Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Cong nghe san xuat duong mia

473 views

Published on

Cong nghe san xuat duong mia xem được khi bạn tải về máy vì file word font chữ ở dạng VnTimes

Published in: Food
  • Login to see the comments

  • Be the first to like this

Cong nghe san xuat duong mia

  1. 1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG TỪ MÍA CÂY 1
  2. 2. A – LÞch sö vµ nguyªn liÖu §êng cã c¸c tÝnh chÊt vËt lý nh sau : ChØ tiªu Yªu cÇu Ngo¹i h×nh Tinh thÓ mµu tr¾ng, kÝch thíc t¬ng ®èi ®ång ®Òu, t¬i kh«, kh«ng vãn côc Mïi vÞ Tinh thÓ ®êng hoÆc dung dÞch ®êng cã vÞ ngät, kh«ng cã mïi vÞ l¹ Mµu s¾c Tinh thÓ tr¾ng ãng ¸nh. Khi pha vµo níc cÊt cho dung dÞch trong suèt. §êng cã ý nghÜa quan träng ®èi víi dinh dìng cña c¬ thÓ con ngêi. §êng lµ hîp phÇn chÝnh vµ kh«ng thÓ thiÕu ®îc trong thøc ¨n cho ngêi. §êng cßn lµ nguyªn liÖu quan träng cña nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp (CN) hiÖn nay nh CN b¸nh kÑo, ®å hép, ®å uèng, CN lªn men, s÷a, CN dîc phÈm, hãa häc v.v ... ChÝnh v× vËy mµ c«ng nghiÖp ®êng trªn thÕ giíi vµ cña níc ta ®· kh«ng ngõng ph¸t triÓn. Trªn thÕ giíi ®êng ®îc s¶n xuÊt chñ yÕu tõ hai nguyªn liÖu chÝnh lµ mÝa vµ cñ c¶i. ë níc ta, mÝa lµ nguyªn liÖu duy nhÊt ®Ó chÕ biÕn ®êng ¨n. MÝa ®êng lµ c©y trång cã nhiÒu u ®iÓm vµ cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao: XÐt vÒ mÆt sinh häc: - Kh¶ n¨ng sinh khèi lín:Trong vßng 10- 12 th¸ng, 1ha mÝa cã thÓ cho n¨ng suÊt hµng tr¨m tÊn mÝa c©y vµ mét khèi lîng lín l¸ xanh, gèc, rÔ ®Ó l¹i trong ®Êt. - Kh¶ n¨ng t¸i sinh m¹nh: MÝa lµ c©y cã kh¶ n¨ng ®Ó gèc ®îc nhiÒu n¨m, mét lÇn trång thu ho¹ch nhiÒu vô. N¨ng suÊt mÝa c©y ë vô gèc ®Çu thêng cao h¬n vô mÝa t¬ - Kh¶ n¨ng thÝch øng réng: C©y mÝa cã thÓ trång ë nhiÒu vïng sinh th¸i kh¸c nhau, chÞu ®ùng tèt c¸c ®iªï kiÖn kh¾c nghiÖt cña tù nhiªn vµ m«i trêng., ®ª thÝch nghi víi c¸c tr×nh ®é s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn. XÐt vÒ mÆt s¶n phÈm: Ngoµi s¶n phÈm chÝnh lµ c©y mÝa nguyªn liÖu ®Ó chÕ biÕn ®êng, c©y mÝa cßn lµ nguyªn liÖu hoÆc trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp cña nhiÒu ngµnh c«ng nghÖp nh rîu cån, bét giÊy, gç Ðp, thøc ¨n gia sóc, ph©n bãn. C¸c s¶n phÈm phô cña mÝa ®êng nÕu khai th¸c triÖt ®Ó , gi¸ trÞ cã thÓ t¨ng gÊp 3-4 lÇn gi¸ trÞ cña chÝnh phÈm (®êng ¨n). Thµnh phÇn hãa häc cña c©y mÝa : 2
  3. 3. Thµnh phÇn % §êng sacaroza 12,5 glucoza 0,9 14,0 fructoza 0,6 X¬ xenluloza 5,5 Pentozan 2,0 10,0 Chất keo 0,5 Linhin 2,0 ChÊt chøa anbumin 0,12 N2 amit 0,07 Axit 0,21 0,4 NH3 cã vÕt Xantin cã vÕt ChÊt v« SiO2 0,25 c¬ K2O 0,12 Na2O 0,01 CaO 0,02 MgO 0,01 0,5 Fe2O3 vÕt P2O5 0,07 SO3 0,02 Cl vÕt Níc 74,0 Tæng céng 100 Sacaroza lµ thµnh phÇn quan träng nhÊt cña mÝa, lµ s¶n phÈm cña c«ng nghiÖp s¶n xuÊt ®êng, lµ mét disacarit cã c«ng thøc C12H22O11. §êng mÝa hoÆc ®êng cñ c¶i vµ ®êng sacaro tinh khiÕt vÒ mÆt ho¸ häc, ë d¹ng tinh thÓ.§êng th« cha pha thªm h¬ng liÖu hoÆc chÊt mµu.§êng mÝa,®êng cñ c¶i cã pha thªm h¬ng liÖu hoÆc chÊt mµu.§êng mÝa chiÕt xuÊt tõ níc Ðp th©n c©y mÝa. §êng cñ c¶i chiÕt xuÊt tõ níc Ðp cñ c¶i ®êng. §êng th« cña mÝa hoÆc cñ c¶i thêng ë d¹ng tinh thÓ cã mµu n©u, mµu nµy do cã chÊt bÈn.§êng mÝa hoÆc ®êng cñ c¶i tinh chÕ thu ®îc qua xö lý thªm ®êng th«. Chóng ë d¹ng tinh thÓ mµu tr¾ng ®îc 3
  4. 4. th¬ng m¹i ho¸ theo c¸c møc ®é tinh khiÕt hoÆc díi d¹ng h×nh lËp ph- ¬ng nhá, ®ãng b¸nh, c¸c m¶nh, thái nhá hoÆc lµ c¸c miÕng nhá ®Òu ®æ khu«n h¹t c¾t. Ngoµi ®êng th« vµ ®êng tinh chÕ kÓ trªn, nhãm nµy cßn gåm ®êng n©u t¹o thµnh tõ ®êng tr¾ng pha thªm víi mét lîng nhá níc caramen hoÆc níc mËt, vµ ®êng phÌn t¹o thµnh tõ c¸c tinh thÓ lín do sù kÕt tinh chËm níc ®êng ®ñ ®é c« ®Æc. §êng kh¸c, bao gåm ®êng lacto, ®êng malto, gluco vµ flucto tinh khiÕt vÒ mÆt ho¸ häc, d¹ng tinh thÓ, siro ®êng cha pha thªm h¬ng liÖu hoÆc chÊt mµu, s¶n phÈm thay thÕ mËt ong , ®· hoÆc cha pha thªm, mËt ong tù nhiªn, ®êng vµ níc ®êng chng thµnh caramen. Ngoµi ra cßn mét sè lo¹i ®êng ®îc chÕ biÕn tõ hoa qu¶,mËt ong … 1. Sù ph¸t triÓn c«ng nghiÖp ®êng mÝa trªn thÕ giíi: Ên §é lµ níc ®Çu tiªn trªn thÕ giíi s¶n xuÊt ®ßng mÝa. Do ®ã danh tõ ®êng cã nguån gèc tõ Ên §é " sankara". Vµo kho¶ng n¨m 398, ngêi Ên §é vµ Trung Quèc ®· biÕt chÕ biÕn mËt thµnh ®êng tinh thÓ. Tõ ®ã ph¸t triÓn sang Ba T , Italia, Bå §µo Nha, ®ång thêi ®· më ra ngµnh CN míi lµ ngµnh CN luyÖn ®êng. §Õn thÕ kû 16, nhiÒu nhµ m¸y luyÖn ®êng ®· mäc lªn ë Anh, §øc, Ph¸p. Lóc ®Çu CN ®êng rÊt th« s¬, Ðp mÝa b»ng 2 trôc gç ®øng, kÐo b»ng søc kÐo tr©u bß, l¾ng b»ng v«i, c« ®Æc ë ch¶o vµ kÕt tinh tù nhiªn. CN ®êng tuy cã tõ l©u ®êi nhng b¾t ®Çu tõ thÕ kû thø 19 míi ®îc c¬ khÝ hãa tõ khi Ch©u ¢u ph¸t hiÖn ra cñ c¶i ®êng, nhiÒu thiÕt bÞ quan träng ®· ®îc ph¸t minh: - 1867, lo¹i m¸y Ðp b»ng gang 3 trôc n»m ngang kÐo b»ng m¸y h¬i n- íc ®îc dïng ®Çu tiªn ë ®¶o RÐunion ë Ph¸p. Sau ®ã c¶i tiÕn ghÐp nhiÒu trôc Ðp vµ cã dïng níc thÈm thÊu ®Ó n©ng cao hiÖu suÊt Ðp. - 1812, «ng Barrnel ngêi Ph¸p lµ ngêi ®Çu tiªn dïng khÝ CO2 ®Ó b·o hßa v«i vµ dïng ph¬ng ph¸p läc ®Ó lo¹i kÕt tña CaCO3. Còng thÕ kû 19, kü s Tratini ngêi Italia ®· dïng khÝ SO2 ®Ó kÕt tña chÊt kh«ng ®- êng vµ tÈy mµu trong níc mÝa. - 1813, Howard ph¸t minh nåi bèc h¬i ch©n kh«ng mét hiÖu nªn hiÖu qu¶ bèc h¬i cßn thÊp. - 1820, m¸y Ðp khung b¶n ra ®êi. - 1843, Rillieux ph¸t minh hÖ bèc h¬i nhiÒu n«i, tiÕt kiÖm ®îc h¬i dïng. - 1837, Pouzolat ph¸t minh m¸y li t©m truyÒn ®éng ë ®¸y, lÊy ®êng ë trªn, thao t¸c kh«ng thuËn tiÖn. Sau ®ã Bessener ph¸t minh m¸y li t©m kiÓu thïng quay. 4
  5. 5. -1867 Weston c¶i tiÕn m¸y li t©m truyÒn ®éng ë trªn, lÊy ®êng ë díi, hiÖn ®ang ®îc dïng phæ biÕn t¹i c¸c nhµ m¸y ®êng. - 1892, m¸y Ðp 3 trôc hiÖn ®¹i ®îc dïng ë Mü. - 1878 m¸y sÊy thïng quay xuÊt hiÖn, 1884 thiÕt bÞ trî tinh ra ®êi. Trong mÊy chôc n¨m nay, kü thuËt ngµnh ®êng ®· ph¸t triÓn víi tèc ®é nhanh. VÊn ®Ò c¬ khÝ hãa, tù ®éng hãa, tin häc hãa toµn bé d©y chuyÒn s¶n xuÊt, c¸c thiÕt bÞ trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ còng nh c¸c thiÕt bÞ ph©n tÝch hiÖn ®¹i ®· ®îc øng dông réng r·i trong c¸c nhµ m¸y ®êng. Trong 20 n¨m qua, kü thuËt c«ng nghiÖp ®- êng trªn TG cã nhiÒu biÕn ®æi quan träng, b¾t ®Çu tõ thËp kû 80 vµ tiÕp tôc trong nhiÒu n¨m 90. VÝ dô: . ThËp kû 80, C«ng ty Benghin- Say Ph¸p vµ c«ng ty Teron vµ Eridania cña ý ®· nghiªn cøuvµ ph¸t minh thiÕt bÞ, ph¬ng ph¸p kÕt tinh ch©n kh«ng liªn tôc. N¨m 1982, ngµ m¸y luyÖn ®êng Nantes thùc nghiÖm thµnh c«ng, ®Õn 1984 nhµ m¸y Elsdof ( T©y §øc) tiÕn hµnh s¶n xuÊt vµ 1985 ®· dïng thiÕt bÞ kÕt tinh liªn tôc cña C«ng ty Fives Cail Babcock ( FCB) ®Ó nÊu ®êng. HiÖn nay nhiÒu thiÕt bÞ nÊu ®- êng liªn tôc cña FCB ®· ®îc dïng trong nhiÒu nhµ m¸y ®êng trªn thÕ giíi. . Cïng víi sù ph¸t triÓn cña nÊu ®êng liªn tôc, c¸c níc §øc, Ph¸p, ý v.v... ®· nghiªn cøu thiÕt bÞ trî tinh ch©n kh«ng liªn tôc . Vµ chÝnh C«ng ty Benghin- Say Ph¸p ®· thµnh c«ng trong viÖc dïng trî tinh ch©n kh«ng liªn tôc ë nhµ m¸y ®êng luyÖn Nantes, sau ®ã ë nhµ m¸y ®êng cñ c¶i Sermaize, nhµ m¸y Gol vµ Bois- Rouge (Ph¸p), nhµ m¸y ®êng Allscoff (Anh). HiÖn nay lµ thiÕt bÞ trî tinh ch©n kh«ng liªn tôc MET cña C«ng ty BMA, ®· lµm träng lîng tinh thÓ ®êng non t¨ng 15-30%. 2. T×nh h×nh s¶n xuÊt mÝa ®êng ë níc ta: Níc ta lµ mét níc cã truyÒn thèng s¶n xuÊt ®êng tõ l©u ®êi. Tõ l©u, nh©n d©n ta ®· biÕt dïng nh÷ng m¸y Ðp gi¶n ®¬n nh m¸y Ðp b»ng ®¸, m¸y Ðp b»ng gç dïng søc tr©u bß kÐo. Níc mÝa Ðp ®îc nÊu ra nhiÒu d¹ng s¶n phÈm kh¸c nhau: MËt trÇm, ®êng phªn, ®êng th«, ®- êng c¸t vµng. ë miªn Trung, nh©n d©n ta ®· biÕt dïng lßng tr¾ng trøng, ®¸t bïn, v«i ... ®Ó lµm s¹ch níc mÝa, s¶n xuÊt c¸c lo¹i ®êng ®Æc s¶n nh ®êng muçng, ®êng phÌn, ®êng phæi, ®êng b«ng, ®êng b¸t dïng trong níc vµ xuÊt khÈu. Trong thêi kú Ph¸p thuéc, CN ®êng hiÖn ®¹i cña ta hÇu nh kh«ng cã g×. Níc ta chØ cã hai nhµ m¸y ®êng hiÖn ®¹i: HiÖp Hßa (miÒn Nam) 5
  6. 6. vµ Tuy Hßa (miÒn Trung). CN ®êng ë níc ta trong vßng 100 n¨m vÉn ë trong t×nh tr¹ng s¶n xuÊt thñ c«ng lµ chñ yÕu. Sau ngµy hoµ b×nh lËp l¹i, díi chÕ ®é x· héi chñ nghÜa, CN ®êng hiÖn ®¹i cña níc ta míi b¾t ®Çu ph¸t triÓn. ë miÒn B¾c cã c¸c nhµ m¸y ®êng hiÖn ®¹i nh: ViÖt tr×, S«ng Lam ( 350TÊn mÝa/ ngµy), nhµ m¸y ®êng V¹n §iÓm (1000tÊnmÝa/ ngµy). ë miÒn nam cã c¸c nhµ m¸y ®êng nh Qu¶ng Ng·i, B×nh D¬ng (1500tÊn mÝa/ ngµy), Phan Rang (350tÊn mÝa/ ngµy), vµ hai nhµ m¸y luyÖn ®êng Kh¸nh Héi (150 tÊn ®êng th«/ngµy), Biªn Hßa (200 tÊn mÝa/ngµy). Sau nµy míi x©y dùng thªm c¸c nhµ m¸y nh La Ngµ (2000 tÊn mÝa/ ngµy).v..v TÝnh ®Õn thêi ®iÓm vô mÝa 1997- 1998 c¶ níc cã trªn 250.000ha mÝa t¨ng h¬n 67% so víi n¨m 1994 vµ ®¹t s¶n lîng 11,5 triÖu tÊn mÝa c©y. VÒ c«ng nghiÖp chÕ biÕn: N¨m 1994 c¶ níc míi cã 12 nhµ m¸y ®êng c¬ giíi chÕ biÕn kho¶ng 20% s¶n lîng mÝa c©y, phÇn cßn l¹i chÕ biÕn b¸n c¬ giíi vµ thñ c«ng, hiÖu suÊt thu håi thÊp. Thùc hiÖn ch¬ng tr×nh 1triÖu tÊn ®êng vµo n¨m 2000 cña chÝnh phñ, ®Õn vô mÝa 1997-1998, c¶ níc ®· cã 35 nhµ m¸y ®êng ho¹t ®éng víi tæng c«ng suÊt Ðp 50.800 tÊn, t¨n g©p 5 lÇn so víi n¨m 1994. Cïng víi c¸c c¬ së chÕ biÕn b¸n c¬ giíi vµ thñ c«ng, tæng s¶n l- îng chung c¶ níc n¨m ®ã ®¹t 552.000 tÊn. Vµo n¨m 2000 th× c¶ níc ®· cã 50 nhµ m¸y ®êng mÝa hiÖn ®¹i ( trong ®ã cã 4 nhµ m¸y më réng c«ng suÊt) ®a tæng c«ng suÊt Ðp lªn 93.500 tÊn mÝa / ngµy díi nhiÒu h×nh thøc ®Çu t nh liªn doanh hay 100% vèn níc ngoµi B Quy tr×nh s¶n xuÊt I LÊy níc mÝa 1. LÊy níc mÝa b»ng ph¬ng ph¸p Ðp §Ó lÊy níc mÝa ra khái c©y mÝa, hiÖn nay trong c«ng nghiÖp ®- êng ngêi ta sö dông hai ph¬ng ph¸p: - Ðp - KhuÕch t¸n. Ph¬ng ph¸p Ðp vÉn ®îc sö dông phæ biÕn tõ mÊy tr¨m n¨m nay. Nguyªn lÝ chung lµ xÐ vµ Ðp dËp th©n c©y mÝa nh»m ph¸ vì c¸c tÕ bµo ®Ó lÊy níc mÝa. Ðp mÝa lµ c«ng ®o¹n ®Çu tiªn cña c¶ qu¸ tr×nh lµm ®êng ®îc chia lµm c¸c giai ®o¹n nhá nh sau: - VËn chuyÓn, cÊp mÝa vµo m¸y Ðp. 6
