Thiết kế nhà máy sản xuất thức ăn hỗn hợp cho gia súc, gia cầm năng suất 100 tấn ngày luận văn tốt nghiệp đại học

Để khắc phục những khó khăn đó và để chấm dứt việc bảo hộ cho ngànhcông nghiệp đường mía vào năm 2010 nhà nước đã có quyết định cho một sốnhà máy dừng hoạt động do làm ăn không hiểu quả.

Trờng đại học vinh Khoa hoá học

LỜI CẢM ƠN

Trong 5 năm học tại trường Đại học Vinh, được sự giảng dạy, giúp đỡtận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn hóa thực phẩm Khoa hóa và cùngcác thầy cô giáo trong trường, em đã hoàn thành chương trình học tập vàtrang bị được kiến thức để sẵn sàng đi vào hoạt động thực tế Em xin gửi lờicảm ơn chân thành đến các thầy cô!

Sau 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp, em đã hoàn thành đồ án “thiết kế nhàmáy đường”, áp dụng được kiến thức đã học và kiến thức thực tế Em xin cảm

ơn thầy giáo Trần Mạnh Hùng, bộ môn quản lý chất lượng và thực phẩm nhiệtđới đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian qua cùng các thầy cô giáoKhoa hóa trường Đại học Vinh đã giúp đỡ em rất nhiều trong việc hoàn thành

đồ án

Do thời gian tìm hiểu còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏinhững thiếu sót, kính mong sự góp ý của thầy cô để đồ án được hoàn thiệnhơn và được ứng dụng trong thực tế, đồng thời củng cố kiến thức giúp emvững vàng hơn khi làm việc

Em xin chân thành cảm ơn!

Vinh, ngày 24 tháng 12 năm 2010

Sinh viên thực hiện

LỜI NÓI ĐẦU

Đường mía (hay còn gọi là đường saccarose) là một chất hữu cơ có vịngọt và có giá trị dinh dưỡng cao

Đường là một phần không thể thiếu trong thức ăn của con người 1kgđường cung cấp cho ta từ 3000 – 4000 kcalo Ngoài ra đường còn cung cấpcho các ngành công nghiệp khác như sữa, bánh kẹo, cà phê… Chính vì vậy

mà ngành sản xuất đường trên thế giới không ngừng phát triển Cùng với sựphát triển chung của thế giới thì đất nước chúng ta đã triển khai thực hiệnchương trình 1 triệu tấn đường của chính phủ năm 2000 Do đó nước ta đãtiến hành đầu tư, xây dựng các nhà máy đường hiện đại có công suất lớn, sảnphẩm làm ra đạt chất lượng Ngoài việc cung cấp cho nhu cầu sự dụng đườngtrong nước thì có một số nhà máy cũng tiến hành xuất khẩu đường ra nướcngoài điển hình như nhà máy đường Nghệ An Tate & Lyle và nhà máy đườngBiên Hòa Đồng Nai đã xuất khẩu đường sang Philippin Là một sinh viênchuyên ngành thực phẩm, với đề tài được giao “Thiết kế nhà máy đường 5000tấn/ngày, phương pháp làm sạch sunphit hóa Sản phẩm là đường cát trắng”với mong muốn là góp một phần công sức vào ngành sản xuất đường

Trong thời gian làm đồ án, với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáoTrần Mạnh Hùng cùng các thầy cô khoa Hóa, Đại Học Vinh em đã hoànthành nhiệm vụ thiết kế của mình đúng thời hạn Em xin cảm ơn thầy giáoTrần Mạnh Hùng cùng các thầy cô giáo đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo cho

em trong suốt thời gian qua

Do hiểu biết còn hạn chế vì vậy bài viết không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót Em kính mong các thầy cô chỉ bảo cho em để đồ án của em đượchoàn thiện hơn

TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH CÔNG

NGHIỆP ĐƯỜNG MÍA Ở NƯỚC TA

Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đường trên thế giới,ngành công nghiệp đường mía ở Việt Nam đã có những bước tiến bộ nhấtđịnh nhưng vẫn chưa bắt kịp được với sự phát triển của các nước tiên tiến

Là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, thích hợp cho việctrồng mía đường Cây mía đã được trồng ở nước ta và nghề làm đường thủcông ra đời

Trước cách mạng tháng tám thì ngành công nghiệp đường mía của nước

ta hầu như chưa có gì Chỉ có hai nhà máy đường đó là:

- Nhà máy đường Hiệp Hòa ở Miền Nam và Tuy Hòa ở Miền Trung.Sau cách mạng tháng tám chúng ta đã xây dựng thêm ba nhà máy:

- Nhà máy đường Quảng Ngãi: 1.500 (tấn/ngày), mở rộng 4.500(tấn/ngày)

- Nhà máy đường Hiệp Hòa: 1.500 (tấn/ngày), mở rộng 2.000 (tấn/ngày)

- Nhà máy đường Bình Dương 1.500 (tấn/ngày), mở rộng 2.000(tấn/ngày)

- Nhà máy đường Duyên Khánh 400 (tấn/ngày), mở rộng 2.000(tấn/ngày)

Năm 1994 chương trình phát triển Quốc gia ra đời với chỉ tiêu của Chínhphủ là phấn đấu đến năm 2000 phải đạt 1 triệu tấn đường/năm, đạt bình quân12,5 kg đường/người/năm

Đến năm 2000 tổng doanh thu đạt 5000 tỷ đồng, thu hút 400.000 ngườilao động nông nghiệp trồng mía và 20.000 người lao động chế biến đường,đẩm bảo cung cấp đủ đường cho nhu cầu trong nước, đem lại hiệu quả kinh tê

xã hội to lớn

Để giải quyết được mục tiêu trên thì phải mở rộng vùng nguyên liệu vàxây dựng vùng nguyên liệu tập trung, đầu tư nghiên cứu giống mía mới cóchất lượng, năng xuất cao và nhân ra trên diện rộng, thay dần các giống míathoái hóa Xây dựng vùng nguyên liệu phải đảm bảo cung cấp đầy đủ và liêntục cho nhà máy hoạt đọng hết công suất thiết kế với thời gian từ 5 ÷ 6,5(tháng/năm) Xây dựng các nhà máy mới để phát triển lên 47 ÷ 50 nhà máy,

có công suất khác nhau từ 700 ÷ 8.000 (tấn/ngày), do nhiều nước cung cấpthiết bị như; Anh, Pháp, Ấn Độ, Nhật Bản…

Các nhà máy:

