lực lượng vận chuyển mía, thời vụ ép và thời gian xuống mía Cuối cùng, khảo sát lượng mía xử lý trong từng ngày, tháng một cách 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, thực hiện chế độ nghiệm thụ chất lượng mía

IV TÍNH CHẤT VÀ THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC MÍA

Mia la nguyên liệu để chế biến đường, quá trình gia công và điều kiện kỹ thuật chế biến đường đều căn cứ vào mía, đặc biệt là tính chất và thành phần của nước mía

Do đó, trước tiên cần nắm vững một cách có hệ thống tính chất và thành phần của mía Thành phần hóa học của mía phụ thuộc giống mía, đất đai, khí hậu, mức độ

chín, sâu bệnh (bảng 1.1)

12

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của mía và nước mía

2 Thanh phan nudc mia:

— Chat ran hoa tan

- Muối axit vô cơ

~ Muối axit hữu cơ

~ Axit hữu cơ tự do

- Chất không đường hữu cơ khác:

tương đối cao, đồng thời phần nước giảm, phần xơ cũng tăng lên 5 8 P 5

Công thức phân tử C¡zH;zO¡¡ là một disacarit gồm 2 đường đơn glucoza và

fructoza tạo thành Công thức cấu tạo hóa học:

13

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

và nhiệt độ cao và trong dung dịch kiểm phát sinh các phản ứng hóa học:

a Chuyến hóa sacaroza

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

CyH2O1n + H2O > C6H1206 + CsH1206

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 là quay phải biến thành quay trái Do đó, có tên gọi là sự chuyển hóa đường Hỗn hợp glucoza và fructoza được

tạo thành từ sự thủy phân sacaroza gọi là đường chuyển hóa

Đường sacaroza bị chuyển hóa làm giảm sản lượng đường, giảm hiệu suất thu hồi đường Đó là một sự tổn thất rất nghiêm 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

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

Tốc độ chuyển hóa sacaroza còn chịu ảnh hưởng của nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng

10°C thì tốc độ chuyển hóa tăng lên 3 lan

Ngoài ra, rất nhiều loại vi sinh vật tạo enzim chuyển hóa cũng làm tăng tốc độ chuyển hóa đường Mía không tươi và những góc chết của thiết bị (máy ép) hoặc

những nơi vệ sinh không sạch dẫn đến quá trình chuyển hóa đường tăng rất mạnh

b Tác dụng của kiểm

Đường sacaroza ở môi trường kiểm 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* và OH: trong

14

dung dịch rất thấp Lúc pH = 9, ở áp lực thường và đun sôi trong một giờ, tổn thất

đường 0,05% Trong dung dịch kiểm mạnh và gia nhiệt, đường sacaroza bị phân hủy

nghiêm trọng Sản phẩm cuối cùng của sử phân hủy là chất màu và axit hữu cơ, trong

đó axit lactic chiếm khoảng 60%, Chất màu sẽ làm giảm chất lượng của đường còn axit hữu cơ làm chuyển hóa đường sacaroza gây tổn thất cho sản xuất đường

c Tác đụng của nhiệt độ

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

là sản phẩm có màu như caramenlan, caramenlen, caramenlin

Chất màu caramen được coi như hợp chất humin (C¡;H¿O¿)a Đó là sự polyme

hóa ở mức độ khác nhau của B anhidrit

2 Đường khử

Đường khử trong nước mía chủ yếu là glucoza và fructoza Công thức phân tử C¿H¡¿O¿ Khi mía còn non hàm lượng glucoza và fructoza trong mía tương đối cao,

nhưng khi mía chín hàm lượng đó giảm đến mức thấp nhất

Tính chất hóa học của đường khử tương đối ổn định ở pH=3 Dưới các điểu kiện

khác nhau, có thể sản sinh các loại phản ứng hóa học khác nhau, tạo thành nhiều loại

sản phẩm khác nhau Đối với sản xuất đường, phản ứng quan trọng nhất có hai loại:

a Phân hủy đường khử

Trong môi trường đặc biệt và ở nhiệt độ cao, glucoza và fructoza sẽ phát sinh

một loạt phản ứng hóa học và sản phẩm của sự phân hủy bao gồm: axit lactic, axit

glucosacaric, axit focmic, lacton Những axit này lại kết hợp với vôi (CaO) tạo thành

muối hòa tan, tổn tại trong dung dịch đường Vì vậy, khi dùng vôi xấu, hàm lượng muối canxi trong nước mía tăng

b Phan ting Maillard

Tác dụng của đường khử và axit amin tạo thành những phản ứng phức tạp Sản phẩm tạo thành mêlanoidin có màu nâu đậm