  7. 7. - Xö lÝ mÝa tríc khi Ðp. - Ðp dËp. - Ðp kiÖt nhiÒu lÇn. 1.1. VËn chuyÓn vµ cÊp mÝa vµo m¸y Ðp: MÝa ®îc vËn chuyÓn tõ ruéng mÝa vÒ b»ng hÖ thèng ®êng s¾t, ®êng thuû hoÆc ®êng bé ®îc tËp kÕt trªn b·i réng. MÝa tõ b·i ®îc chuyÓn dÇn vµo ®Ó Ðp. Th«ng thêng sö dông c¸c ph¬ng tiÖn sau ®©y: cÇn cÈu hoÆc cÇu cÈu, xe goßng, b¨ng x· mÝa, m¸y cµo vµ b¨ng chuyÒn mÝa. 1.2. Xö lÝ c©y mÝa tríc khi Ðp: Vá mÝa cã líp s¸p, phÊn. C©y mÝa cong, th¼ng, dµi ng¾n kh¸c nhau. Cho nªn cÇn xö lÝ s¬ bé tríc khi Ðp. Sau xö lÝ, tÝnh chÊt vËt lÝ cña mÝa thay ®æi. TÕ bµo mÝa bÞ ph¸ vì, mÝa bÞ b¨m thµnh nh÷ng sîi dµi thÝch hîp cho vÊn ®Ò Ðp mÝa. VËy môc ®Ých cña giai ®o¹n nµy lµ xö lý tríc khi ®a vµo m¸y Ðp ®Ó t¹o ®iÒu kiÖn Ðp dÔ dµng, n©ng cao n©ng suÊt vµ hiÖu suÊt cña c«ng ®o¹n Ðp. C¸c thiÕt bÞ xö lÝ s¬ bé thêng dïng lµ: M¸y san b»ng, m¸y b¨m, m¸y ®¸nh t¬i. 1.2 1. M¸y san b»ng: M¸y dïng ®Ó san ®Òu líp mÝa võa ®æ xuèng b¨ng . Gåm 1 trôc quay cã tõ 24 - 32 c¸nh cong ®îc l¾p trªn ®o¹n b¨ng ë ®o¹n b»ng, quay ngîc chiÒu víi chiÒu b¨ng mÝa ®i. Tèc ®é quay 40 - 50 vßng/phót. T¸c dông cña thiÕt bÞ nµy kh«ng lín l¾m, c«ng suÊt tiªu hao nhiÒu nªn hiÖn nay c¸c nhµ m¸y ®êng hiÖn ®¹i Ýt dïng. 1.2.2. M¸y b¨m mÝa: M¸y b¨m mÝa kh«ng thÓ thiÕu ®îc trong nhµ m¸y §êng hiÖn ®¹i. HiÖn nay c¸c dao b¨m thêng ®îc ®iÒu khiÓn bëi 2 m«t¬: M«t¬ ®iÖn vµ tua bin h¬i. 7
  8. 8. M¸y b¨m mÝa ®iÒu khiÓn b»ng m«t¬ ®iÖn. M¸y b¨m c©y mÝa thµnh nh÷ng m¶nh nhá.ph¸ vì c¸c tÕ bµo mÝa, san mÝa thµnh líp dµy æn ®Þnh trªn b¨ng, n©ng cao mËt ®é mÝa trªn b¨ng tõ 125 - 150 Kg/m3 lªn ®Õn 250 - 300kg/m3 . T¸c dông chÝnh: - N©ng cao n¨ng suÊt Ðp do san mÝa thµnh líp dµy ®ång ®Òu, mÝa dÔ ®îc kÐo vµo m¸y Ðp kh«ng bÞ trît, nghÑt. - N©ng cao hiÖu suÊt Ðp, do vá cøng ®· ®îc xÎ nhá, tÕ bµo mÝa bÞ ph¸ vì, lùc Ðp ®îc ph©n bè ®Òu trªn mäi ®iÓm nªn m¸y Ðp lµm viÖc æn ®Þnh vµ lu«n ®Çy t¶i, níc mÝa ch¶y ra dÔ dµng. * Sè lîng dao b¨m vµ ph¬ng c¸ch l¾p ®Æt c¸c dao b¨m: HiÖn nay sè lîng m¸y b¨m thêng kh«ng qu¸ hai m¸y. Lîng Ðp t¨ng nhng kh«ng t¨ng tØ lÖ thuËn víi sè m¸y b¨m. Mét dao b¨m duy nhÊt khã cã thÓ b¨m tèt hÕt bÒ dµy líp mÝa vµ b¨m vôn mÝa ®îc. Theo nghiªn cøu cña Hugot, c«ng suÊt t¬ng ®èi cña c¸c hÒ thèng Ðp cã sè dao b¨m kh¸c nhau nh trong b¶ng. C«ng suÊt t¬ng ®èi cña c¸c hÒ thèng Ðp cã sè dao b¨m kh¸c nhau Kh«ng cã dao b¨m Cã 1 dao b¨m Cã 2 dao b¨m C«ng suÊt t¬ng ®èi 1 1,15 1,20 NÕu hÖ thèng cã 2 dao b¨m th× thêng l¾p ®¹t nh s¬ ®å díi 8
  9. 9. C¸ch l¾p ®Æt hai dao b¨m 1.2.3 . M¸y ®¸nh t¬i: Sau khi qua m¸y b¨m mÝa thµnh líp, cßn nhiÒu c©y mÝa cha ®îc b¨m nhá, cÇn ®îc qua m¸y ®¸nh t¬i ®Ó xÐ vµ ®¸nh t¬i ra ®Ó mÝa vµo m¸y Ðp dÔ dµng h¬n, hiÖu suÊt Ðp t¨ng lªn. NÕu dïng m¸y ®¸nh t¬i, hiÖu suÊt Ðp mÝa cã thÓ t¨ng lªn 1%. Nã lµm t¬i mÝa, nhng kh«ng cã t¸c dông trÝch li níc mÝa. M¸y ®¸nh t¬i dïng ®Çu tiªn trªn thÕ giíi do Fiske ph¸t minh vµo n¨m 1886. HiÖn nay trªn thÕ giíi dïng c¸c m¸y ®¸nh t¬i: - KiÓu bóa ( Gruendler) - KiÓu ®Üa - KiÓu searby + M¸y ®¸nh t¬i kiÓu searby : HiÖu suÊt t¨ng 2,5 % víi hÖ m¸y Ðp 11 trôc 1,25% víi hÖ m¸y Ðp 14 trôc 10% víi hÖ m¸y Ðp 15 trôc. HiÖu suÊt trÝch li nøoc mÝa: Cã m¸y ®¸nh t¬i Kh«ng cã m¸y ®¸nh t¬i Lîng Ðp (TÊn mÝa/h) 88 87,2 §êng trong b· (%) 2,55 3,05 HiÖu suÊt trich li(%) 93,55 92,25 §iÒu kiÖn thÝ nghiÖm: 1 bé Ðp dËp : 1066,8 × 2209,8 mm 4 bé Ðp n¸t : 914,4 x 2132,6mm + M¸y ®¸nh t¬i kiÓu bóa: §îc sö dông ë nhµ m¸y ®êng Qu¶ng Ng·i vµ B×nh D¬ng vµ ®îc dïng phæ biÕn nhÊt hiÖn nay. §©y lµ mét d¹ng m¸y ®Ëp b»ng c¸c bóa xoay, l¾p thµnh hµng song song xung quanh trôc quay b»ng thÐp, ®Æt trong vá m¸y h×nh trô, mÆt c¾t ngang h×nh m¸ng. Bªn sên trong cña vá cã g¾n nhiÒu miÕng s¾t däc theo 9
  10. 10. th©n m¸y vµ ®îc coi lµ c¸c tÊm kª cña bóa ®Ëp. MÝa ®i vµo cöa trªn cña m¸y vµ ra ë cöa díi. Bóa ®Ëp quay víi tèc ®é kho¶ng 1200 vßng/phót, theo chiÒu chuyÓn ®éng cña mÝa. Khi l¾p mét m¸y ®¸nh t¬i kiÓu bóa, tØ lÖ tÕ bµo mÝa bÞ xÐ lµ 85%. NÕu dïng hai m¸y, tØ lÖ nµy t¨ng lªn 95%. §èi víi dµn Ðp, thêng dïng mét m¸y. M¸y ®¸nh t¬i kiÓu bóa l¾c + M¸y ®¸nh t¬i kiÓu ®Üa: KiÓu nµy gåm hai trôc ghÐp l¹i bëi nhiÒu ®Üa r¨ng ca h×nh nãn, l¾p tõng ®«i mét óp vµo nhau. Hai trôc quay tèc ®é kh¸c nhau, do ®ã mÝa sÏ bÞ xÐ t¬i. M¸y ®¸nh t¬i kiÓu ®Üa. 1.2.4 . M¸y Ðp dËp: Ðp dËp vïa cã t¸c dông lÊy níc mÝa, võa lµm cho mÝa dËp vôn h¬n, thu nhá thÓ tÝch líp mÝa ®Ó cho hÖ thèng m¸y Ðp sau lµm 10
