Cơ khí hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất, liên tục hóa, tự động hóa Cơ khí hóa khâu đốn chặt mía Dùng thiết bị khuếch tán liên tục Nấu đường liên tục và tự động Tự động hoàn toàn máy ly t
Trang 11
GiỚI THIỆU VỀ ĐƯỜNG
ĐƯỜNG LÀ GÌ?
-OH (hay –NH) liên tiếp nhau
Ngơn ngữ Sanskrit cổ : sharkara hay śarkarā
Tiếng Pháp : sucre hiện đại, cổ: zuchre
Tiếng Anh: sugar
Tiếng Bồ Đào nha : açucar
Tiếng Tây Ban Nha : azúcar
Tiếng Ý : zucchero
Tiếng Ba tư : shakar
-D-glucose + -D-fructose : liên kết 1,2-glucoside
chất khô (14 – 25% nước mía): đường mía
Các dạng đường Saccharose sử dụng trong thực phẩm
Trang 25
6
Tinh thể saccharose
7
Độ hòa tan
tecpen, ancol và glycerin khan
độ và áp suất nhất định
8
Độ hịa tan phụ thuộc nhiệt độ
Nhiệt độ ( o C)
Độ hòa tan (g saccharose/100g nước)
Nhiệt độ ( o C) (g saccharose/100g nước) Độ hòa tan
0
10
20
30
40
50
179,20 190,50 203,90 219,50 238,10 260,10
60
70
80
90
100
287,30 320,50 362,20 415,70 487,20
Trang 39
Độ hòa tan (tt)
Nhiệt
độ
( o C)
Lượng
muối
(g/100g
nước)
Độ hòa tan (g saccharose/100g dung dịch) KCl KBr KNO 3 NaCl CaCl 2
10
20
30
40
50
219,5 216,0 221,0 228,0 237,5
-
219,5 218,0 220,0 224,0 228,0
-
219,5 217,0 216,0 216,0 217,0 218,0
219,5 210,0 211,0 219,0 233,0 250,0
219,5 197,0 189,0 192,0 200,0 218,0
10
20
30
40
50
320,5 326,0 334,0 345,0 345,0 370,0
320,5 324,0 228,0 334,0 341,0 349,0
320,5 321,0 324,0 327,0 331,0 334,0
320,5 323,0 330,0 344,0 361,0 384,0
320,5 295,0 286,0 286,0 295,0 308,0
10
Độ tan của đường trong dung dịch đường
Độ tan của đường trong dung dịch nước mía cơ đặc (g đường/g nước)
Nhiệt độ
( o C)
Độ tinh khiết
100 90 80 70 60 50
65 3.06 2.96 2.82 2.74 2.64 2.50
70 3.25 3.14 2.99 2.93 2.81 2.62
75 3.46 3.33 3.20 3.11 2.97 2.76
80 3.69 3.56 3.43 3.35 3.17 2.97
85 3.94 3.77 3.66 3.57 3.40 3.15
Độ tan của đường trong dung dịch củ cải đường cơ đặc (g đường/g nước)
Nhiệt độ
( o C)
Độ tinh khiết
100 95 90 85 80 75 70 65 60
65 3.06 3.04 3.01 3.00 3.05 3.17 3.30 3.62 4.07
70 3.25 3.20 3.16 3.16 3.21 3.33 3.57 3.94 4.50
75 3.46 3.40 3.37 3.38 3.44 3.63 3.90 4.35 5.05
80 3.69 3.63 3.61 3.62 3.70 3.93 4.29 4.82 5.72
85 3.94 3.88 3.85 3.86 3.94 4.23 4.70 5.32 6.38
Nồng độ
-3 N.s/m 2 )
20 o C 40 o C 60 o C 70 o C
20
40
60
70
1,96 6,21 58,93 485,00
1,19 3,29 21,19 114,80
0,81 0,91 9,69 39,10
0,59 1,32 5,22 16,90
Trang 413
Nhiệt dung riêng
c = 4,18 ( 0,2387 + 0,00173 t ) (kj/kg.độ)
Với t : nhiệt độ (oC)
Nhiệt dung riêng trung bình của saccharose từ 22 – 51 o C là 0,3019
c = 4,18 [ 1- ( 0,6 – 0,0018 t ) x ] (kj/kg.độ)
100 C
14