Phản ứng đó thường hay gặp trong tự nhiên hay trong công nghiệp thực phẩm,

thường gọi là phản ứng màu nâu (browing reaction) Nó là nguyên nhân làm nhiều loại

thực phẩm biến màu nâu đậm

c Ảnh hưởng của các vật chất khác nhau đối với tác dụng phân hủy của Âường khử

~ Ngoài axit amin, nhiều loại axit hữu cơ và một số muối vô cơ thúc đẩy tốc độ phân hủy đường khử và tạo thành phản ứng có màu

~ Muối của axit cacbonic cũng có tác dụng làm tăng tốc độ phân hủy đường khử

và tạo thành chất màu

- Axit sunfurơ cũng có ảnh hưởng rất lớn đối với phản ứng phân hủy đường

khử Lúc axit sunfurơ hoặc muối của nó tổn tại, có thể làm cho sản phẩm phân hủy

đường khử có màu biến thành màu nhạt thậm chí không màu, đồng thời nó cũng làm giảm oxi trong dung dịch, do đó làm 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 la nguyên nhân chủ yếu hình thành vật chất có phân tử lớn

Tác dụng của H;SO; theo phản ứng sau đây:

Những phản ứng đó làm chất hữu cơ biến nối đôi thành nối đơn (mất nối đôi)

nên nó không có khả năng ngưng tụ thành vật chất phân tử lớn H;SO: có thể ức chế sự phân hủy đường khử, giảm thiểu sự tạo thành chất có màu

d Phản ứng trong dung địch có tính axit ỞpH = 3 đường khử glucoza và tuctoza có tính ổn định nhất Bất luận axit hữu cơ mạnh hay yếu đều không có tác dụng đối với glucoza và fructoza Đối với axit vô cơ, axit yếu và ở nhiệt độ thấp không có ảnh hưởng nhưng trong môi trường axit và nhiệt độ cao,

đường khử sẽ tạo thành oximetylfufuron và sau đó tạo thành axit levulic và axit focmic:

16

a Pectin

Pectin tén tại phổ biến trong thực vật và đặc biệt trong nước qua Protopectin

cùng với xenluloza và hemixenluloza cùng tổn tại dưới dạng không hòa tan trong nước, dưới tác dụng của nhiệt thiy phan thanh pectin Tuy thuộc giống mía khác nhau mà hàm lượng pectin không giống nhau Mía chưa thuần thục so với chất khô có hàm lượng pectin tương đối nhiều Thường trong nước mía hàm lượng khoảng 0,1%

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

Do pectin ton tại trong thành tế bào, nên hàm lượng pectin trong nước mía quyết

định chủ yếu mức độ ép mía Trong môi trường axit mạnh hoặc môi trường kiểm, đặc biệt lúc nhiệt độ cao, pectin phân hủy và hòa tan trong nudéc Pectin cé thé lam cho dé hòa tan của đường sacaroza tăng lên và nâng cao độ nhớt của nước mía và mật chè

4 Axit hữu cơ

Trong nước mía, các axit hữu cơ có thể ở dạng tự đo, muối hòa tan hoặc không tan, trong đó axit tự do chiếm 1/3 lượng axit chung

Axit hữu cơ trong nước mía chủ yếu là: axit aconitc, axit xitric, axit malic, axit

aconitic chiếm nhiều hơn cả Thông thường, mía chưa chín axit hữu cơ trong mía

nhiều axit axêtic và axit lactic Trong quá trình sản xuất, đường phân hủy thành các axit hữu cơ như axit lactic, axit oxalic v.V