- Nhà máy đường Tuyên Quang: 700 (tấn/ngày)

- Nhà máy đường Sơn La: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày)

- Nhà máy đường Hòa Bình: 700 (tấn/ngày)

- Nhà máy đườn Nông Cống Thanh Hóa: 1.500 (tấn/ngày), mở rộng

2300 (tấn/ngày)

- Nhà máy đường Nam Quảng Ngãi: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày)

- Nhà máy đường Đắc Lắc: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày)

- Nhà máy đường Kon Tum: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày)

- Nhà máy đường Vị Thanh (Cần Thơ): 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày)

- Nhà máy đường Sóc Trăng: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày)

- Nhà máy đường Phú Yên: 1.250 (tấn/ngày)

Và một số nhà máy lớn:

- Lam Sơn II (Thanh Hóa): 4.000 (tấn/ngày), do Nhật Bản đầu tư

- Nhà máy Thạch Thành (Thanh Hóa): 6.000 (tấn/ngày), do Đài Loanliên doanh

- Tate & Lyle (Phủ Quỳ Nghệ An): 6.000 (tấn/ngày), do Anh liên doanh

- Nhà máy đường Tây Ninh: 8000 (tấn/ngày), sau này mở rộng lên16.000 (tấn/ngày), do Pháp liên doanh

Giải quyết các nguồn vốn xây dựng, cải tạo và sản xuất bằng các hìnhthức liên doanh, vay vốn ngân hàng trong nước và ngoài nước… việc đào tạocán bộ kỹ thuật và công nhân, cán bộ nông nghiệp, cán bộ quản lý cũng rấtquan trọng

Với xu hướng kinh tế hội nhập diễn ra một cách mạnh mẽ trên toàn thếgiới, Việt Nam đã trở thành thành viên thứ 150 của WTO Với sự gia nhậpnày sẽ là thời cơ và cũng là thách thức đối với nền kinh tế Việt Nam Cácdoanh nghiệp của Việt Nam hầu hết là có vốn quyết định của nhà nước và donhà nước nắm quyền điều hành vì vậy sẽ là một khó khăn khi hội nhập vàoWTO

Do tình hình ngành công nghiệp đường mía của nước ta trong nhữngnăm gần đây có nhiều biến động Tình trạng thiếu nguyên liệu do các hộ dân

đã chuyển sang trồng các loại cây khác Một số nhà máy làm ăn thua lỗ,không mang lại hiệu quả kinh tế, nợ nần chồng chất, mặt khác có một số nhàmáy đặt không đúng chỗ dẫn đến khi xây dựng xong không có nguyên liệu đểsản xuất dẫn đến phải đóng cửa hoặc phải di chuyển đến đĩa điểm khác gâytổn thất tiền của nhà nước

Để khắc phục những khó khăn đó và để chấm dứt việc bảo hộ cho ngànhcông nghiệp đường mía vào năm 2010 nhà nước đã có quyết định cho một sốnhà máy dừng hoạt động do làm ăn không hiểu quả Mục đích nhằm tập trungđầu tư và tạo điều kiện thuận lợi cho những nhà máy có những công suất lớn,làm ăn có hiệu quả hơn hoạt động sản xuất – kinh doanh, bên cạnh đó ChínhPhủ đã tiến hành cho các công ty có vốn của nhà nước chuyển thành công ty

cổ phần hóa, công ty TNHH một thành viên Mục đích nhằm nâng cao tinhthần trách nhiệm, tính quyết đoán trong công việc và nâng cao khả năng cạnhtranh của sản phẩm trên thương trường tạo tiền đề cho sự phát triển bền vữngcủa các công ty trong thời kỳ hội nhập kinh tế

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

1.1 Giới thiệu về nguyên liệu – Mía

Mía là nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp sản xuất đườngtrên thế giới và là nguồn nguyên liệu duy nhất để sản xuất đường saccarose ởnước ta Mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, từ một loài cây hoang dại nay đã trởthành một loại cây quan trọng cho ngành công nghiệp đường

1.1.1 Phân loại giống mía

Những giống mía phổ biến trên thế giới là:

- POJ (Proefstation Oast Java): trạm thí nghiệm mía miền đông Java;

- CP: trạm Canal Point bang Florida (Mỹ)

Những giống mía từ nước ngoài đã được trồng phổ biến ở nước ta chủyếu bao gồm các giống:

- POJ: 3016, 2878, 2725, 2883;

- CO: 290, 132, 419, 715, 775;

- CP: 3479

Chúng ta cũng đã lai tạo một số giống mía như:

- Việt đường 54/143: năng suất khá cao, hàm lượng đường cao là 13,5 ÷14,5 (%), thuộc loại chín sớm;

- Việt đường 59/264: năng suất khá cao, hàm lượng đường là 14 ÷ 15(%), không trổ cờ;

- VN 65 – 71: năng suất mía đạt 70 ÷ 90 (tấn/ha)

Qua thực tế trồng trọt có thể chia ra các giống:

- Mía chín sớm: Việt đường 54/143 và 59/264, CP 3479;

- Mía chín trung bình: POJ 3016, 2878, F 146, CO 290;

Rễ mía thường tập trung ở độ sâu từ 0,3 ÷ 0,4m, cá biệt có nơi rễ ăn sâutới 1 ÷ 1,5m

b Thân mía

Thân mía có hình trụ đứng hoặc hơi cong Thân mía có màu vàng nhạthoặc màu tím đậm Trên vỏ mía có lớp phấn trắng bao bọc Thân mía chialàm nhiều dóng Mỗi cây mía có từ 10 ÷ 30 dóng Mỗi dóng dài 0,05 ÷0,3m tùy thuộc thời kỳ sinh trưởng Thông thường mía phát triển theochiều cao từ 2,43 ÷ 3,65m trong một năm hay từ 2 ÷ 3 dóng/tháng

Dóng mía và đốt là những đơn vị cơ bản tạo thành cây mía Tùy theogiống mía khác nhau mà hình dáng dóng mía cũng khác nhau: hình trụ, hìnhcong… trên mỗi dóng mía có một phần lõm gọi là rãnh mầm Mỗi giống mía

có rãnh mầm rộng hẹp, dài ngắn khác nhau Mầm nằm trên đai rễ Thườngmỗi đốt mía có một mầm, cá biệt có khi 2 hoặc 3 mầm Hình dáng, vị trí củachân mầm và đỉnh mầm, túm lông ở đỉnh mầm là cơ sở chủ yếu để nhận dạngcác giống mía.