  11. 11. viÖc æn ®Þnh, t¨ng n¨ng suÊt Ðp, t¨ng hiÖu suÊt Ðp vµ gi¶m bít c«ng suÊt tiªu hao. V× vËy m¸y Ðp dËp cã c¸c ®Æc tÝnh: . MÆt trôc cÇn cã r¨ng ®Ó kÐo mÝa . MÆt trôc cã t¸c dông võa lµm dËp, võa ®¸nh t¬i vµ Ðp. . Tèc ®é m¸y Ðp dËp ph¶i lín h¬n tèc ®é m¸y Ðp phÝa sau.Thêng lín h¬n 20% ®Ó thùc hiÖn viÖc cung cÊp mÝa. NÕu 2 tèc ®é b»ng nhau th× viÖc cung cÊp mÝa kh«ng ®Òu. Ph©n lo¹i: VÒ cÊu t¹o, m¸y Ðp dËp cã nhiÒu lo¹i nhng phæ biÕn nhÊt lµ 2 lo¹i: - Lo¹i cÊu t¹o r¨ng ch÷ nh©n ( Krajewski) - LoaÞ cÊu t¹o r¨ng ch÷ V ( Fulton) Trôc Ðp dËp kiÓu Krajewski cã nh÷ng r·nh dµy cong h×nh ch÷ Z däc theo chiÒu dµi trôc c¸ch ®Òu nhau 15 cm. Mçi trôc cã 15 hµng, mçi hµng 5 -7 ch÷ Z. Gãc gi÷a c¸c r¨ng 900 . Trôc Ðp dËp kiÓu Fulton ®îc dïng th«ng dông h¬n c¶. Khi ta c¾t trôc b»ng 1 mÆt ph¼ng däc trôc th× r¨ng trôc ë vÕt c¾t cã d¹ng h×nh ch÷ V. Gãc më h×nh ch÷ V b»ng 600 . §Ó trôc kÐo mÝa dÔ dµng, ë trôc ®Ønh vµ trôc tríc, ngêi ta ®ôc nh÷ng r·nh däc theo th©n trôc c¸ch nhau 20cm h×nh ch÷ nh©n. §Ønh ch÷ nh©n ë gi÷a th©n trôc, gãc më cña ch÷ nh©n lµ 140 - 144 0 . Gãc r¨ng cµng nhá cã t¸c dông kÐo mÝa dÔ nhng nhän qu¸ th× dÔ g·y. So s¸nh gi÷a r¨ng ch÷ nh©n vµ ch÷ V: - Ch÷ V dïng 3 trôc cã l¾p tÊm dÉn mÝa. - Ch÷ nh©n dïng 2 trôc kh«ng l¾p tÊm dÉn mÝa. - Khi kh«ng cã m¸y b¨m, mÝa vµo c¶ c©y, dïng ch÷ nh©n kÐo mÝa tèt h¬n ch÷ V. NÕu cã m¸y b¨m mÝa th× dïng ch÷ V tèt h¬n, kÐo vµ tho¸t mÝa dÔ dµng. 11
  12. 12. Trôc Ðp dËp kiÓu Fulton So s¸nh vÒ hiÖu suÊt Ðp cña 2 lo¹i m¸y: Lo¹i m¸y Ðp dËp HiÖu suÊt Ðp (%) . Ðp dËp 2 trôc ( ch÷ nh©n) 40 - 50 . Ðp dËp 2 trôc ( ch÷ V) 45 - 55 . 2 bé Ðp dËp ( 4 trôc) 60 - 70 . Ðp dËp 3 trôc 60 - 75 Tríc ®©y m¸y Ðp dËp thêng dïng 2 trôc, hiÖn nay dïng 3 trôc, thËm chÝ 2 bé trôc ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt vµ hiÖu suÊt nhng hiÖu qu¶ kh«ng lín v× thêng ngêi ta cã dïng m¸y b¨m. Do ®ã c¸c nhµ m¸y ®êng thêng kh«ng dïng qu¸ 2 bé Ðp dËp. 1.2.4 . Ðp kiÖt nhiÒu lÇn: Môc ®Ých: LÊy kiÖt lîng níc mÝa cã trong mÝa tíi møc tèi ®a cho phÐp v× ë bé Ðp dËp chØ Ðp ra 1 lîng níc mÝa nh sau: - Ðp dËp 2 trôc : 45 - 55 % níc mÝa cã trong c©y mÝa - Ðp dËp 3 trôc : 65 - 75% níc mÝa trong c©y mÝa. Trong qu¸ tr×nh tiÕn bé kÜ thuËt, ph¬ng ph¸p Ðp thay ®æi tõ Ðp kh« ®Õn Ðp cã phun níc thÈm thÊu hoÆc kÕt hîp Ðp vµ ng©m khuÕch t¸n. C¸c lo¹i m¸y Ðp còng ®îc c¶i tiÕn kh«ng ngõng. 1.2.5. ThÈm thÊu: Do ®Æc tÝnh cña níc mÝa kh«ng thÓ thuÇn tóy dïng lùc c¬ häc ®Ó lÊy hÕt phÇn ®êng trong mÝa.Do ®ã ph¶i dïng ph¬ng ph¸p thÈm thÊu: mÝa bÞ Ðp, mµng tÕ bµo mÝa bÞ t¸ch vµ tÕ bµo bÞ Ðp l¹i, níc mÝa ch¶y ra.Sau khi ra khái m¸y Ðp, tÕ bµo në l¹i, cã kh¶ n¨ng hót níc m¹nh, nªn ngêi ta ®· phun níc vµo líp b· ®Ó hoµ tan ®- êng cßn l¹i trong tÕ bµo vµ khi qua lÇn Ðp sau níc ®êng lo·ng ®ã lÊy ra.Vµ lµm nh vËy tíi khi ®êng ®îc lÊy ra tíi møc cao nhÊt. • C¸c ph¬ng ph¸p thÈm thÊu: -ThÈm thÊu ®¬n: ChØ dïng níc thÈm thÊu 1 lÇn, 2 lÇn, 3 lÇn -ThÈm thÊu kÐp: võa phun níc l· võa sö dông l¹i c¸c lo¹i níc mÝa lo·ng ®Ó lµm níc phun vµo b· cña c¸c m¸y tríc dùa trªn nguyªn t¾c N- íc nhiÒu ®êng phun vµo b· chøa nhiÒu ®êng, níc Ýt ®êng phun vµo b· chøa Ýt ®êng (h×nh díi). 12
  13. 13. S¬ ®å thÈm thÊu kÐp • C¸c ®iÒu kiÖn kÜ thuËt cña phun níc thÈm thÊu: - Lîng níc 20 ÷ 30 % so víi mÝa. NÕu níc > 30%,hiÖu suÊt Ðp t¨ng Ýt nhng do tíi níc nhiÒu g©y ma s¸t trît ¶nh hëng ®Õn s¶n phÈm, vµ tíi níc nhiÒu tæn hao n¨ng lîng. - Ap lùc phun níc thÈm thÊu: Ap lùc phun cµng lín cµng tèt v× níc dÔ dµng thÊm tËn xuèng ®¸y b¨ng chuyÒn (2- 3 kg/cm2 ). - NhiÖt ®é : Kho¶ng 45 - 470 C NhiÖt ®é thÈm thÊu cµng cao, sù chuyÓn ®éng cña c¸c ph©n tö cµng nhanh, sù hçn hîp cña c¸c ph©n tö ®êng cµng tèt.Nhng nhiÖt ®é cao, sacaroza bÞ chuyÓn ho¸ , c¸c chÊt kh«ng ®êng trong níc mÝa bÞ ph©n huû nhiÒu. ë nhiÖt ®é cao b· mÝa bÞ tr¬ng në nhiÒu, thÓ tÝch b· t¨ng nªn l- îng b· ®i vµo m¸y Ðp lín. - Thêi gian thÈm thÊu: B· mÝa cã tÝnh ®µn håi nªn sau khi tÕ bµo mÝa bÞ ph¸ vì, níc mÝa tho¸t ra t¹o thµnh nh÷ng lç hæng ë tr¹ng th¸i kh«ng c©n b»ng. NÕu thÈm thÊu chËm, kh«ng khÝ lät vµo khã Ðp. Do ®ã cÇn thÈm thÊu ngay sau khi níc mÝa ra khái m¸y Ðp. 2 . LÊy níc mÝa b»ng ph¬ng ph¸p khuÕch t¸n: KhuÕch t¸n lµ mét hiÖn tîng trong ®ã hai dung dÞch cã nång ®é kh¸c nhau tËp trung l¹i s¸t bªn nhau, hoÆc ch¼ng h¹n chØ c¸ch nhau bëi mét mµng máng, tù trao ®æi víi nhau b»ng thÈm thÊu xuyªn qua mµng máng Êy. NÕu lµ hai dung dÞch cïng mét chÊt th× sù trao ®æi kÐo dµi cho ®Õn khi c¶ hai bªn mµng máng nång ®é b»ng nhau. ë nhµ m¸y ®êng, khuÕch t¸n lµ hiÖn tîng trong ®ã nh÷ng tÕ bµo cña mÝa ng©m vµo trong níc hay trong mét dung dÞch cã nång ®é ®êng thÊp h¬n nång ®é ®êng cña mÝa, nhêng l¹i cho níc hay cho dung dÞch ®ã mét phÇn hay tæng lîng ®êng cã trong ®o. 13