Trong các axit đó, ngoài axit ôxalic có khả năng tạo thành muối kết tủa, các axit

hình thành nhiều muối canxi hòa tan, kéo theo hệ số phân ly muối canxi hòa tan tăng lên Hệ số phân ly muối canxi của axit hữu cơ tương đối thấp không có lợi cho sự hình

thành chất kết tủa canxi

5 Chat béo va sap mia

Ham lượng chất béo va sap trong nước mía và cây mía phụ thuộc vào giống mía, điểu kiện sinh trưởng và điểu kiện ép mía mà có sự biến đổi nhiều Tổng lượng chất béo (lipids) có trong cây mía từ 0,2 - 0,3% Sáp mía tốn tại bể ngoài của thân cây mía Ở nhiệt độ thường sáp dé tan trong các dung môi như: hidrocacbua thom, este dầu hỏa, ancol và axêton Trong sản xuất đường mía, gần 60 - 80% lượng sáp theo bã mía, phần

còn lại tồn tại trong bùn lọc

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

Qua nhiều lần ép, chất béo và sáp trong mía gần một nửa đi vào nước mía

Thanh phần chủ yếu chất béo và sáp không hòa tan trong nước, nhưng có một phần có khả năng hình thành dung dịch đục mà 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 thành dung dịch "sữa" đục tương đối ổn định

Lúc làm sạch nước mía, đại bộ phận chất béo và sáp tùy thuộc sự ngưng kết của anbumin mà hình thành chất kết tủa Theo nghiên cứu của Bardorf, chat béo va sap qua làm sạch bằng vôi có thể loại khoảng 90% nhưng vẫn còn một ít tổn tại trong nước mía trong Chất béo có thể dính trên bể mặt vải lọc, gây trở ngại lọc nước mía

Bảng 1.2 Thành phần vô cơ trong nước mía, mật chè và mật đường

(Cane Sugar Handbook 12th)

CaO 0,17 - 0,32 0,27 - 0,25 0,35 - 0,37 0,86 - 1,64 MgO 0,20- 0,33 0,20 - 0,40 0,03 - 0,32 0,68 - 1,87 5O; - 0,06 - 0,71 0,07 - 0,33 0,01 - 0,07 0,05 - 141 - PO; 0,01 - 0,40 0,02 -,08 0,01 - 0,02 0,07 ~ 0,14 Fe;O; 0,06 - 0,14 0,01 - 0,03 0,07 - 0,01 0,04 - 0,07 Tro sunfat 3,6 - 4,4 2,8 - 3,9 3,1 - 6,5 12,0 - 19.0 Tro dan dién 3,4- 4,4 3,7 - 4,5 3,9 - 4,7 14,2 - 177 |

Ở ion dương, hàm lượng lớn nhất là K, kế đến là Ca, Mg Còn lại như Na, Cu,

Zn, Pb hàm lượng không nhiều, không đến 30 mg/KgBx Ở ien âm, nhiều nhất là gốc

sunfat, silic va Cl

a Trong nước mía có một lượng lớn gốc axit sunfuric Nó là thành phần chủ yếu của sự đóng cặn, vì sunfat canxi hòa tan trong dung dịch nhưng về sau bốc hơi và nấu đường nồng độ đặc thì trích ra làm đục mật chè và đóng cặn ở thiết bị

b KạO, Na;O hầu như hòa tan trong nước, do đó lúc làm sạch nước mía khó loại

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

c Axit xilic: Axit xilic có tương đối nhiều trong nước mía và tồn tại ở trạng thái keo Trong sản xuất đường nó được coi là 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 bể mặt tinh thể đường ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

d P,Os: Hàm lượng P;O: trong nước mía rất có ý nghĩa cho làm sạch nước mía Chất kết tủa Ca;(PO¿); có thể hấp phụ axit xilic, muối sắt hòa tan, chất không đường

chứa nitơ, chất béo v.v Thường hàm lượng P;O; trong nước mía đạt 350 - 450 ppm

cho hiệu quả làm sạch tốt Lúc hàm lượng P;O; quá thấp có thể tạo muối photphat có

tính hòa tan

a Chất màu có trong cây mía

Diệp lục tố có trong bản thân cây mía gồm điệp lục tố a: CssH;;O:N„Mg và điệp

lục tố b: CszHzoOuN¿Mg, xantophin (CaoH;sO;) và caroten (CaoHs‹) v.v Trong nước mía

chúng hỗn hợp với các loại chất béo mà tổn tại phân tán thành những hạt huyển 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 làm sạch tốt, phần lớn bị loại và