Góc quay cực riêng của một số loại đường
Monosaccharides
L-Arabinose
D-Fructose
D-Galactose
D-Glucose
D-Manno-2-heptulose D-Mannose
D-Ramnose D-Ribose D-Xylose
Oligosaccharides
Cellobiose
Gentianose
+105 +55,4 +190,6 -92 -133,5 +80,2 +150,7 +52,8 +52,7 +112 +18,7 +29,4 +14,5 +29,3 -17 -7 -23,7 +18,8 +23,6 +34,6 +14,2 +33,4
Gentiobiose
Kestose Lactose
Maltose
Maltotriose Maltotetraose Maltopentaose Maltulose Manninotriose Melezitose Melibiose
Palatinose Panose Rafinose Saccharose
-Schardingerdextrin
-Schardingerdextrin
- Schardingerdextrin Stachyose
+10 +31 -3 +28 +53,6 +34,2 +130 +173 +112 +160 +166 +178 +64 +167 +88,2 +143 +123 +97,2 +154 +101 +66,5 +151 +162 +180 +146
15
Sự thuỷ phân saccharose
Gĩc quay cực (+66,5o) (+ 52,5o) ( -93,0o)
16
Tốc độ chuyển hố phụ thuộc vào
Trang 517
Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến tốc độ
chuyển hố đường saccharose
càng nhiều
18
Hậu quả của chuyển hố đường saccharose
hơn
Phản ứng caramel hoá
đường có xúc tác của acid hay kiềm sẽ xảy ra phản ứng
caramel
tan trong nước
25 50 36 9
18 12 10
20 12 11
22
12
2 2
O
H
C HO HO HO
O nH O
O H O
H C O
H C O H
C36 48 24 98 100 50 19 2 ( 12 8 4) hay C3 2
Saccharose
(Không màu) Izosacaman (Không màu) Caramenlan (màu đậm) Caramelen
Phản ứng Maillard
đường khử, a.amin, peptid, protein,
(cần: cacao, coffee), tính khử tăng (dễ tham gia phản ứng oxy hóa)
Trang 621
Trong mơi trường kiềm
Phân tử đường saccharose không có nhóm hydroxyl “glycosidic” không có
tính khử
Saccharose có tính chất như một acid yếu kết hợp được với kiềm tạo thành
saccharate
Bị thủy phân thành glucose, fructose
Sau đó glucose và fructose sẽ phản ứng tiếp thành các chất có màu
Glucose là chất khử trong phản ứng oxy hố khử
0
20
40
60
80
Đường khử
phân hủy (%)
pH nước mía
22
Tác dụng của enzym
glucose và fructose
C6H12O6 2C2H5OH + CO2 ( glucose hay fructose )
23
Chỉ tiêu của đường tinh luyện (TCVN 6958:2001)
Ngoại hình
Mùi vị
Màu sắc
Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục
Tinh thể đường hay dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ
Tinh thể trắng óng ánh, khi pha cào nước cất cho dung dịch trong suốt
2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng, không lớn hơn 0,03
3 Tro dẫn điện, % khối lượng, không lớn hơn 0,03
4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở nhiệt độ 105không lớn hơn 0C trong 3 giờ, % khối lượng, 0.05
24
Nguyên liệu chính trong sản xuất đường saccharose
Cây mía sugarcane
(Saccharum spp.)
Củ cải đường sugar beets
(Beta vulgaris)
Cây thốt nốt sugar palm (Borassus flabellifer L.)