Giữa hai dóng mía là đốt mía Đốt gồm đai sinh trưởng, đai rễ, mầm, sẹo

lá và đai phấn

Tùy thuộc giống mía, đai sinh trưởng và đai rễ rổng hay hẹp, thẳng haycong lên ở đỉnh mầm Đai rễ có rất nhiều điểm rễ sắp xếp thành nhiều hàng lộxộn hay chỉnh tề

c Lá mía

Lá mía có nhiệm vụ quang hợp nước, CO2 và các chất dinh dưỡng đểbiến thành gluxit, các chất tổng hợp có chứa Nitơ (N2) và là bộ phận thở vàthoát ẩm cho cây mía

Lá mía có chiều dài từ 0,91 ÷ 1,52m và rộng từ 0,01 ÷ 0,03m tùy thuộcgiống mía Số lượng lá từ 10 ÷ 15 lá

1.1.3 Đặc tính các giống mía chính ở nước ta

a Giống POJ 3016

Loại giống mía này cây mọc thẳng đứng, thân to, khi còn non có màuxanh nhạt, khi chín có màu vàng lục, có lớp phấn dày, mầm không nhiều, mặtsau của lá không có lông nên thường được gọi Tuy Hòa không lông Đặcđiểm của giống mía này là kém thích nghi với hoàn cảnh tự nhiên, kém chịuhạn, chỉ thích nghi với vùng đất tốt, nhiều nước, khả năng đề kháng sự xâmnhập của vi sinh vật kém, hay bị sâu Mía giống này thuộc loại chín sớm Khimía chín sớm thì hàm lượng đường là 10 ÷ 12%, chín muộn là 16 ÷ 17%

b Giống POJ 2878

Loại giống mía này sinh trưởng tốt, thân thẳng đứng, màu vàng lục, lớpphấn màu trắng sáng có chấm đen Giống mía hình tròn Đặc điểm của giống

mía này thích nghi với hoàn cảnh thiên nhiên, khả năng đề kháng sự xâmnhập của vi sinh vật tôt, chịu được gió hạn, bắt rễ nhanh nhưng thời gian chínkéo dài, là giống chín vừa và muộn Khi chín sớm mía có hàm lượng đường 6

÷ 9%, khi chín muộn từ 14 ÷ 14,5% Sản lượng bình quân đạt 35 ÷ 40(tấn/ha)

c Giống F 134

Loại giống mía này nảy mầm tương tự POJ 2878, thân to, mọc thẳng

Vỏ màu xanh tím, lúc còn non có màu xanh vàng, lúc chín có màu tím vànglẫn xanh Dóng mía có dáng hình trống Mầm hình quả trứng, không có rãnhmầm Mặt sau của bẹ lá có màu nâu nhạt, nhiều lông Thích nghi với nhiềuloại đất: đất vùng bãi, đất trung du, đất đồi núi Khả năng đề kháng mạnh, đấttôt hay xấu, ít hay nhiều nước đều mọc tốt Giống mía này là giống chín vừa.Nếu chín sớm hàm lượng đường là 9 ÷ 10%, chín muộn là 15 ÷ 16% Sảnlượng trên một đơn vị diện tích rất cao so với các giống mía trên nhưng xơdòn khó ép Nó là một trong những giống có năng suất cao và ổn định Hiệnnay được trồng phổ biến ở nước ta

1.1.4 Thu hoạch và bảo quản mía

a Mía chín

Mía chín là lúc hàm lượng đường trong thân mía đạt tối đa và lượngđường khử còn lại ít nhất

Các biểu hiện đặc trưng của thời kỳ mía chín:

- Hàm lượng đường giữa gốc và ngọn xấp xỉ nhau;

- Hàm lượng đường khử dưới 1%, có khi chỉ còn 0,3%;

- Lá chuyển vàng, độ dài của lá giảm, các lá sít vào nhau, dóng ngắndần;

- Hàm lượng đường đạt cao nhất khi thu hoạch đúng thời vụ của giốngmía đó

Khi hàm lượng đường đạt tối đa, tùy giống mía và thời tiết, lượng đườngnày duy trì khoảng 15 ngày đến 2 tháng Sau đó, lượng đường bắt đầu giảm,thường gọi là mía quá lứa hoặc quá chín Ở nước ta, mía chín khi thời tiết bắtđầu lạnh và khô, nơi nào có mùa khô rõ rệt nhất thì dễ dàng đạt hàm lượngđường cao hơn nơi khác.

Do đó, đối với các vùng có hệ thống tưới tiêu nhân tạo người ta thúc míachín bằng cách ngừng tưới nước vài tuần trước khi thu hoạch

Thông thường mía chín sau trồng là 12 tháng, tuy nhiên sự chín của míacòn phụ thuộc vào giống mía và thời gian trồng Cùng một thời vụ trồng,giống chín sớm có thể chín trước giống chín muộn từ 15 đến 30 ngày Ví dụcùng trồng tháng 12 thì giống Việt đường 54/143 chỉ sau 11 tháng đã chín còn

F 134 thì sau 13 đến 14 tháng mới chín

Có một số giống mía khi chưa được thu hoạch thì bị trổ cờ Vấn đề trổ

cờ của mía là một hiện tượng thay đổi sinh lý, làm giảm hàm lượng đườngsaccarose trong mía, năng suất mía cây cũng bị giảm làm cho đường bị tổnthất nhiều

Mía sau khi thu hoạch thì hàm lượng đường trong cây mía giảm, hàmlượng đường khử tăng lên Hiện tượng hao hụt đường này là do quá trình hôhấp và do tác dụng của vi sinh vật gây ra (Khi mía chưa thu hoạch có mộtlượng đường hao hụt do hô hấp nhưng lúc đó do có bộ rễ hút chất dinh dưỡng

và nhờ quá trình tổng hợp nên bù đắp được lượng đường hao hụt) Mía càng

để lâu sau khi thu hoạch thì lượng đường bị mất càng nhiều Sự tổn thất càngtăng nhanh khi nhiệt độ cao và để mía ngoài nắng gió Do đó mía sau khi đốnxong thì đưa vào chế biến càng nhanh càng tốt

b Thu hoạch và bảo quản mía

Trước đây thu hoạch mía bằng phương pháp thủ công, dùng dao chặt sátgốc và bỏ ngọn Ở Cu Ba trước đây người ta lấy cao lên phía ngọn, như vậy

người trồng mía có lợi, nhưng nhà máy gặp khó khăn khi sản xuất đường ỞInđônêxia người ta khơi luống để chặt sát từ dóng cuối cùng Nhiều nơi trướckhi thu hoạch, còn đốt các lá mía khô (Haoai, một vài nơi ở miền Nam nướcta) Cách đốt lá trước khi chặt ít sử dụng, vì mía sau khi đốt không chặt ngay

sẽ tổn thất đường và tro vướng lên cây mía gây khó khăn cho sản xuất

Sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, công nhân thiếu trầm trọng nên việcđốn chặt bằng cơ giới được phát triển Hiện nay trên thế giới nhiều nước thuhoạch mía bằng phương pháp cơ giới đạt tỉ lệ cao như: Ôstrâylia sử dụng59,2% cơ giới giảm hơn 50% số công nhân so với thu hoạch bằng thủ công.Nhiều loại máy liên hợp vừa đốn mía vừa chặt ngọn, cắt khúc đã được dùng ởnước Mỹ, Cộng hòa liên bang Đức…

Ở nước ta hiện nay việc thu hoạch mía vẫn còn bằng phương pháp thủcông

Sau khi chặt, hàm lượng đường trong mía giảm nhanh Do đó, mía cầnvận chuyển ngay về nhà máy và ép càng sớm càng tốt Qua nghiên cứu, người

ta thấy rằng mía đưa vào ép sau 8 ngày kể từ khi chặt, hiệu suất thu hồi đườnggiảm 20%

Trong thời gian bảo quản mía, các chỉ tiêu quan trọng như chất khô,thành phần đường, độ tinh khiết, hàm lượng đường khử thay đổi nhiều

Để hạn chế sự tổn thất đường sau khi thu hoạch mía, thường dùng cácbiện pháp sau đây:

- Chặt mía khi trời rét hoặc hơi rét;

- Chặt mía cho ngã theo chiều luống mía, các cây mía gối lên nhau, ngọncây mía này phủ lên gốc cây kia nhằm giảm lượng nước bốc hơi và để chống rét;

- Chất mía thành đống để có thể giảm sự phân giải đường;

- Dùng lá mía thấm nước để che cho mía lúc vận chuyển và có thể dùngnước tưới phun vào mía

1.1.5 Thành phần hóa học của mía

Thành phần hóa học của mía thay đổi theo giống mía, đất đai, chế độcanh tác, điều kiện khí hậu…

Thành phần hóa học của mía tương đối phức tạp: đường xenlulose, chấtchứa nitơ, tinh bột, các axit hữu cơ, các chất màu, sáp, chất vô cơ…

a Đường saccarose

Saccarose là thành phần quan trọng của mía, là sản phẩm của côngnghiệp sản xuất đường Saccarose là một đisacarit có công thức C12H22O11.Trọng lượng phân tử của saccarose là 342

* Tính chất vật lý của saccarose:

Tinh thể saccarose trong suốt, không màu, có tỷ trọng 1,5879 g/cm3.Nhiệt độ nóng chảy 186 ÷ 1880C

Độ hòa tan:

Đường rất dễ hòa tan trong nước Độ hòa tan tăng theo nhiệt độ tăng

Độ hòa tan của saccarose còn phụ thuộc vào chất không đường

2C12H22O11 + Ca(OH)2 → 2H2O + Ca(C12H21O11)2

Trong môi trường kiềm, saccarose bị phân hủy thành lactose, glucose,fructose và các đường khác Ở pH từ 8 ÷ 9 và đun nóng trong thời gian dài,saccarose bị phân hủy thành hợp chất có màu vàng và màu nâu

Trong phân tử saccarose có chứa nhiều nhóm hiđroxyl nên saccarose cóthể tạo thành phức chất, ví dụ với sắt hidroxit Saccarose tạo thành hợp chấtkép với các muối như NaCl.2H2O, KCl.H2O, NaBr.H2O Những đặc tính đócủa saccarose có ý nghĩa đối với sự liên kết chất không đường vào mạng lướitinh thể đường lúc lớn lên và đối với thuyết tạo mật cuối

Trong môi trường kiềm ở nhiệt độ cao, đường bị phân hủy tạo ra cácaxit và chất màu… Tốc độ phân hủy tăng theo độ pH Ở nhiệt độ sôi (trong1h) và pH = 8 ÷ 9, saccarose chỉ bị phân hủy 0,05% Nếu cùng nhiệt độ trênnhưng với pH là 12 thì sự phân hủy đó tăng lên 10 lần

Tác dụng của enzim:

Dưới tác dụng của enzim (invertaza), saccarose sẽ chuyển thành glucose

và fructose Sau đó, dưới tác dụng của 1 phức hệ enzim, glucose và fructose

sẽ chuyển thành ancol và CO2:

C6H12O6 (glucose hoặc fructose) 2C2H5OH + CO2

b Chất không đường của mía

Thông thường trong ngành đường người ta gọi tất cả các chất có trongnước mía trừ saccarose, là chất không đường

Chất không đường của nước mía có thể chia như sau:

- Chất không đường không chứa nitơ;

- Chất không đường chứa nitơ;

- Chất màu;

- Chất không đường vô cơ.

* Chất không đường không chứa nitơ:

Chất không đường không chứa nitơ bao gồm glucose và fructose,axithữu cơ và chất béo Thường glucose và fructose còn được gọi là đường khử.Khi mía còn non thì hàm lượng đường glucose và fructose trong míatương đối cao, nhưng mía chín hàm lượng đó giảm đến mức thấp nhất

+ Tính chất hóa học của glucose và fructose:

Ở nhiệt độ cao và môi trường kiềm glucose và fructose có thể bị phânhủy và tạo thành một số sản phẩm như axit lactic, axit fomic… Những axitnày lại kết hợp với vôi tạo thành muối hòa tan Vì vậy, khi dùng vôi xấu, hàmlượng muối canxi trong nước mía tăng

Trong môi trường kiềm, fructose bị phân hủy nhiều hơn glucose, vì vậytrong sản phẩm đường lượng glucose thường nhiều hơn fructose

Tác dụng của chất oxi hóa:

Glucose chỉ tác dụng với Br trong môi trường axit và với axithipobromic trong môi trường kiềm Phản ứng tiến hành như sau:

RCHO + Br2 + H2O RCOOH + 2HBrRCHO + HBrO RCOOH + HBr

Fructose bị oxi hóa bởi Br ở nhiệt độ cao và thời gian dài hơn so vớiglucose.