đi vào nước bùn Nếu làm 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 bào mía, có rất nhiều vật chất nguyên là không màu, nhưng cùng các hợp chất khác kết hợp, sau khi phản ứng hoặc phân hủy tạo thành chất màu,

chủ yếu là poliphenon, hợp chất amin và caramen đường

Poliphenon kết hợp với sắt tạo thành hợp chất màu nâu đậm Axit amin kết hợp

với đường khử theo phản ứng Maillard tạo thành chất màu mêlanoidin có màu nâu xẩm Ở nhiệt độ cao khoảng 200°C đường mất nước tạo thành dạng keo Chúng là những chất có hại cho sản xuất đường

20

Chuong 2

XU LY MIA - XE TOI MIA

I ¥ NGHIA CUA XE TOI MIA

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

1 Nâng cao lượng xử lý mía

Mía qua xử lý nguyên liệu sẽ biến thành 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 dé dàng đi vào máy ép, đồng thời có

lợi giảm nhẹ tải cho thiết bị và an toàn sản xuất

2 Nâng cao hiệu suất ép

Sau khi mía bị xử lý, tế bào mía bị phá vỡ Dưới tác dụng của máy ép, ta thu

được nhiều đường, đồng thời có tác dụng thẩm thấu tốt, do đó nâng cao hiệu suất ép

Vì vậy, khi độ xé tơi mía càng cao thì hiệu suất ép càng lớn Nhưng xử lý mía triệt để

thành đạng hạt, cục bụi, kết quả ảnh hưởng mía đi vào máy ép khó khăn, do đó cần để

cập đến bình thái xé tơi mía Hình thái lý tưởng là: mía sau khi xé tơi đại bộ phận ở

dạng sợi, dạng lát và cục bụi rất ít, như vậy mới giải quyết năng suất và 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

va it, 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 cẩu lấy đường đồng thời đảm bảo được lượng mía ép vượt qua giới hạn đó sẽ phát sinh mía vào máy ép khó khăn, nhưng không thể làm lớp mía mỏng vì nó sẽ làm giảm lượng mía ép Xử lý giống mía có lượng xơ tương đối nhiều và xơ đài có thể nâng cao độ xé tơi mía, mía có thể vào máy ép mà 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 MIA

Xử lý mía có thể hoàn thành trong xử lý sơ bộ mía và quá trình ép mía trong đó

quá trình xử lý mía là chủ yếu

Thiết bị xử lý mía bao gồm: máy chặt mía, máy xé mía, máy cắt xé mía và máy đập tơi mía

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

đảm bảo chất lượng xé tơi, giảm tiêu hao động lực và đưa mía vào máy ép thuận lợi

Dao là bệ phận làm việc quan trọng Số dao, hình thái của dao: dài, 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 vào năng suất ép và yêu cầu độ

dùng khoảng 700 v/ph, không nên quá nhanh, nhanh quá dao chóng mòn, tiêu hao

động lực nhiểu, 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 có thể không đạt được

hiệu quả xử lý tốt, vì vậy cần có sự thay đối tốc độ thích hợp

tà tà

2 May cat xé mia

Máy cắt xé tơi mía là 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 thành công Loại thiết bị này có độ cắt xé mía tương đối tốt, có

thể đạt độ xé tơi 83% và được dùng ở một số nhà máy đường ở nước ta

Thiết bị cắt xé mía gồm: dao, trục, mâm đao, vỏ ngoài, các tấm kê, Vỏ ngoài có dạng hình cong va phinh đại Nap trước ở đỉnh có lắp hai tấm kê để để phòng những đoạn mía lớn hơn vào Để nâng cao cường độ chịu lực của dao, dùng đao ngắn và để đạt hiệu quả xé tơi tốt dùng loại mật dao (nhiều đao) Khoảng cách giữa mũi đao và tấm kê có thể diéu chỉnh Đường kính và 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 và chuyển động ổn định (hình 1.5)

Băng tải

Hình 1.5 Máy cắt xé mía

3 Máy đập tơi kiểu búa

Máy đập tơi kiểu búa là một dạng máy bằng các búa xoay, lắp thành hàng song song, xung quanh trục quay bằng thép, đặt trong vỏ máy hình trụ, mặt cất ngang hình máng Bên sườn của vỏ có gắn nhiều miếng sắt đọc theo thân máy và được coi là các

tấm kê Đầu búa được điểu chỉnh rất thận trọng Mía đưa vào cửa trên và ra cửa dưới (hình 1.6)

Hinh 1.6 May dap toi kiéu bua

Máy đập tơi với tốc độ 1200 v/ph theo chiéu chuyén 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 và Tongaat của Nam Phi