  14. 14. Ph¬ng ph¸p khuÕch t¸n ®îc dïng nhiÒu n¨m trong tÊt c¶ c¸c nhµ m¸y ®êng cñ c¶i. §èi víi mÝa th× ph¬ng ph¸p nµy míi ®îc dïng gÇn ®©y. Sau thÕ chiÕn I, nhê thµnh c«ng trong viÖc nghiªn cøu thiÕt bÞ khuÕch t¸n liªn l¹c, cã t¸c dông thóc ®Èy viÖc nghiªn cøu hÖ khuÕch t¸n mÝa. Tõ n¨m 1950 trë l¹i ®©y, nhiÒu thiÕt bÞ khuÕch t¸n ®· ®îc dïng cho mÝa. Tuy nhiªn viÖc khuÕch t¸n cñ c¶i vµ mÝa kh«ng hßan toµn gièng nhau. ë nhµ m¸y ®êng cñ c¶i chØ cÇn dïng thiÕt bÞ khuÕch t¸n lµ ®ñ, nhng mÝa, do tÝnh chÊt cña mÝa, cÇn ph¶i dïng 1 sè m¸y Ðp ®Ó xö lÝ tríc vµ sau khuÕch t¸n. Qua thÝ nghiÖm, thÊy r»ng khi c¾t l¸t m¸ vµ cñ c¶i thµnh tõng l¸t cã kÝch thíc t¬ng tù vµ ng©m trong níc cã nhiÖt ®é 750C, th× thêi gian khuÕch t¸n cña l¸t mÝa so víi l¸t cñ c¶i t¨ng gÊp ba lÇn. V× vËy, cÇn ph¶i cã dao b¨m mÝa, m¸y Ðp dËp, m¸y ®¸nh t¬i v.v.. ®Ó ph¸ vì tÕ bµo mÝa, Ðp mét phÇn níc mÝa, sau ®ã dïng thiÕt bÞ khuªch t¸n ®Ó lÊy phÇn níc mÝa cßn l¹i. Nh vËy, thiÕt bÞ khuÕch t¸n chØ thay thÕ mÊy bé trôc Ðp ë gi÷a c«ng ®o¹n Ðp nªn cã thÓ coi ®ã lµ ph¬ng ph¸p kÕt hîp gi÷a Ðp vµ khuÕc 2.1 . S¬ ®å c¸c hÖ khuÕch t¸n ®iÓn h×nh: Díi ®©y lµ s¬ ®å khuÕch t¸n b· vµ khuÕch t¸n mÝa víi c¸ch xö lý níc Ðp kh¸c nhau: 2.1.1. S¬ ®å 1: TrÝch ly tríc vµ xö lý níc Ðp 14 MÝa M¸y b¨m mÝa ThiÕt bÞ ®¸nh t¬i M¸y Ðp 3 trôc N­íc Ðp T¸ch n­íc tõ b· ­ít B· §un nãng vµ cho v«i ThiÕt bÞ l¾ng Bïn ThiÕt bÞ läc KhuÕch t¸n N­íc mÝa hçn hîp N­íc míi
  15. 15. TrÝch ly tríc vµ xö lý níc Ðp. 2.1.2. S¬ ®å 2: Kh«ng trÝch ly tríc vµ kh«ng xö lý níc Ðp Kh«ng trÝch ly tríc vµ kh«ng xö lý níc Ðp. 2.2.3. S¬ ®å 3: Kh«ng trÝch ly tríc vµ cã xö lý níc Ðp. S¬ ®å 3kh«ng trÝch ly tríc vµ cã xö lý níc Ðp ®îc tr×nh bµy trªn h×nh. 15 B· MÝa M¸y b¨m mÝa Ep dËp 3 trôc N­íc Ðp T¸ch n­íc tõ b· ­ít §un nãng vµ cho v«i ThiÕt bÞ khuÕch t¸n N­íc khuÕch t¸n N­íc míi N­íc Ðp N­íc mÝa hçn hîp MÝa M¸y b¨m mÝa ThiÕt bÞ ®¸nh t¬i N­íc Ðp T¸ch n­íc tõ b· ­ít B· §un nãng vµ cho v«i ThiÕt bÞ l¾ng ThiÕt bÞ läc ThiÕt bÞ khuÕch t¸n N­íc khuÕc h t¸n N­íc míi Bèc h¬i
  16. 16. Kh«ng trÝch ly tríc vµ cã xö lý níc Ðp 2.4. So s¸nh ph¬ng ph¸p Ðp vµ khuÕch t¸n: + HiÖu suÊt Ðp : HÖ m¸y Ðp cång kÒnh, tiªu hao n¨ng lîng lín vµ c«ng suÊt lín. Ph¬ng ph¸p Ðp kh«ng thÓ lÊy hoµn toµn níc mÝa trong c©y mÝa v× trong qu¸ tr×nh Ðp, b· mÝa cã kh¶ n¨ng hót l¹i nh÷ng phÇn níc mÝa ®· Ðp l¹i. HiÖu suÊt Ðp chØ ®¹t 97%. HiÖu suÊt lÊy níc mÝa b»ng ph¬ng ph¸p khuÕch t¸n ®¹t 98 ÷ 99%. + VÒ tæng hiÖu suÊt thu håi ®êng: Qua nghiªn cøu tæng hiÖu suÊt thu håi ®êng 2 ph¬ng ph¸p trªn ë mét sè níc nh PÐru, Nam Phi..v..v..ngêi ta kÕt luËn: HiÖu suÊt thu håi ®êng b»ng ph¬ng ph¸p khuÕch t¸n tèt h¬n ph¬ng ph¸p Ðp + VÒ tiªu hao n¨ng lîng : Theo tµi liÖu Ai CËp, n¨ng lîng tiªu hao cho 1 hÖ khuÕch t¸n 2000 tÊn/mÝa ngµy lµ 132.480W. Víi c«ng suÊt trªn, tiªu hao n¨ng lîng cho bé m¸y Ðp ph¶i lµ 438.160W. Do ®ã dïng ph¬ng ph¸p khuÕch t¸n tiÕt kiÖm ®îc 305.680W. Theo Bairov, 1 ph©n xëng Ðp cã 18 trôc, nÕu thay mét thiÕt bÞ khuÕch t¸n cã thÓ gi¶m ®îc 9 trôc. HiÖu suÊt lÊy ®êng cao h¬n, cø 100kg mÝa t¨ng ®îc 0,5kg ®êng thu håi. 16
  17. 17. Mét nhµ m¸y ®êng n¨ng suÊt 4000tÊn mÝa/ngµy. NÕu t¨ng thªm 2 thiÕt bÞ khuÕch t¸n th× cã thÓ xö lÝ 8000 tÊn mÝa/ngµy mµ c«ng suÊt chØ cÇn t¨ng kh«ng qu¸ 515.400 W. + Vèn ®Çu t: Theo tµi liÖu cña c«ng ty BMA (§øc), vèn ®Çu t cña nh¸ m¸y ®- êng dïng ph¬ng ph¸p khuÕch t¸n víi c«ng suÊt 500 tÊn mÝa/ngµy cã thÓ gi¶m 30% vèn ®Çu t so víi nhµ m¸y ®êng dïng ph¬ng ph¸p Ðp. So s¸nh vèn ®Çu t cña nhµ m¸y 1500 tÊn/ngµy theo ph¬ng ph¸p khuÕch t¸n so víi ph¬ng ph¸p Ðp: - HiÖu suÊt lÊy ®êng t¨ng 2,5% . - Tæng thu håi ®êng t¨ng 1,24% - TØ lÖ ®êng thµnh phÈm trªn mÝa t¨ng 0,61%. - Sè lîng ®êng t¨ng trong 1 vô lµ 32.635tÊn/vô. - Chi phÝ vèn ®Çu t gi¶m 3-5% tøc lµ 129.462 ®«la. - TiÕt kiÖm ®iÖn vµ nhiÖt 30%. - TiÕt kiÖm lao ®éng 50%, tiÕt kiÖm bao b× 50%. + Tån t¹i cña 2 ph¬ng ph¸p: Ph¬ng ph¸p khuÕch t¸n: - T¨ng nhiªn liÖu dïng cho bèc h¬i. - T¨ng chÊt kh«ng ®êng trong níc mÝa hçn hîp, do ®ã t¨ng tæn thÊt ®êng trong mËt cuèi. Ph¬ng ph¸p Ðp: - Trôc Ðp lµ thiÕt bÞ th« kÖch nÆng nÒ. Lâi trôc Ðp lµm b»ng thÐp hîp kim ®¾t tiÒn. Gi¸ tiÒn chÕ t¹o, söa ch÷a, b·o dìng nhiÒu. - Tiªu hao nhiÒu n¨ng lîng. - Tæng hiÖu suÊt thu håi Ýt. Tõ nh÷ng so s¸nh trªn cho thÊy ph¬ng ph¸p khuÕch t¸n cã nhiÒu u ®iÓm h¬n so víi ph¬ng ph¸p Ðp. II - Làm sạch nước mía 1. Môc ®Ých cña lµm s¹ch níc mÝa: - Lo¹i tèi ®a chÊt kh«ng ®êng ra khái níc mÝa hçn hîp ®Æc biÖt lµ nh÷ng chÊt cã ho¹t tÝnh bÒ mÆt vµ chÊt keo. - Trung hoµ níc mÝa hçn hîp. - Lo¹i tÊt c¶ nh÷ng chÊt r¾n d¹ng l¬ löng trong níc mÝa. 2. C¬ së lÝ thuyÕt cña lµm s¹ch níc mÝa: 2.1. T¸c dông cña pH: 17