Cây phong sugar maple
(Acer saccharum)
Cây cao lương Sorghum
(Sorghum vulgare)
Cây chà là date palm
(Phoenix dactylifera)
Trang 725
CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT
ĐƯỜNG MÍA
Lịch sử sản xuất đường mía
Ép mía bằng hai trục gỗ đứng kéo bằng sức trâu bò Lắng bằng vôi
Cô đặc ở chảo Kết tinh đường tự nhiên
Năm 1892, máy ép 3 trục hiện đại được dùng ở Mỹ
Năm 1884 dùng thiết bị kết tinh làm lạnh
Năm 1878 máy sấy thùng quay xuất hiện
Năm 1867, máy ép bằng gang ba trục nằm ngang kéo bằng máy hơi nước nhiều trục ép để nâng cao hiệu suất ép có dùng nước thẩm thấu
Năm 1837 Pouzolat phát minh máy ly tâm truyền động ở đáy, lấy đường ở đã cải tiến truyền động ở trên, lấy đường ở dưới
Năm 1820 máy ép khung bản ra đời
Năm 1813 Howard phát minh ra bốc chân không một nồi.Năm 1843 Rillieux phát minh hệ bốc hơi nhiều nồi
2 để bão hòa vôi phương pháp lọc để loại kết tủa CaCO 3 Sau đó kỹ sư Tratani (Italia), dùng khí SO 2 để trung hòa lượng vôi dư và tẩy màu nước mía
Cơ khí hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất, liên tục hóa, tự động hóa
Cơ khí hóa khâu đốn chặt mía Dùng thiết bị khuếch tán liên tục Nấu đường liên tục và tự động Tự động hoàn toàn máy ly tâm Lọc đường bằng phương pháp trao đổi ion
Các thiết bị phân tích nhanh và tự động, máy tính điện tử đã được dùng nhiều ở nhiều nước trên thế giới
500 BC Aán độ: Sankara
398
Aán độ & Trung quốc kết tinh đường tinh thể từ mật
Thế kỷ XVI
Nhà máy luyện đường ở Đức, Anh, Pháp
Thế kỷ XIX
Nhà máy luyện đường hiện đại đầu tiên ở Anh
Thế kỷ XX – XXI
Ngành đường phát triển mạnh khắp thế giới
Cây mía
Họ: Hồ thảo Poaceae, Gramineae
Nguồn gốc
Nguồn gốc cây mía: New Guinea
Biết đến: 6000 BC
Bắt đầu trồng trọt 1000 BC ở Đơng Nam Á, Đơng Ấn độ, và vùng Thái Bình Dương
Di thực đến Địa Trung Hải 600-1400 AD: Ai cập: 640 AD, Trong các cuộc xâm chiếm Syria, Cyprus, Crete, Thổ Nhĩ Kỳ 715 AD
Năm1420 Người Bồ Đào Nha đưa mía đến vùng Đại Tây Dương: Madeira,
Canary Islands, Azores, và tây Phi
Năm 1493: Columbus đưa mía từ Canary Islands đến Dominican Republic
Mía được trồng ở trung và Nam Mỹ vào khoảng1520s
Sau đĩ mởi đến Anh, Pháp và Tây Ấn
Trang 829
Mía chín
Thông thường mía chín sau khi trồng khoảng 12-15 tháng
Lúc hàm lượng đường trong thân mía đạt tối đa
Lượng đường khử còn lại ít nhất
Khi hàm lượng đường đạt tối đa thì tùy giống mía và điều kiện thời tiết mà
lượng đường này duy trì khoảng 15 ngày đến 2 tháng Sau đó lượng đường bắt
đầu giảm
Khi mía chín, thời tiết càng khô thì hàm lượng đường càng cao ngưng tưới
nước để thúc mía chín
Có một số giống mía, khi quá chín chưa thu hoạch kịp bị trổ cờ Vấn đề trổ cờ
của mía là một hiện tượng thay đổi sinh lý, làm giảm hàm lượng đường trong
mía