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

- Phá vỡ tối đa các tế bào chứa nước đường ;

~ Tạo thành những sợi dài là chủ yếu để thoát nước mía và thẩm thấu dễ dàng;

~ Liên kết tốt với các máy ép

Những ưu điểm của máy:

¬ Độ xé tơi của máy đạt > 90%;

~ Máy làm việc trong trường hợp mía đã được cắt hoặc còn nguyên cây;

~ Đặt trực tiếp trên băng tải mía;

~ Công suất tiêu hao 4 - 10 KW/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 vào cần xét đến các yếu tố: giống mía, hàm lượng xơ, tính chất của xơ và giá cả thiết bị, khả năng đầu tư, quản lý của nhà máy

24

Chuong 3

THU NHẬN NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP

I LƯU TRÌNH CÔNG NGHỆ CÔNG ĐOẠN ÉP MÍA (hình 1.7)

Lấy nước mía bằng phương pháp hiện đại là mía qua nhiều lần ép và nhiều lần

thẩm thấu nhằm nâng cao hiệu suất ép

II CHỦNG LOẠI VÀ CẤU TẠO MÁY ÉP

1 Nắp đĩnh; 2 Giá máy, 3 Má bên; 4 Trục ép; 5 Dao thoát nước mía;

6 Máng nước mía; 7 Kết câu lược đáy; 8 Gối trục;

9 Lò xo điều chỉnh; 10 Kết cầu lược sau

b Máy ép kiểu nghiêng

Có nắp đỉnh nghiêng về phía trước khoảng 15° làm cho đường tâm của nắp đỉnh gần về phương hợp lực (hợp lực của trục trước, trục sau và lược đáy), giảm nhẹ áp lực giá đỡ của trục đỉnh đối với giá máy, điểu đó có thể làm cho trục đỉnh lên xuống càng linh hoạt Nhược điểm là giá máy không thể lắp lẫn trái phải được (hình 1.9)

26

Hinh 1.9 May ép kiéu nghiéng

c Máy ép tỷ số hằng

Trong quá trình ép mía, làm thế nào để duy trì tỉ số khe hở vào và ra của máy ép

là một tỉ số không đổi, đó là điểu 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 thành công máy

ép tỉ số hằng, đáp ứng điểu mong muốn của giới khoa học, được ứng đụng rộng rãi trong các nhà máy đường (hình 1.10)

Hình 1.10 Máy ép tỉ số hằng Đặc điểm của máy ép này, là giá máy chia làm hai phan: phần dưới cố định, phần trên di động cùng trục đỉnh di động lên xuống Trong khi máy ép làm việc, trục

đỉnh nâng lên, tỉ số khe hở vào và ra của máy ép trên cơ bản là không đổi (so với tỉ số chọn lúc thiết kế) Do đó gọi là tỉ số hằng

27

Như đã biết, máy ép ba trục truyển thống, tỷ số khe hở vào và ra của máy ép tùy theo sự dâng lên của trục đỉnh mà thay đổi Lúc tỷ số khe hở vào và ra của máy ép so với tỷ số tối ưu (lúc thiết kế) sai khác nhiều sẽ dẫn đến giảm năng lực của máy ép Lúc

tỷ số đó quá lớn, máy ép sẽ chịu một lực ngang rất lớn, ảnh hưởng đến độ bển của máy Đối với máy ép tỷ số hằng không xảy ra trường hợp đó, do đó năng lực máy ép làm 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 và OA sẽ là bán kính của một vòng tròn tâm A Lúc máy ép làm việc, trục đỉnh đi động lên xuống theo hình cung đó (đã được tính toán và thiết kế) thì sẽ tạo nên một tỷ số khe hở vào và ra không đối (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 vào và ra là 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 vào máy ép, do thiết kế di động nh hoạt trục đỉnh, loại trừ được nghẹn Trục Do đó, so với máy ép truyền thống (cùng kích thước) thì loại máy ép

này năng suất cao hơn;

¬ Thoát nước mía dễ dàng, do vị trí của trục ép nước (so với máy ép truyền

nhẫn 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

28

Ở hai đầu áo trục có hai vành chắn để nước mía khỏi bắn vào cổ trục (hình 1.11)