  18. 18. Níc mÝa hçn hîp cã pH = 5 ÷ 5,5. Trong qu¸ tr×nh lµm s¹ch, do sù biÕn ®æi cña pH dÉn ®Õn c¸c qu¸ tr×nh biÕn ®æi ho¸ lÝ vµ ho¸ häc c¸c chÊt kh«ng ®êng trong níc mÝa vµ cã ¶nh hëng rÊt lín ®Õn hiÖu qu¶ lµm s¹ch. ViÖc thay ®æi pH cã t¸c dông sau: 2.1.1. Ngng kÕt chÊt keo: ChÊt keo trong níc mÝa chia lµm 2 lo¹i : keo thuËn nghÞch vµ keo kh«ng thuËn nghÞch .Keo kh«ng thuËn nghÞch lµ keo khi ®· bÞ ngng tô (vÝ dô, díi t¸c dông cña nhiÖt), nÕu thay ®æi ®iÒu kiÖn cña m«i trêng kh«ng cã kh¶ n¨ng trë l¹i tr¹ng th¸i keo ban ®Çu. Keo thuËn nghÞch lµ keo khi ®· bÞ ngng tô nhng nÕu thay ®æi ®iÒu kiÖn m«i trêng, cã kh¶ n¨ng trë l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu. Trong nước mía tån t¹i 2 lo¹i keo: keo a níc vµ keo kh«ng a níc. §a sè keo trong níc mÝa ®Òu cã tÝnh a níc, møc ®é a níc cña chóng còng kh¸c nhau. Díi t¸c dông cña vi sinh vËt, trong níc mÝa s¶n sinh c¸c lo¹i keo cã tÝnh nhít vµ a níc nh glucozan vµ levulozan. Keo tån t¹i trong níc mÝa vµ ë trang th¸i æn ®Þnh khi keo mang ®iÖn tÝch hoÆc cã líp níc bao bäc bªn ngoµi. NÕu v× 1 nguyªn nh©n nµo ®ã, keo mÊt c¸c tÝnh chÊt trªn vµ sÏ bÞ ngng kÕt. §Ó ngng kÕt keo, thêng cho vµo níc mÝa nh÷ng chÊt ®iÖn li ®Ó thay ®æi pH cña m«i trêng. Díi ®iÒu kiÖn pH nhÊt ®Þnh, keo hÊp phô chÊt ®iÖn ly vµ dÉn ®Õn tr¹ng th¸i trung hoµ ®iÖn. Lóc ®ã, keo mÊt tr¹ng th¸i æn ®Þnh va ngng kÕt. ë trÞ sè pH lµm chÊt keo ngng kÕt gäi lµ pH ®¼ng ®iÖn. §iÓm ®¼ng ®iÖn cña c¸c chÊt keo kh¸c nhau th× kh¸c nhau. (pHanbumin = 4,6 ÷ 4,9 ; pHasparagin = 3...) ë pH ®¼ng ®iÖn, ®èi víi keo a nícvµ kh«ng a níc, s¶n sinh t¸c dông trung hoµ ®iÖn theo s¬ ®å sau: 18 Keo ­a n­íc Keo ng­ng tô KÕt tña Keo kh«ng ­a n­íc MÊt n­ícMÊt n­íc Trung hßa ®iÖn
  19. 19. S¬ ®å t¸c dông trung hoµ ®iÖn cña chÊt keo ë níc mÝa cã 2 ®iÓm pH lµm ngng tô chÊt keo: pH trªn díi 7 vµ pH trªn díi 11. §iÓm pH tríc lµ ®iÓm pH ®¼ng ®iÖn. §iÓm pH sau lµ ®iÓm ngng kÕt cña protein trong m«i trêng kiÒm m¹nh. §iÓm nµy kh«ng gäi lµ ®iÓm ®¼ng ®iÖn v× lóc ®ã trong níc mÝa cã ®- êng sa ca roza vµ lîng v«i nhiÒu sÏ t¹o thµnh hîp chÊt cã tÝnh hÊp phô protein t¹o thµnh kÕt tña. S¶n xuÊt ®êng theo ph¬ng ph¸p cacbonat ho¸ cã thÓ lîi dông 2 ®iÓm ngng tô keo. §èi víi ph¬ng ph¸p sunfit ho¸ chØ lîi dông ®îc mét ®iÓm ngng tô. 2.1.2 . Lµm chuyÓn ho¸ ®êng sacaroza: Khi níc mÝa ë m«i trêng axit (pH< 7) sÏ lµm chuyÓn ho¸ ®êng sacaroza vµ t¹o thµnh hçn hîp ®êng glucoza vµ fructoza gäi lµ ph¶n øng nghÞch ®¶o: [H+ ] C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 sacaroza glucoza fructoza Tèc ®é chuyÓn ho¸ t¨ng theo sù t¨ng nång ®é [_H+ ] trong níc mÝa, nÕu nång ®é H+ trong níc mÝa cµng lín th× tèc ®é chuyÓn ho¸ cµng nhanh. MÆt kh¸c, c¸c axit kh¸c nhau sÏ lµm chuyÓn ho¸ sac a roza víi tèc ®é kh¸c nhau. VD: NÕu lÊy tèc ®é chuyÓn ho¸ sacaroza cña HCl lµ 100 th× tèc ®é chuyÓn ho¸ cña c¸c axit kh¸c nh ë b¶ng 3.1 B¶ng 3.1. Tèc ®é chuyÓn ho¸ sacaroza cña c¸c axit kh¸c nhau Tªn axit Tèc ®é chuyÓn ho¸ Tªn axit Tèc ®é chuyÓn ho¸ HCl H2SO3 ( COOH )2 H3PO4 100,0 30,4 18,60 6,20 Axit focmic. Axit malic. Axit lactic. Axit suxinic. 1,53 1.27 1,07 0,55 19
  20. 20. Axit tactric A xit nitric 3,08 1,72 Axit axetic. 0,40 Tèc ®é chuyÓn ho¸ sacaroza cßn phô thuéc vµo nång ®é ®- êng, nhiÖt ®é vµ thêi gian. Khi nång ®é ®êng, nhiÖt ®é vµ thêi gian t¨ng th× tèc ®é chuyÓn ho¸ t¨ng. 2.1.3. Lµm ph©n huû sacaroza: Trong m«i trêng kiÒm, díi t¸c dông cña nhiÖt, ®êng sacaroza bÞ ph©n huû. Khi pH cµng cao, îng chÊt ph©n huû cµng lín. S¶n phÈm ph©n huû cña sacaroza rÊt phøc t¹p: fufurol, 5-hidroximetyl -fucfurol, metylglioxan, glixeandehyt, dioxiaxeton, axit lactic, axit trioxiglutaric, axit trioxibuteric, axit axetic, axit focmic..v..v.. Nh÷ng s¶n phÈm ®ã cã thÓ tiÕp tôc bÞ oxi ho¸ díi t¸c dông cña oxi kh«ng khÝ. 2.1.4. Lµm ph©n huû ®êng khö: Trong níc mÝa hçn hîp cã chõng 0,3 ÷ 2,4% ®êng khö. Khi níc mÝa ë m«i trêng axit, sù tån t¹i cña ®êng khö t¬ng ®èi æn ®Þnh. ë pH = 3 ®êng khö æn ®Þnh nhÊt. NÕu pH cña níc mÝa hay dung dÞch ®êng vît qu¸ 7 sÏ ph¸t sinh c¸c ph¶n øng ph©n huû ®êng khö, sù ph©n huû nµy dùa vµo pH hay nhiÖt ®é. Tèc ®é ph©n huû cña ®êng khö trong níc mÝa t¬ng ®èi chËm. H×nh díi cho thÊy sù ph©n huû ®êng khö phô thuéc vµo pH kh¸c nhau, khi trÞ sè pH cµng cao, tèc ®« ph©n huû cµng lín. 2.1.5. T¸ch lo¹i c¸c chÊt kh«ng ®êng: §èi víi pH kh¸c nhau, cã thÓ t¸ch lo¹i ®îc c¸c chÊt kh«ng ®êng kh¸c nhau. H×nh díi cho thÊy quan hÖ gi÷a hiÖu suÊt t¸ch lo¹i chÊt kh«ng ®êng ë c¸c pH kh¸c nhau: Khi pH = 7 -10, c¸c muèi v« c¬ cña Al2O3 , P2O5, SiO2, Fe2O3, MgO dÔ bÞ t¸ch lo¹i trong ®ã Al2O3, P2O5, SiO2 cã thÓ bÞ lo¹i h¬n 95%, cßn Fe2O3, MgO cã thÓ bÞ lo¹i ®Õn 60%. Khi pH kho¶ng 7,0, t¸ch lo¹i ®îc 50% chÊt keo (pentozan). Khi pH kho¶ng 5,6 trªn 98% protein cã thÓ bÞ t¸ch lo¹i, nÕu vît qu¸ trÞ sè pH ®ã, hiÖu qu¶ t¸ch lo¹i rÊt thÊp. Khi chän pH thÝch hîp ®Ó lo¹i chÊt kh«ng ®êng, kh«ng nªn t¸ch lo¹i ®¬n ®éc tõng chÊt mµ ph¶i xÐt 1 c¸ch toµn diÖn ®Ó t¸ch lo¹i nhiÒu chÊt kh«ng ®êng. HiÖu qu¶ t¸ch lo¹i chÊt kh«ng ®êng cßn phô thuéc vµo gièng mÝa vµ hiÖu qu¶ lµm s¹ch cã thÓ biÓu thÞ b»ng hiÖu qu¶ lo¹i chÊt kh«ng ®êng. 20