Tác dụng của nhiệt độ:

Khi đun nóng ở nhiệt độ ở 160 ÷ 1700C glucose và fructose bị mất nướcmột phần và tạo thành glucozan và fructozan Nếu tiếp tục đun ở nhiệt độ cao

CO2 sẽ thoát ra, còn lại than

Axit hữu cơ:

Trong nước mía, các axit hữu cơ có thể ở dạng tự do, muối hòa tan hoặckhông tan, trong đó axit tự do chiếm 1/3 lượng axit chung Trong sản xuấtđường axit có tác dụng chuyển hóa đường saccarose

* Chất không đường chứa nitơ:

Hàm lượng chất không đường chứa nitơ khoảng 0,4% bao gồm các chấtsau:

Phần lớn chất không đường chứa nitơ sẽ từ cây mía chuyển vào nướcmía hỗn hợp Đứng về quan điểm kỹ thuật việc chuyển đó có ảnh hưởng xấuđến chất lượng sản phẩm và giảm hiệu suất thu hồi đường.

* Chất màu:

Trong cây mía cũng chứa các chất màu như trong tất cả các loại câykhác Khi ép mía, chất màu đi vào nước mía gây khó khăn cho sản xuấtđường

Chất màu có thể chia làm hai loại:

- Chất màu có trong bản thân cây mía

- Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất đường

* Chất không đường vô cơ:

Các chất vô cơ chủ yếu có trong nước mía hỗn hợp là K2O, Na2O, SiO2,

P2O5, Ca, Mg; trong đó K2O chiếm lượng khá lớn Trong quá trình làm sạch,

P2O5 có tác dụng tốt Những chất còn lại đều là những chất có hại trong sảnxuất đường K và Na là nguyên nhân tạo mật cuối Các chất khác như Ca, Mg,SiO2 là thành phần chủ yếu đóng cặn trong thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt

1.1.6 Các sản phẩm từ cây mía

Từ cây mía có thể trực tiếp sản xuất ra sản phẩm đường dùng trực tiếplàm thức ăn hoặc làm nguyên liệu cho nhiều ngành chế biến thực phẩm khác(bánh kẹo, rượu, nước giải khát )

Ngoài đường là sản phẩm chính còn có các phụ phẩm quan trọng phục

vụ cho ngành công nghiệp nhẹ như: bã mía để đốt lò thay dầu, cứ 3 tấn bã khôcung cấp nhiệt lượng tương đương 1 tấn dầu Mật rỉ là nguyên liệu dùng sảnxuất cồn hoặc sử dụng làm môi trường sản xuất men bánh mì và các loại menthực phẩm ngoài ra còn bã bùn dùng để làm phân bón cho mía, cà phê, cao suđạt hiệu quả cao

1.2 Giới thiệu về sản phẩm – Đường cát trắng

1.2.1 Khái niệm

Đường cát trắng thường gọi là RS – viết tắt của chữ Refined StandardQuality, là đường được sản xuất trực tiếp từ nguyên liệu mía cây, Pol ≥99,5%, độ ẩm ≤ 0,05%

Đường mía (hay còn gọi là đường saccarose) là một chất hữu cơ có vịngọt và có giá trị dinh dưỡng cao Đường là một hợp phần quan trọng khôngthể thiếu trong thức ăn của con người 1 kg đường cung cấp cho ta từ 3000 ÷

4000 (Kcalo)

Đường là thức ăn rất quan trọng cho sự sống của con người: cũng nhưtinh bột, protit, chất béo, muối vô cơ, đường là sản phẩm dinh dưỡng chủ yếucần thiết cho cơ thể của con người Chúng ta đều biết năng lượng chủ yếu cầncho cơ thể con người là do gluxit cung cấp Đường là một loại gluxit, đường

có khả năng biến thành năng lượng dễ và nhanh chóng, là tính ưu việt củađường so với các thực phẩm khác

Đường cát trắng ngoài việc sử dụng làm thức ăn trực tiếp, đồng thời nócòn là nguyên liệu của các ngành công nghiệp khác như: Sản xuất bánh kẹo,nước giải khát

1.2.2 Sự hình thành sản phẩm - Đường cát trắng

Nguyên liệu để sản xuất đường cát trắng là mía cây Mía cây trước khicho vào ép được xử lý sơ bộ qua máy băm mía và máy xé tơi Nước mía thuđược sau khi ép gọi là nước mía hỗn hợp, đưa nước mía hỗn hợp đi làm sạchbằng phương pháp sunfit hóa để đạt được các chỉ tiêu làm sạch

Sau khi nước mía đã được làm sạch ta thu được nước mía lắng trong cónồng độ là 13Bx và đưa đi bốc hơi 4 hiệu đến nồng độ 60Bx được gọi là mậtchè (Siro) Mật chè là nguyên liệu chính để nấu đường non 3 hệ (A – B – C)

Đường non thu được sau khi nấu đem đi trợ tinh, ly tâm được đường cát A, B,

C và mật tương ứng Trong đó đường A là đường thành phẩm

1.2.3 Tiêu chuẩn về đường cát trắng

Do ủy ban khoa học và kỹ thuật nhà nước ban hành theo quyết định số43/QĐ ngày 11 – 2 – 1987

Bảng 1.1 Chỉ tiêu cảm quan của đường cát trắng

Ngoại hình Tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô không bón cục

Mùi vị Tinh thể đường, cũng như dung dịch đường trong nước cất

có vị ngọt, không có mùi và vị lạ

Màu sắc

Tất cả tinh thểđều trắng sáng

Khi pha trongnước cất, dungdịch đườngtrong

Tất cả tinh thể

để trắng Khipha trong nướccất, dung dịchđường khá trong

Tinh thể có màutrắng ngà nhưngkhông được lẫn hạt

có màu sẫm hơn Khipha trong nước cất,dung dịch đườngtương đối trong

Bảng 1.2 Chỉ tiêu hóa lý của đường cát trắng

Loại

hạng Hạng 1 Hạng 2

1 Hàm lượng saccarose tính bằng % chất

2 Độ ẩm, Tính bằng % khối lượng, không

3 Hàm lượng đường khử, tính bằng %

4 Hàm lượng tro, tính bằng % khối lượng,

2.1 Chọn quy trình công nghệ

Hiện nay các nhà máy đường ở Việt Nam thường sử dụng quy trìnhcông nghệ theo phương pháp sunfit hóa axit tính vì phương pháp này trực tiếpsản xuất ra đường trắng

Sơ đồ 2.1 Quy trình công nghệ:

Xử lý sơ bộ

Ép mía

Gia nhiệt lần I (t0: 70 ÷ 750C)Xông SO2 lần I (pH: 3,4 ÷ 3,8)