Hình 1.11 Trục đình và trục đáy của máy ép

1 Cỗ trục; 2 Chắn nước; 3 Vỏ trục

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

Tác dụng của nó là tăng bể mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu mía và trục ép, nâng cao năng lực kéo của trục đối với mía và có tác dụng xé tơi, đồng thời giúp cho việc thoát nước mía nhanh hơn (hình 1.12)

Hình 1.12 Răng của trục ép Kích thước của một răng thường được biểu diễn bởi khoảng cách trục đối xứng giữa hai răng liên kể (d) và chiều cao của nó (h) (bảng 1.4)

Góc răng (œ) thường 40 - 55° và chiểu rộng đỉnh răng a = 2 - 3mm

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

A dé tang kha năng kéo mía của trục Số rãnh phụ thuộc vào kích thước của trục, thường là 8 - 15 rãnh và thường tạo với đường mặt trục một góc 8 - 18° (hình 1.13)

Hình 1.13 Rãnh chữ nhân (^)

Ở trục trước và trục chính còn đục nhiều rãnh Tác dụng của rãnh là tăng các

đường thoát nước mía của trục (hình 1.14)

Hình 1.14 Rãnh thoát nước Chiểu rộng d của rãnh thường 4 - 6 mm Chiểu sâu khoảng cách và số rãnh phải căn cứ kích thước trục và lượng nước thoát ra mà xác định Chiểu sâu b khoảng 25 mm

và khoảng cách từ 2 - 4 răng có một rãnh

Máy ép là loại thiết bị làm việc nặng, trục quay với tốc độ chậm, nên hầu hết

không đỡ trục bằng bi mà dùng các gối đỡ có đường dẫn nước làm nguội và được lót

bằng vòng kim loại mềm (đồng thau) có rãnh dầu bôi trơn thường xuyên (hình 1.15) 30

bu lông Cầu lược đặt trên gờ tròn của giá đỡ và được bắt chặt bằng bu lông chữ U Cho đặt có nhiều tấm đệm để điều chỉnh độ cao thấp của nó Tay kéo có tác dụng làm cho lược đáy ép chặt vào trục trước

II MÍA VÀO MÁY ÉP VÀ ÉP MÍA

Mia vao máy ép thuận lợi là điều kiện quan trọng hoàn thành chỉ tiêu sản xuất:

an toàn sản xuất, năng suất và hiệu suất ép

Trong tác nghiệp ép mía nếu muốn thực hiện lượng ép và các điểu kiện khác nhau theo kế hoạch, muốn mía liên tục vào máy ép và ép liên tục thì cần nhận thức day

đủ tầm quan trọng của nhịp điệu mía vào máy ép

1 Điều kiện mía vào máy ép

Lực kéo mía vào trục ép là lực ma sát giữa trục và nguyên liệu mía Lực kéo lớn nhỏ tùy thuộc độ dày lớp mía H, miệng ép E, đường kính trục D, góc kéo mía 9

kéo và trở lực có quan hệ với góc kéo mía 9 Dựa vào tài liệu và thực tế sản xuất, góc

kéo mía thường dao động ở khoảng 6 ~ 249: Lúc lớp mía quá dày làm @ quá lớn (> 240), nguyên liệu vào khó khăn

b Quan hệ giữa 0 và độ dày lớp mía theo công thức

H=E+D(I-cosÐ)

Trong đó:

H: độ dày lớp mía (mm)

32

E: miệng ép làm việc hai trục (mm)

D: đường kính trục (mm)

9: góc kéo mía (độ)

Từ công thức ta thấy ngay rằng độ dày lớp mía tỷ lệ với D và E Lúc D và E lớn

hơn có thể tăng độ dày lớp mía, tức tăng sản lượng ép

2 Cải tiến nguyên liệu vào trục

a Vật liệu trục ép

Để tăng lực ma sát giữa bể mặt trục và nguyên liệu, người ta dùng vật liệu chế tạo và vật liệu đặc chủng, có khả năng kết tỉnh thô ít mòn, đặc tính gia công dễ dàng

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 nào đó kéo mía được nhiều thì làm răng lớn ở trục trước

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

3 Tăng cường thoát nước mía

5 Ap luc trục đỉnh thích hợp

Trong khi máy ép chuyển động mà các điểu kiện khác nhau tương đồng, thì

giảm thích đáng lực ép trục đỉnh sẽ dẫn đến kết quả là mía đễ vào máy ép Ngoài ra,

trục đỉnh lên xuống không linh hoạt thì mía vào máy ép khó khăn hơn

6 Tăng cường quản lý, bảo dưỡng

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

7 Dùng thiết bị cưỡng bức mía vào máy ép

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

Bey

a Hộp vào liệu thăng đứng (cao vị hình 1.18)