  21. 21. 2.2 . T¸c dông cña nhiÖt ®é: Ph¬ng ph¸p dïng nhiÖt ®Ó lµm s¹ch níc mÝa lµ mét trong nh÷ng ph¬ng ph¸p quan träng. §Ó ®¶m b·o chÊt lîng s¶n phÈm vµ n©ng cao hiÖu suÊt thu håi ®êng cÇn khèng chÕ ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é. Khèng chÕ nhiÖt ®é tèt sÏ thu ®îc nh÷ng t¸c dông chÝnh sau: a. Lo¹i kh«ng khÝ trong níc mÝa, gi¶m bít sù t¹o bät. T¨ng nhanh c¸c qu¸ tr×nh ph¶n øng ho¸ häc. VÝ dô: T¹o thµnh CaSO3 vµ CaCO3 kÕt tña, trong c¸c ph¬ng ph¸p lµm s¹ch. b. Cã t¸c dông diÖt trïng, ®Ò phßng sù lªn men axit vµ sù x©m nhËp cña vi sinh vËt vµo níc mÝa. c. NhiÖt ®é t¨ng cao lµm tØ träng níc mÝa gi¶m, ®ång thêi lµm chÊt keo ngng tô, t¨ng nhanh tèc ®é l¾ng cña c¸c chÊt kÕt tña. NÕu khèng chÕ nhiÖt ®é kh«ng tèt thêng gÆp c¸c trêng hîp kh«ng tèt sau: + Níc mÝa ë pH = 5 ÷ 5,5 cã tÝnh axit, díi t¸c dông nhiÖt, ®êng sacaroza bÞ chuyÓn ho¸ t¨ng tæn thÊt ®êng. + NÕu thêi gian t¸c dông nhiÖt kÐo dµi, vµ ë nhiÖt ®é cao thêng sinh ra hiÖn tîng caramen ho¸ ¶nh hëng ®Õn mµu s¾c cña níc mÝa, lµm níc mÝa cã mµu sÉm. + Trong NMHH cã chøa hµm lîng ®êng khö nhÊt ®Þnh, díi t¸c dông cña nhiÖt ®é, ®Æc biÖt ë nhiÖt ®é cao, ®êng khö bÞ ph©n huû t¹o c¸c chÊt mµu vµ c¸c axit h÷u c¬. + §un nãng níc mÝa cã t¸c dông thuû ph©n vôn mÝa, s¶n sinh chÊt keo. 2.3. T¸c dông cña c¸c chÊt ®iÖn ly 2.3.1. V«i : V«i lµ hãa chÊt quan träng ®îc dïng nhiÒu trong s¶n xuÊt ®êng. C¸c ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt ®êng hiÖn nay ®Òu dïng v«i. V«i lµ chÊt v« ®Þnh h×nh cã ®é ph©n t¸n cao. Khi hßa tan trong níc cã tÝnh chÊt keo. §é hßa tan cña v«i trong níc cßn gi¶m khi nhiÖt ®é t¨ng. Herzfelt t×m ®îc c«ng thøc ®é hßa tan cña v«i phô thuéc vµo nhiÖt ®é: Z = 0,1394 - 0,000649t - 0,00000157t2 Trong ®ã: Z : ®é hßa tan cña v«i t : nhiÖt ®é, OC. Ngoµi ra ®é hßa tan cña v«i cßn phô thuéc vµo hµm lîng chÊt kh« cña dung dÞch, nång ®é ®êng sacaroza vµ chÊt kh«ng ®êng. 21
  22. 22. §é hßa tan cña v«i t¨ng khi nhiÖt ®é gi¶m vµ nång ®é cña ®êng vµ chÊt kh«ng ®êng t¨ng. T¸c dông cña v«i - Trung hßa c¸c axit h÷u c¬ vµ v« c¬. - T¹o c¸c ®iÓm ®¼ng ®iÖn ®Ó ngng kÕt c¸c chÊt keo. - Lµm tr¬ ph¶n øng axit cña níc mÝa hçn hîp vµ ng¨n ngõa sù chuyÓn hãa ®êng sacaroza. - KÕt tña hoÆc ®«ng tô nh÷ng chÊt kh«ng ®êng, ®Æc biÖt protein, pectin, chÊt mµu vµ nh÷ng axit t¹o muèi kh«ng tan. - Ph©n hñy mét sè chÊt kh«ng ®êng, ®Æc biÖt ®êng chuyÓn hãa, amit. Do ®ã ®Ó h¹n chÕ sù ph©n hñy ®êng cÇn cã nh÷ng ph- ¬ng ¸n cho v«i thÝch hîp: cho v«i vµo níc mÝa l¹nh, cho v«i vµo níc mÝa nãng, cho v«i ph©n ®o¹n ... - T¸c dông c¬ häc: Nh÷ng chÊt kÕt tña ®îc t¹o thµnh cã t¸c dông kÐo theo nh÷ng chÊt l¬ löng vµ nh÷ng chÊt kh«ng ®êng kh¸c. - S¸t trïng nãc mÝa: Víi ®é kiÒm khi cã 0,35% CaO, phÇn lín vi sinh vËt kh«ng sing trëng. Tuy nhiªn cã trêng hîp ph¶i dïng ®Õn lîng 0,8% CaO. * T¸c dông cña ion Ca2+ - Nh÷ng ph¶n øng do t¸c ®éng cña ion Ca2+ thuéc lo¹i ph¶n øng kÕt tña vµ ®«ng tô. Ion Ca2+ cã thÓ ph¶n øng víi nh÷ng anion ®Ó t¹o ra muèi canxi lµ nh÷ng chÊt kh«ng tan: Ca2+ + 2A- = CaA2 Trong ®ã A: anion. Tïy theo ®é hßa tan cña muèi canxi trong nãc mÝa, cã thÓ chia lµm 3 nhãm nh sau: Muèi canxi kh«ng tan: muèi cacbonat, oxalat, sunfat hoÆc photphat canxi. Muèi canxi khã tan: muèi cña axit glicolic, glioxilic, malonic, adipic, sucxinic, tricacboxilic vµ hidroxixitronic. Muèi ccanxi dÔ tan nh muèi Canxi cña c¸c axit focnic, propionic, lactic, butiric, glutaric, sacarinic, asfactic vµ glutamic. T¸c dông cña ion OH-- Ion OH- tõ níc v«i cho vµo níc mÝa cã t¸c dông trung hßa axit tù do. Ion OH- t¸c dông víi ion kim lo¹i t¹o thµnh muèi. 2Al3+ + 3[Ca2+ + 2(OH)- = 2Al(OH)3 + 3Ca2+ Mg2+ + Ca2+ + 2(OH)- = 2Mg(OH)2 + Ca2+ Nh÷ng ion trªn tån t¹i trong dung dÞch ë d¹ng hidroxit NÕu trong dung dÞch thõa v«i sÏ t¹o nh÷ng ph¶n øng kiÒm vµ sÏ dÉn ®Õn hµng lo¹t ph¶n øng ph©n hñy. 22