Hàm lượng đường trong cây mía trong cây mía không trổ cờ và trổ cờ:
Giống mía Hàm lượng đường trong cây mía ( % )
Không trổ cờ Trổ cờ
POJ
CO Phú Thọ 9,3 14 10,7 8,2
30
Thu hoạch và bảo quản
Sau khi chặt, hàm lượng đường trong mía giảm nhanh cần vận chuyển nhanh về nhà máy và ép càng sớm càng tốt
Td: mía đưa vào ép sau 8 ngày kể từ khi chặt, hiệu suất thu hồi đường giảm 20%
Các chỉ tiêu quan trọng: chất khô, thành phần đường, độ tinh khiết, hàm lượng đường khử
Sự thay đổi các thành phần của nước mía ép theo thời gian bảo quản
Thời gian sau khi chặt (ngày )
Bx ( % ) Thành phần
đường ( % ) Pol ( % ) Rs ( % )
0
1
2
3
4
5
21,2 21,6 21,7 21,8 22,3 22,5
19,93 20,20 20,25 19,69 19,07 18,45
94,0 93,3 93,3 90,3 85,5 82,0
0,3 0,3 0,4 0,8 1,6 2,1
31
Các biện pháp để hạn chế tổn thất đường sau thu hoạch
lượng nước bốc hơi và chống rét
dùng nước tưới phun cho mía
32
Từ Mía Thành Đường
Trang 933
CNSX đường thơ
34
CN Tinh luyện đường
CNSX đường tinh luyện
nhập vào nhà máy :
Trang 1037
Thiết bị vận chuyển mía cây
thuộc vào chiều dài và góc quay cho phép của cần, thường dùng
loại quay được xung quanh
đến băng chuyền mía Số lượng xe được xác định theo công thức:
N= 2 C t/60 m
38
HỆ THỐNG BĂNG TẢI
39
ĐỊNH NGHĨA MỘT SỐ DANH TỪ–THUẬT NGỮ
THƯỜNG DÙNG
1 Mía: mía nguyên liệu dùng để sản xuất đường Mía đưa vào để trích, ép gồm có mía thuần
và các tạp chất theo mía
2 Tạp chất của mía: gồm lá, ngọn mía non, rễ, đất cát…
3 Bã mía: là phần chất khô không tan trong nước sau khi ép lấy nước mía trong cây mía
4 Bã nhuyễn: là những hạt rất nhỏ, gồm những sợi cellulose rất ngắn sinh ra trong quá trình
chặt, đánh tơi và cán ép
5 Phần xơ mía: chất khô không hòa tan vào trong nước nằm trong cây mía đem so với mía
tính theo %
6 Thành phần đường mía: là tỉ lệ % của đường có trong cây mía ( trong công nghiệp: thành
phần đường trong mía = thành phần đường trong nước mía hỗn hợp + thành phần đường
trong bã mía qua kết quả phân tích)
7 Chất khô: chất rắn hóa tan không bay hơi ( như đường ), được xác định bằng Bx kế hoặc
chiết quang kế
8 Bx: (Brix), biểu thị trọng lượng biểu kiến của chất rắn hòa tan trong 100 phần trọng lượng
đường Đo bằng phù kế (Brix kế) hay tỷtrọng kế
9 Pol: (Polamireter), là biểu thị trọng lượng biểu kiến của đường saccharose trong 100 phần
trọng lượng đường Đo bằng máy Polarimeter 1 lần theo tiêu chuẩn quốc tế
10 Thành phần đường: là trọng lượng saccharose trong sản phẩm đường ( trong mía ) tính theo
%
40
ĐỊNH NGHĨA MỘT SỐ DANH TỪ–THUẬT NGỮ
THƯỜNG DÙNG
11 AP: ( Apparent Purite ), biểu thị độ tinh khiết đơn giản của dung dịch đường Còn có nghĩa
là tỉ lệ % của saccharose ( Pol ) trên toàn phần chất rắn hòa tan trong dung dịch đường với:
12 GP: (Gravity Purity) , biểu thị tỉ lệ trọng lượng saccharose trong toàn bộ trọng lượng chất
rắn hòa tan
13 Sacc: được xác định bằng phương pháp phân cực 2 lần trên máy polarimeter
14 Chữ đường: là tỉ số % đường mía thương mại dùng để mua mía, thường kí hiệu CCS (commercail cane sugar) Đường mía: saccharose
15 Đường khử RS: (Reducting Sugars), là glucid trong phân tử có chứa nhóm – CHO
(Andehyd) hay = CO (Aceton)
16 Đường nguyên liệu: tất cả các loại đường đưa vào sản xuất để gia công, tinh chế lại có sản
phẩm cao cấp hơn
17 Đường thô: (Raw Suger), là loại đường nguyên liệu đối với nhà máy đường tinh luyện, là
loại đường có tinh thể màu vàng, chưa qua sấy khô, thường có Pol = 96-98%
18 Đường tinh luyện RE: (Refined tra quality), là đường được sản xuất từ đường nguyên liệu,
đường thô…với phẩm chất cao (Pol 99,8%, độ ẩm 0,04%)
19 Đường kính trắng RS: (Refined Standard Quality), là đường được sản xuất trực tiếp từ
nguyên liệu mía cây, thường có phẩm chất thấp hơn RE (Pol 99,5%, độ ẩm 0,05%) Có nhiều nơi còn gọi là đường trắng đồn điền, đường cát trắng
Trang 1141
ĐỊNH NGHĨA MỘT SỐ DANH TỪ–THUẬT NGỮ
THƯỜNG DÙNG
20 Nước mía nguyên: (nước mía đầu) là nước mía được ép ra từ cây mía chưa pha trộn nước
vào, như nước mía ép ra của máy ép đầu tiên trong dàn ép
21 Nước thẩm thấu: (Imbition), là nước có nhiệt độ nhất định phun vào bã ngay khi ra khỏi
miệng ép, hoặc trong máy khuyếch tán để làm loãng nồng độ đường trong bã mía được hòa
tan ra với nuớc, rồi tiếp tục ép, hoặc khuyếch tán nhằm nâng cao hiệu suất ép hoặc trích
nước mía trong cây mía
22 Nước mía hỗn hợp: bao gồm nước mía ép ra ở máy đầu tiên và các máy ép sau đã được pha
loãng để bơm vào khâu sau xử lý chế liệu
23 Nước mía gia nhiệt: là nước mía đã được đi qua các thiết bị gia nhiệt làm cho nước mía có
nhiệt độ cao hơn
24 Nước mía trung hòa: là nước mía đã đi qua các tác nhân hóa học như Ca(OH)2 , H 2 SO 3 ,
H 2 CO 3 …và phản ứng hóa học để tạo ra các muối kết tủa
25 Nước chè trong: là nước mía sau khi đã trung hòa được qua thiết bị lắng, lọc, gạn, lược được
nước mía trong suốt
26 Nước lọc trong: là nước mía rút ra từ các máy lọc
27 Bùn lọc: là hỗn hợp gồm có ít nước mía, các chất cặn bẩn kết tủa, bã nhuyễn làm chất trợ lọc
được thải ra sau khi đã chắt lọc gần hết nước mía trong hỗn hợp đó (đường sót trong bùn lọc
khoảng 0,5-1%)
28 Nước mía kiềm hóa: là nước mía đã qua pha trộn với sữa vôi Ca(OH)2 để nâng độ pH lên
cao
42
ĐỊNH NGHĨA MỘT SỐ DANH TỪ–THUẬT NGỮ
THƯỜNG DÙNG
29 Nước chè đặc: (Syrup) là nước chè trong sau khi qua hệ thống bốc hơi (cô đặc) làm nồng độ
chè trong được nâng lên ( thường từ 60-70 0 Bx)
30 Đường non: (Masaccharose-cuite), là hỗn hợp gồm có tinh thể đường và mật sau khi nấu đến