Thiết bị vào liệu tương đối tốt đã được dùng ở nước ta Đó là loại hình hộp gần

vuông góc 90°, đoạn dưới dựa vào miệng ép và chiều rộng xấp xỉ bằng chiều dài trục ép

Độ dày hộp bằng khoảng 1/4 - 1/2 đường kính trục và phụ thuộc vào lượng ép, mật độ

mía, tốc độ máy ép Tốt nhất cần điều chỉnh linh hoạt độ đài của hộp (chiều cao thẳng đứng thường từ 2,5 - 4 m) Hộp cao vị chủ yếu dựa vào trọng lượng bản thân cây mía

tạo nên lực kéo giúp mía vào máy ép So với hộp cao vị đặt nghiêng thì hộp đứng lớn hơn nhiều, nhưng vào liệu tốt và lớp mía cũng đều đặn hơn Đối với thẩm thấu cưỡng bức dùng loại máy này giúp vào liệu tốt hơn nhưng đòi hỏi khoảng cách giữa các máy

ép tương đối dài do đó diện tích nhà xưởng tăng

b Trục nạp liệu cưỡng bức ñơn

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 vào trục đỉnh máy ép mà chuyển động Khoảng cách giữa chúng khoảng 10 mm không làm ảnh hưởng sự dao động 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 lần tốc độ vòng của máy ép

Đường tâm của trục cưỡng bức thấp hơn đường tâm của trục đỉnh, tạo sự thuận lợi mía vào máy ép Tác dụng của trục nạp liệu và trục đỉnh là sản sinh lực kéo lớn đồng thời có tác dụng ép mía Khoảng cách giữa trục đỉnh và trục cưỡng bức bằng 3 - 5 lần khoảng cách khe hở làm việc của máy ép Khoảng cách giữa trục cưỡng bức và trục trước khoảng 5 - 8 mm

c, Đôi trục nạp liệu cưỡng bức (hình 1.21)

Hình 1.21 Đôi trục nạp liệu cưỡng bức

1 Đôi trục nạp liệu; 2 Máng dẫn liệu kín; 3 Băng chuyên trung gian;

4 Trục cưỡng bức dưới; 5 Hộp cao vị

Chủ yếu là hai trục cưỡng bức và máng dẫn liệu kín Đường tâm đôi trục cưỡng bức và trục đình Kết cấu 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 mắt trục có răng chữ nhân lớn để thoát nước tương tự máy ép hai trục Mía qua hai trục cưỡng bức ép ra khoảng 30% lượng nước mía, sau đó theo máng dẫn vào máy ép, giảm nhẹ làm việc của máy ép và mía vào máng ép thuận lợi, giúp nâng cao năng suất và hiệu suất ép

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

35

~ Lượng ép tăng > 50%;

- Ép ra một lượng nước khoảng 30% do đó làm giảm độ ẩm của bã đi vào máy

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

- Có điểu kiện tăng lượng nước thẩm thấu từ 150 — 250% so với xơ và nhiệt độ

nước thẩm thấu 80 - 90°C có tác dụng tăng hiệu suất ép;

~ Độ ẩm của bã có thể giảm đến 46%;

~ Máy làm việc với tốc độ chậm, bình thường giảm tiêu hao công suất và tăng tuổi thọ của máy ép;

~ Dùng đôi trục nạp liệu cưỡng bức có thể rút ngắn dàn ép 5 máy xuống còn 4 máy;

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

~ Do hai trục nạp liệu cưỡng bức làm việc có hiệu quả tốt nên thoát nước mía đều đặn và thoát ngay không tạo lực phun ngược chiểu ở miệng ép và giúp mía vào máy ép thuận lợi

IV THOÁT NƯỚC MÍA

Thoát nước mía ở máy ép là một vấn để rất quan trọng có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả lấy nước mía, mía vào máy ép và tiêu hao động lực

Vấn đề thoát nước mía bao gồm hai mặt:

~ Nước mía ép ra cần đi qua lớp mía đến bể mặt trục ép;