Gia nhiệt lần II (t0: 102 ÷ 1050C)

Hồi dung C

Ly tâmNấu non C

Giống C

Mật chè tinhNấu giống A

Sàng chọn hạt

Cân, đóng bao

Kho chứa

Mật rỉĐường C

Đường hồ BĐường B

2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ

2.2.1 Công đoạn vận chuyển mía

Mía nguyên liệu được chuyển về nhà máy theo hệ thống giao thôngđường bộ, đường thủy, đường sắt và bằng các phương tiện vận chuyển như ô

tô, tàu hỏa… sau đó được đưa qua cân để xác định trọng lượng mía Míanguyên liệu được đưa vào tập trung ở bãi chứa để phục vụ cho sản xuất

2.2.2 Công đoạn xử lý sơ bộ và ép mía

a Hệ thống đưa mía vào sản xuất

- Cẩu mía: có nhiệm vụ cẩu mía từ bãi chứa lên bục xả mía Cẩu mía làloại có thể di chuyển ngang, dọc trong cùng một mặt phẳng đồng thời có thểnâng mía lên, hạ mía xuống nhờ vào các động cơ kéo tời Do vậy mà mía cóthể được vận chuyển tới mọi điểm dưới cầu trục

- Bục xả mía: là loại trục nghiêng, có chức năng vừa là nơi chứa mía vừakéo mía xuống băng chuyền nhờ vào chuyển động của vít tải có móc Míađược cấp đều đặn từ bục xả mía xuống băng chuyền mía, từ đây mía đi qua bộphận xử lý trước khi ép

b Hệ thống xử lý

Hệ thống xử lý mía bao gồm một máy khỏa bằng và hai máy xé tơi

- Máy khỏa bằng lắp trên bàn lùa mía và có nhiệm vụ san đều míaxuống băng tải, từ đó mía được vận chuyển vào máy xé tơi 1, 2 nhờ băngchuyền 1

- Máy xé tơi quay ngược chiều với chiều chuyển động của mía đi trênbăng chuyền mía do vậy nó sẽ xé mía thành sợi nhỏ, sau khi đi qua hai máy

xé tơi hệ số xử lý đạt 60 ÷ 70 % với mức độ xử lý mía đó thì mía dễ dàng đivào máy ép, khi ép nước mía dễ thoát

* Thiết bị máy đánh tơi kiểu búa:

Máy đánh tơi kiểu búa là một dạng máy đập bằng các búa xoay, lắpthành hàng song song xung quanh trục quay bằng thép, đặt trong vỏ máy hìnhtrụ mặt cắt ngang hình máng Bên sườn trong của vỏ có gắn nhiều miếng sắtdọc theo thân máy và được coi là các tấm kê của búa đập Mía đi vào cửa trêncủa máy và ra ở cửa dưới Búa đập quay với tốc độ 1200 (vòng/phút), theochiều chuyển động của mía Khi lắp một máy đánh tơi kiểu búa, tỷ lệ tế bàomía bị xé là 85%

c Hệ máy ép mía (hệ thống máy ép gồm 4 máy)

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ nguyên lý ép

Mía

Thùng nước mía hỗn hợp

Mía sau khi đã xử lý được đưa qua máy tách sắt để loại bỏ các vật cứngbằng kim loại có lẫn trong mía, sau đó tiếp tục nhờ băng tải đưa mía lên hộpcao vị rồi cho vào hệ thống máy ép gồm 4 máy Thực hiện phương pháp épkết hợp thẩm thấu kép, nhiệt độ nước thẩm thấu 50 ÷ 600C, lượng nước dùngthẩm thấu 26 ÷ 30 % so với mía, hiệu suất ép theo phương pháp này đạt 95 %.

Bã mía sau khi ép có độ ẩm 50 % được đi đốt cho lò hơi Nước mía hỗn hợpđược lấy ra từ máy ép 1 và 2 được đưa đi lọc vụn cám mía ở thiết bị lọc sàngcong

* Thiết bị ép:

Hình 2.2 Máy ép 3 trục

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

2.2.3 Công đoạn làm sạch

Thông thường, nước mía hỗn hợp lấy ra từ cây mía bằng phương pháp

ép, chứa từ 13 ÷ 15% chất tan Ngoài đường saccarose, trong nước mía cónhững chất không đường có tính chất lý hóa khác nhau

Độ tinh khiết của nước mía hỗn hợp thường trong phạm vi 82 ÷ 85% tức

là trong chất khô chứa 82 ÷ 85% đường saccarose và 15 ÷ 18% chất khôngđường

Trong các chất không đường của nước mía hỗn hợp, chất keo chiếm một

tỷ lệ đáng kể (0,03 ÷ 0,5%) Khi thao tác không bình thường, ví dụ ở nhiệt độcao, chất không tan biến thành chất tan và như vậy tăng hàm lượng keo trongdung dịch Hoạt động của vi sinh vật trong nước trong nước mía cũng tạo cácchất keo khác nhau, đặc biệt là levan và dextran Chất keo gây nhiều ảnhhưởng không tốt đối với sản xuất đường: lọc nước mía, phân mật và kết tinhđường khó khăn, nước mía có nhiều bọt, giảm hiệu quả tẩy màu…

Sự có mặt của những chất không đường trong nước mía dẫn đến sự bốchơi trực tiếp, kết tinh đường khó khăn và không tinh tế Nước mía chứa mộtlượng lớn chất không đường và làm tăng độ hòa tan của đường saccarose,tăng mật cuối, tăng tổn thất đường trong mật cuối Trong nước mía còn cóvụn mía, khi đun nóng chúng kết tụ lại Tất cả những chất không đường đócần loại bỏ ra khỏi nước mía Nước mía hỗn hợp có tính axit gây nên sựchuyển hóa đường saccarose do đó cần trung hòa nước mía

* Mục đích chủ yếu của làm sạch nước mía hỗn hợp:

- Loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp, đặc biệt lànhững chất có hoạt tính bề mặt và chất keo;

- Trung hòa nước mía hỗn hợp;

- Loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía;

Làm sạch nước mía là khâu rất quan trọng của kỹ thuật sản xuất đường.