cỡ hạt tinh thể và nồng độ nào đó rồi nhả xuống trợ tinh Tùy theo chế độ nấu mà phân cấp các loại đường non A, B, C…hay trong nhà máy đường tinh luyện thì gọi đường non R1, R2, R3,…
31 Đường cát: là đường non sau khi đã tách mật, có tên tương ứng với đường non
32 Mật: (Molasaccharosee), là chất lỏng được tách ra từ đường non bằng máy ly tâm, có tên
tương ứng với tên của đường non
33 Mật nguyên: là mật được tách ra trong quá trình ly tâm đường non khi chưa dùng hơi, nước
để rửa
34 Mật loãng: là mật được tách ra trong quá trình ly tâm đường non sau khi dùng hơi, nước để
rửa
35 Mật cuối: (Final molasaccharosee), còn có tên gọi khác là rỉ đường, mật phế, mật rỉ Là loại
mật được tách ra ở đường non cuối cùng trong hệ thống nấu đường và không dùng mật này để quay nấu lại
36 Đường giống: là hỗn hợp đường bụi, hoặc đường tinh thể được nghiền nhỏ trộn với cồn đưa
vào nồi nấu làm nhân
37 Đường hồ: (Magma), còn gọi là tương đường Là hỗn hợp đường, mật hoặc nước trộn đều để
cung cấp làm nhân cho các nồi nấu đường
ĐỊNH NGHĨA MỘT SỐ DANH TỪ–THUẬT NGỮ
THƯỜNG DÙNG
38 Hiệu suất ép: trọng lượng saccharose trong nước mía hỗn hợp so với trọng lượng đường trong
mía tính theo %
39 Hiệu suất ép hiệu chỉnh: vì hàm lượng xơ trong mía cao hay thấp có ảnh hưởng đến hiệu
suất ép Để có thể so sánh hiệu quả làm việc ở dàn ép mía của các nhà máy khác nhau, quốc
tế đã qui định lấy xơ trong mía là 12,5% để so sánh – gọi là hiệu suất ép chỉnh
40 Hiệu suất chế luyện(HSC): phần đường chế luyện tức là trọng lượng đường thành phẩm so
với trọng lượng đường trong nước mía hỗn hợp (%) bao gồm cả bán chế phẩm có thể chế
biến thành đường thành phẩm Nó biểu thị trong quá trình chế luyện từ đường trong nước mía
hỗn hợp thực tế thu hồi được bao nhiêu đường (%)
41 Hiệu suất chế luyện hiệu chỉnh: Vì độ tinh khiết (AP) của nguyên liệu chế luyện cao hay
thấp có ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chế luyện Để có thể so sánh hiệu quả chế luyện,
quốc tế đã qui định lấy độ tinh khiết của nguyên liệu chế luyện (nước mía hỗn hợp) R =85%
làm cơ sở tính toán
42 Hiệu suất tổng thu hồi: trong lượng đường thành phẩm (bao gồm cả bán chế phẩm có thể
chế thành đường) so với trọng lượng đường trong mía (%) Nó biểu thị toàn bộ quá trình sản
xuất phần đường thu được thực tế từ đường có trong mía tính theo (%)
43 Hiệu suất sản xuất đường: thường gọi là hiệu suất đường trên mía, với ý nghĩa kinh tế bao
nhiêu tấn nguyên liệu thì làm ra được 1 tấn thành phẩm Ta đem trọng lượng đường thành
phẩm so với trọng lượng mía (%)
Đo Brix
bã nhuyễn, cho vào ống đong có đường kính lớn hơn phù kế 1,5 lần Thả phù kế vào và phù kế đứng yên rồi đọc số ngang mặt thoáng chất lỏng, tiếp đó dùng nhiệt kế để đo và đọc nhiệt độ đo
t > 20oC : (+)
t < 20oC : (-)