— Từ bể mặt trục ép thoát ra ngoài

a 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 day lớp mía và độ nhớt dung dịch) là yếu tố chủ yếu sản sinh tác dụng hấp thụ lại Do đó, trở lực thoát nước mía ở lớp mía là một vấn để cần được quan tâm đúng mức

Khi áp lực tương đối lớn, độ dày lớp mía tương đối mỏng thì một lượng nước

mía tương đối lớn dễ dàng thông qua lớp mía Và ngược lại khi tốc độ ép muốn nhanh

để nước mía thoát ra nhiều thì cần một áp lực tương đối cao

b Thoát nước mia ở bề mặt trục ép

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

36

Để tăng cường thoát nước mía ở bể mặt trục ép người ta da để xuất nhiều biện

pháp: bể mặt trục có răng và rãnh thoát nước và bên trong trục ép cũng làm đường

thoát nước mía

Răng chữ V ở bể mặt trục ép rất quan trọng, nó tăng cường nhịp điệu mía vào

trục, tăng hiệu năng xé tơi mía, nâng cao khả năng thoát nước mía ở trục ép

Một loại cải tiến thoát nước mía tương đối tốt là thoát nước mía ở nội bộ trục ép

(hình 1.23), chủ yếu ở trục đỉnh của máy I và 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)

Hinh 1.22 Nước mía thoát ra ở trục dưới Lúc mía chịu ép ở miệng vào, có nước mía chảy ra, hướng chuyển động của

nước mía ngược chiều chuyển động hướng nguyên liệu vào Lúc mới bắt đầu ép mật độ

hấp thụ lại

Các yếu tố ảnh hưởng tới thoát nước mía ép: điện tích thoát nước mía, độ dày

lớp mía, tính chất thẩm thấu của nguyên liệu, diện tích thoát nước của trục v.v Ranh

thoát nước của trục có tác dụng rất lớn do thoát nước nhiều, nên số rãnh nhiều và sâu

sẽ làm tăng năng lực thoát nước mía Việc quyết định số lượng răng, bế trí răng, độ

rộng cần kết hợp lượng nước, cường độ răng và bề mặt trục

37

é

2 Thoát nước trục sau

Thoát nước trục sau chiếm 30% lượng nước ép của máy ép đó Thuận lợi hơn

trục trước, lượng nước thoát ít chủ yếu ở đuôi lược đáy và trục, do đó cần đảm bảo khoảng cách Lúc lớp mía tương đối dày, 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 hợp độ dày lúp mía và tốc độ trục ép

Lớp mía thoát nước dễ dàng: với lượng ép xác định cần chọn độ dày và tốc độ máy ép hợp lý Nếu tốc độ nhanh, thời gian thoát nước quá ngắn nước mía sẽ bị hấp

thụ lại Tốc độ chậm, lớp mía dày, tăng trở lực thoát nước Do đó trong sản xuất cần

thuẫn đó, người ta đã nghiên cứu thoát nước ở trục đỉnh, rất có tác dụng (hình 1.23)

38

v AP LUC EP MIA

Nâng cao độ xé tơi của mía là điểu kiện rất tốt để công đoạn ép mía hoàn thành được chỉ tiêu năng suất và hiệu suất ép Nhưng để lấy ra tối đa lượng nước mía trong mía cẩn có một áp lực ép nhất định ở trục đỉnh gọi áp lực đầu Và cũng có thể nói với

một áp lực nhất định mới có khả năng đạt được một hiệu suất ép nhất định Dựa vào số

liệu của một đàn ép 11 trục với kích thước trục D 710 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

Từ bảng 1.5 có thể thấy, từ áp lực thấp xuất phát, hiệu suất ép tùy thuộc sự tăng

áp lực mà tăng cao Nhưng khi áp lực đạt trị số nhất định (ví dụ 15 'T/cm?) thì sự tăng

lên của biệu suất ép rất chậm Ngoài ra, còn có nhiều yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến hiệu suất ép như độ dày, mỏng của lớp mía, số lần ép, tốc độ trục ép và khe hở máy ép,

trong đó tốc độ trục ép và 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 chiểu trục ép và đơn vị

điện tích Đơn vị của tổng áp lực (T), đơn vị áp lực theo chiểu dài trục ép (T/m) và theo

diện tích là (T/dm?) Áp lực theo đơn vị diện tích có quan hệ với tổng áp lực theo công