Vì thế, việc làm sạch nước mía đã được chú ý thích đáng từ khi bắt đầu phátsinh công nghiệp đường

Các nhà khoa học ngành đường mía đã và đang luôn chú ý nghiên cứu

để tìm phương pháp làm sạch tốt nhất Mặt khác, thành phần nguyên liệu míathay đổi không chỉ theo từng vụ sản xuất mà ngay cả trong mỗi vụ sản xuất.Hiện nay trong các nhà máy đường cùng dùng các phương pháp làm sạchnhư: Phương pháp vôi, phương pháp sunfit hóa, phương pháp cacbonat hóa.Nhưng phương pháp sunfit hóa sử dụng phổ biến vì phương pháp này trựctiếp sản xuất ra đường trắng

Phương pháp làm sạch sunfit hóa lần lượt qua các giai đoạn gia vôi, đunnóng, xông SO2, trung hòa, lắng, lọc…

a Gia vôi sơ bộ (pH: 6,2 ÷ 6,4)

* Mục đích:

- Trung hòa được một phần axit điện ly có trong nước mía nên hạn

chế được sự chuyển hóa đường khi đun nóng.

- Tạo điểm đẳng điện để ngưng kết được một số thể keo trước khi đunnóng Các điểm ngưng kết của các loại keo khác nhau trong nước mía khônggiống nhau, mỗi thể keo có pH ngưng tụ riêng, cho nên cần khống chế nhiềuđiểm pH để tạo ra nhiều điểm đẳng điện loại được nhiều chất keo

- Ức chế được sự phát triển của vi sinh vật do tác dụng của Ion Ca2+ đốivới nguyên sinh chất của tế bào vi sinh vật

* Tiến hành:

Nước mía hỗn hợp thu được có độ pH: 5,4 ÷ 5,8, ở độ pH này đường rất

dễ bị chuyển hóa thành glucose và fructose, do đó chúng ta phải tiến hành giavôi sơ bộ đến pH: 6,2 ÷ 6,4 để tránh sự chuyển hóa đường Trong giai đoạnnày tùy thuộc vào hàm lượng P2O5 có trong mía nguyên liệu mà chúng ta bổsung thêm H3PO4 vào nước mía để hàm lượng này đạt 300 ÷ 400 (ppm)

Biện pháp cho vôi: cho vôi trực tiếp vào nước mía ở thùng nước mía hỗnhợp

b Gia nhiệt 1 (nhiệt độ: 70 ÷ 75 0 C)

* Mục đích:

- Làm mất nước của thể keo ưa nước và tăng nhanh quá trình ngưng kết keo

- Làm tăng khả năng hấp thụ SO2 vào nước mía

- Tăng tốc độ phản ứng giữa SO2 và Ca(OH)2

- Loại bọt khỏi nước mía

- Ức chế vi sinh vật

* Tiến hành:

Nước mía hỗn hợp sau khi gia vôi sơ bộ được bơm đi gia nhiệt 1 ở cácthiết bị gia nhiệt kiểu ống chùm Nước mía đi trong ống, hơi đi bên ngoài ống.Nước mía ra vào ở đỉnh thiết bị

có lỗ thoát khí, đáy thiết bị có lắp ống thoát nước ngưng tụ.

Nắp trên và nắp dưới được nối liền với cần thăng bằng có tác dụng cânbằng lực Hơi đi ngoài ống, nước mía đi trong ống Hơi sau khi cấp nhiệt chonước mía, ngưng tụ thành nước và thoát ra ngoài ở đáy thiết bị

Hình 2.3 Thiết bị gia nhiệt kiểu ống chùm

c Xông SO 2 lần 1

* Mục đích:

- Ngưng kết được một số chất keo

- Tác dụng với vôi dư tạo kết tủa CaSO3 Lượng kết tủa CaSO3 trong giaiđoạn này không nhiều nhưng cũng hấp phụ được một số chất keo

* Tiến hành:

Nước mía sau khi gia nhiệt 1 được bơm vào tháp xông SO2 qua hệ thốngvòi phun tốc độ cao tự tạo chân không, hút khí SO2 từ lò đốt lên đồng thời hấpthụ luôn xuống bộ phận trung hòa

Nhờ có áp lực âm do vòi phun tạo ra mà khí SO2 được hút vào thiết bị,lúc đó làm cho hai trường khí và lỏng (nước mía) hòa lẫn vào nhau tạo hỗnhợp nhanh và đạt cực đại Khi đó hấp thụ tốt SO2 vào nước mía làm cho quátrình kết tủa CaSO3 được hoàn toàn Hiệu suất hấp thụ đạt trên 85% cường độxông đạt 12 ÷ 14 (ppm), pH xông lần 1 đạt 3,4 ÷ 3,8, thời gian tiếp xúc là 2 ÷

3 (giây)

* Thiết bị:

- Lò đốt lưu huỳnh dạng thùng quay:

Hình 2.4 Lò đốt lưu huỳnh kiểu thùng quay

5 Lưu huỳnh vào lò; 6 Ống nối cố định;

7 Bộ phận làm mát

Cấu tạo của lò đốt thùng quay:

Lưu huỳnh cháy trong thân lò bằng gang 1 Truyền động lò bằng động

cơ 3, mỗi lần quay là 0,5 (vòng/phut) Trong lò có năm lá chắn 4 để đề phònglưu huỳnh nóng chảy chuyển động theo thùng quay Chỉ cần một lượng ítkhông khí, lưu huỳnh có thể cháy rất tốt Không khí vào lò theo ống 5, khí

SO2 theo ống trên đỉnh của bộ phận làm mát bay lên Bộ phận làm lạnh 7 để

đề phòng lưu huỳnh thăng hoa

H2SO3 + Ca(OH)2 → CaSO3↓ + H2O2H3PO4 + 3Ca(OH)2 → Ca3(PO4)2↓ + 6H2OHai kết tủa này có tính hấp phụ chất keo, chất không đường và nhữngchất lơ lửng khác có tác dụng nâng cao hiệu quả làm sạch của nước mía

pH nước mía trung hòa phải đạt được 7,0 ÷ 7,2, lượng vôi dùng 0,2 ÷ 0,3

% so với mía, chất lượng vôi cho vào phải đạt hàm lượng CaO > 75 (%) Thểtích thiết bị phải đủ để đảm bảo cho nước mía lưu được từ 4 ÷ 5 phút

* Thiết bị:

Thiết bị trung hòa kiểu đứng, có cánh khuấy

e Gia nhiệt 2 (nhiệt độ: 102 ÷ 105 0 C)

* Mục đích:

- Có tác dụng làm giảm độ nhớt của nước mía

- Làm cho kết tủa rắn chắc đặc biệt là CaSO3

- Diện tích, hình thể của các phần tử lắng cũng như độ nhớt của dungdịch đóng vai trò quan trọng trong quá trình lắng Kết quả là thời gian cầnthiết để lắng phụ thuộc chính vào sự chênh lệch tỷ trọng của nước mía và cácphần tử kết tủa chứa trong nước mía

+ Tỷ trọng hạt kết tủa > tỷ trọng nước mía thì kết tủa lắng xuống

+ Tỷ trọng hạt kết tủa < tỷ trọng nước mía thì kết tủa nổi

+ Tỷ trọng hạt kết tủa = tỷ trọng nước mía thì kết tủa lơ lửng

* Mục đích:

Nhằm loại bỏ kết tủa ra khỏi nước mía để thu được nước lắng trong

Trong quá trình lắng có sử dụng chất trợ lắng có bản chất polyme, đểtăng nhanh tốc độ lắng như: LT – 27, Seperan – 30 các chất này được cho vàonước mía trung hòa trước khi cho vào thùng lắng.

* Các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ lắng:

- Độ lớn của hạt kết tủa:

+ Độ lớn của hạt kết tủa không đều nhau, hạt lớn thì lắng nhanh, lắngxuống trước, hạt nhỏ li ti tạo với nước mía thành dung dịch đục, lắng chậm.+ Nếu trong nước mía có nhiều hạt nhỏ nổi, thường xảy ra hiện tượnghấp phụ bề mặt giữa các hạt đó với nhau tạo thành hạt lớn hoặc những hạt tokéo theo những hạt nhỏ rồi lắng xuống

+ Nhiệt độ không ổn định, đột nhiên tăng cao thì những bọt nói trên bị

vỡ ra, những hạt kết tủa không được hút lại mà bắt đầu chìm xuống, do đónước mía bị đục trở lại

+ Nhiệt độ không đều, chỗ nóng, chỗ lạnh thì gây ra hiện tượng đối lưu,làm cho kết tủa không lắng theo chiều thẳng đứng mà theo hướng hỗn loạn.

Vì vậy cần bảo ôn thùng lắng để giữ nhiệt đều

- Sự thay đổi pH:

Khi trung hòa, xử lý nước mía không tốt làm trị số pH nước mía chảyvào thiết bị lắng không đồng đều và ổn định, tạo ra hiện tượng chuyển hóahoặc phân hủy đường sẽ làm tăng độ nhớt của nước mía và làm giảm tốc độlắng

2.2.4 Công đoạn cô đặc (Bốc hơi)

Ở công đoạn này sử dụng hệ thống cô đặc 4 nồi Cô đặc nhiều nồi là quátrình sử dụng hơi thứ thay cho hơi đốt, do đó nó có ý nghĩa kinh tế cao về sửdụng nhiệt

* Nguyên tắc cô đặc nhiều nồi:

Nồi thứ nhất dung dịch được đun bằng hơi đốt, hơi thứ của nồi này đưavào đun nồi thứ hai, hơi nồi thứ hai được đưa vào đun nồi thứ ba… Hơi thứ ởnồi cuối cùng đi vào thiết bị ngưng tụ Dung dịch đi vào lần lượt từ nồi nọsang nồi kia, qua mỗi nồi đều bốc hơi một phần, nồng độ tăng dần lên

Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt trong các nồi là phải có chênh lệchnhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch sôi, hay nói cách khác là chênh lệch ápsuất giữa hơi đốt và hơi thứ trong các nồi nghĩa là áp suất làm việc trong cácnồi phải giảm dần vì hơi thứ của nồi trước là hơi đốt của nồi sau Thôngthường thì nồi đầu làm việc ở áp suất dư còn nồi cuối làm ở áp suất thấp hơn

áp suất khí quyển

Sơ đồ 2.3 Nguyên lý hệ thống cô đặc 4 hiệu xuôi chiều:

Trong đó:

E1: Hơi thứ của hiệu I

E2: Hơi thứ của hiệu II

E3: Hơi thứ của hiệu III

E4: Hơi thứ của hiệu IV

- Áp lực hơi đốt vào hiệu I: 2,5 (kg/cm2)

- Chân không hiệu cuối IV: 600 ÷ 630 (mmHg)

* Mục đích:

Bốc hơi nước mía có nồng độ là 13 ÷ 15 (Bx) đến nồng độ mật chè 60 ÷

65 (Bx) để chuẩn bị cho công đoạn nấu đường

Áp lực hơi vào hiệu I là 2,5 (kg/cm2), nhiệt độ hơi vào buồng đốt củahiệu I là 115 ÷ 1200C

Hơi thứ của hiệu trước dùng làm hơi đốt cho hiệu sau và tách cho gianhiệt, nấu đường, hơi thứ của hiệu cuối đi vào tháp ngưng tụ chân không Nước ngưng của các hiệu được dùng cho công nghệ (cấp cho lò hơi,thẩm thấu cho bã mía của hệ ép…) mật chè ra ở hiệu IV có nồng độ 60 (Bx)

và được đưa đi xông tẩy SO2

Ưu điểm:

Dung dịch tự di chuyển từ nồi trước sang nồi sau nhờ chênh lệch áp suấtgiữa các nồi

Nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nồi sau do đó dung dịch đi vào mỗinồi (trừ nồi đầu) đều có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch sẽđược làm lạnh đi, lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi thêm một lượng nước gọi làquá trình tự bốc hơi.

Khi dung dịch đi vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi do đó cầnphải tốn thêm một lượng hơi đốt để đun nóng dung dịch, vì vậy khi cô đặcxuôi chiều dung dịch trước khi vào nồi đầu thường được đun nóng sơ bộ bằnghơi phụ hoặc nước ngưng

Nhược điểm:

Nhiệt độ của dung dịch ở các nồi sau thấp dần, nhưng nồng độ của dungdịch lại tăng dần, làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, kết quả hệ sốtruyền nhiệt sẽ giảm từ nồi đầu đến nồi cuối

* Thiết bị:

Hình 2.5 Thiết bị cô đặc kiểu ống chùm

Thiết bị cô đặc ống chùm gồm có hai phần chính:

- Bộ phận đun sôi dung dịch (phòng đốt) trong đó bố trí bề mặt truyềnnhiệt để đun sôi dung dịch;

- Bộ phận bốc hơi (phòng bốc hơi) là một phòng trống, ở đây hơi thứđược tách khỏi hỗn hợp lỏng – hơi của dung dịch sôi Tùy theo mức độ cầnthiết mà ta có thể cấu tạo thêm bộ phận phân ly hơi lỏng ở trong phòng bốchơi hoặc ở trên đường ống dẫn hơi thứ, để thu hồi các hạt dung dịch bị hơi thứmang theo