  23. 23. 2.3.2. Lu huúnh ®ioxit SO2 SO2 dïng trong s¶n xuÊt ®êng cã thÓ ë d¹ng khÝ, láng hoÆc muèi (NaHSO3, Na2SO3, Na2S2O4), vµ hiÖn nay thêng dïng nhÊt lµ d¹ng khÝ. SO2 cã kh¶ n¨ng gi¶m pH (mµ ë trÞ sè pH thÊp hiÖu qu¶ tÈy mµu tèt h¬n) nªn khÝ SO2 t¸c dông m¹nh h¬n NaHSO3 vµ Na2SO3 . T¸c dông cña SO2 : - T¹o kÕt tña CaSO3 cã tÝnh hÊp phô : Khi cho SO2 vµo níc mÝa cã v«i d, ph¶n øng x¶y ra nh sau: Ca(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + 2H2O . CaSO3 lµ chÊt kÕt tña cã kh¶ n¨ng hÊp phô c¸c chÊt kh«ng ®- êng, chÊt mµu vµ chÊt keo cã trong dung dÞch. - Lµm gi¶m ®é kiÒm, ®é nhít cña dung dÞch: Níc mÝa sau khi trung hßa, mét phÇn chÊt keo bÞ lo¹i nªn lµm gi¶m ®é nhít mËt chÌ. H¬n n÷a trong níc mÝa cã hµm lîng kali, canxi nhÊt ®Þnh. Sau khi th«ng khÝ SO2 t¹o thµnh canxi sunfit vµ kali sunfit: K2CO3 + H2SO3 = K2SO3 + CO2 + H2O CaCO3 + H2SO3 = CaSO3 + CO2 + H2O Sù thay ®æi tõ muèi K2CO3, CaSO3 thµnh K2SO3, CaSO3 cã ý nghÜa quan träng. Muèi cacbonat cã kh¶ n¨ng t¹o mËt lín vµ cã ¶nh hëng ®Õn mµu s¾c cña dung dÞch ®êng. Muèi sunfit kh¶ n¨ng t¹o mËt kÐm vµ l¹i cã kh¶ n¨ng lµm gi¶m ®é kiÒm vµ ®é nhít cña m©t chÌ, cã lîi cho thao t¸c nÊu ®êng vµ kÕt tinh, ®ång thêi h¹n chÕ sù ph¸t triÓn cña sinh vËt. - TÈy mµu vµ ng¨n ngõa sù t¹o mµu: TÈy mµu : SO2 lµ chÊt khö cã kh¶ n¨ng biÕn chÊt mµu cña níc mÝa hoÆc mËt chÌ thµnh chÊt kh«ng mµu s¾c hoÆc mµu nh¹t h¬n. Cã thÓ biÓu diÓn sù khö theo s¬ ®å sau: SO2 + H2O = H+ + HSO3 - HSO3 - +H2O = HSO4 - + H2 ChÊt mµu ChÊt kh«ng mµu Nhng nh÷ng chÊt mµu bÞ khö, díi t¸c dông cña oxi kh«ng khÝ l¹i trë thµnh chÊt mµu. §iÒu ®ã gióp ta gi¶i thÝch ®îc hiÖn tîng sinh mµu trong thêi gian b·o qu¶n ®êng thµnh phÈm s¶n xuÊt theo ph¬ng 23 C = C + H2 = H -C - C -H
  24. 24. ph¸p SO2. §èi víi mËt chÌ vµ ®êng non hiÖn tîng trë l¹i mµu trªn kh«ng nhiÒu. H2SO3 vµ muèi cña nã khö mµu kÐm h¬n Na2S2O4 v× tõ hidrosunfit s¶n sinh ®Õn 6 nguyªn tö hidro : Na2S2O4 = 2Na+ + S2O4 2- S2O4 2- + 4H2O = 2HSO4 - +3H2 Ng¨n ngõa sù t¹o mµu: SO2 kh«ng chØ lµm mÊt mµu mµ cßn ng¨n ngõa sù sinh mµu, t¸c dông nµy cßn quan träng h¬n c¶ sù khö mµu. C¬ chÕ ng¨n ngõa t¹o mµu lµ bao v©y nhãm cacbonyl theo s¬ ®å sau: Nhê vËy ng¨n ngõa ®îc kh¶ n¨ng t¹o mµu Melanoidin. SO2 cßn lµ ch©t xóc t¸c chèng oxi hãa, nã ng¨n chÆn ¶nh hëng kh«ng tèt cña oxi kh«ng khÝ (O2 kh«ng khÝ chØ ph¸t huy t¸c dông khi cã chÊt xóc t¸c nh khi cã mÆt Fe2+ , Fe3+ , Cu2+ ). SO2 khö Fe3+ thµnh Fe2+ . Khi th«ng SO2 cã t¸c dông khö ion s¾t . - Lµm cho CaSO3 kÕt tña t¹o thµnh chÊt tan. TÝnh chÊt cña CaSO3 kh«ng tan trong níc nhng tan trong H2SO3. Do ®ã nÕu cho SO2 qu¸ lîng cã thÓ lµm CaSO3 kÕt tña thµnh hßa tan. CaSO3 + SO2 + H2O = Ca(HSO3)2 T¬ng tù: K2SO3 + SO2 + H2O = 2KHSO3 Díi t¸c dông cña nhiÖt ®é cao, Ca(HSO3)2 cã thÓ ph©n gi¶i thµnh CaSO3 kÕt tña t¹o thµnh chÊt ®ãng cÆn trong thiÕt bÞ truyÒn nhiÖt vµ bèc h¬i Ca(HSO3)2 = CaSO3 + SO2 + H2O 2.3.3. CO2 (cacbon®ioxit): KhÝ CO2 ®îc s¶n xuÊt tõ lß v«i cña nhµ m¸y ®êng. Tríc khi ph¶n øng CO2 cÇn ®îc hßa tan trong níc. Do ®ã vÒ mÆt kü thuËt sù hÊp thô CO2 trong dung dÞch kiÒm cã ý nghÜa quan träng. T¸c dông cña CO2 ®èi víi qóa tr×nh lµm s¹ch níc mÝa. - T¹o kÕt tña víi v«i: Tríc hÕt, CO2 hßa tan trong níc vµ thñy ph©n thµnh axit cacbonic ®ång thêi CO2 t¸c dông víi OH- t¹o thµnh HCO3 - : H2CO3 = H+ + HCO3 - HCO3 - = H+ + CO3 -2 Ion CO3 -2 ph¶n øng víi v«i theo ph¬ng tr×nh Ca2+ + CO3 -2 = CaCO3 24 C = O + H2 O + SO2 = C HSO3 OH
  25. 25. Nh vËy khi th«ng CO2 vµo níc mÝa, CO2 t¸c dông víi v«i d t¹o chÊt kÕt tña: CO2 + H2O = H2CO3 CaO + H2O = Ca(OH)2 Ca(OH)2 + H2CO3 = CaCO3 + 2 H2O CaCO3 lµ chÊt kÕt tña cã kh¶ n¨ng hÊp phô c¸c chÊt kh«ng ®- êng cïng kÕt tña. - Ph©n ly muèi sacarat canxi: Khi cho CO2 vµo níc mÝa, CO2 ph©n gi¶i muèi sacarat thµnh sacaroza vµ CaCO3 kÕt tña, lóc nhiÖt ®é t¨ng ®Õn 70-800 C t¸c dông ph©n hñy t¬ng ®èi hoµn toµn. C12H22O11 .CaO + CO2 = C12H22O11 + CaCO3 C12H22O11.2CaO + 2CO2 = C12H22O11 + 2CaCO3 C12H22O11 .3CaO + 3CO2 = C12H22O11 + 3CaCO3 * NÕu th«ng CO2 vµo níc mÝa qu¸ lîng sÏ lµm CaCO3 kÕt tña thµnh hßa tan. CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 Muèi Ca(HCO3)2 díi t¸c dông nhiÖt sÏ t¹o thµnh CaCO3 ®ãng cÆn trong c¸c thiÕt bÞ truyÒn nhiÖt vµ bèc h¬i Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O 2.3.4. P2O5: (Photphat pentaoxit) Hµm lîng photphat trong mÝa lµ yÕu tè rÊt quan träng. B¶n th©n c©y mÝa chøa mét hµm lîng P2O5 nhÊt ®Þnh. Lîng P2O5 trong mÝa phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn canh t¸c, ph©n bãn ... Qua thÝ nghiÖm vµ thùc tÕ s¶n xuÊt, lîng P2O5 cã ¶nh hëng nhiÒu ®Õn hiÖu qu¶ lµm s¹ch nhÊt lµ ®èi víi s¶n xuÊt ®êng thñ c«ng. §Ó cã hiÖu qu¶ lµm s¹ch tèt lîng P2O5 trong níc mÝa cÇn 0,3 - 0,5 g/l, nhng thêng trong níc mÝa Ýt khi ®¹t hµm lîng trªn nªn ph¶i cho thªm vµo, thêng ë d¹ng muèi super photphat Ca(H2PO4)2. Trong s¶n xuÊt ®êng tinh luyÖn cho ë d¹ng axit photphoric. T¸c dông chñ yÕu cña P2O5 nh sau : P2O5 d¹ng muèi hoÆc axit sÏ kÕt hîp víi v«i t¹o thµnh muèi photphat canxi kÕt tña Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + H3PO4 + H2O KÕt tña Ca3(PO4)2 cã tû träng lín cã kh¶ n¨ng hÊp phô chÊt keo vµ chÊt mµu cïng kÕt tña. ChÊt keo trong níc mÝa chñ yÕu lµ keo cña axit silic, cña s¾t, nh«m. Khi v«i lµm s¹ch níc mÝa cã ®ñ lîng P2O5 nhÊt ®Þnh th× hiÖu qu¶ lµm s¹ch t¨ng lªn râ rÖt. Trong s¶n xuÊt ®êng thñ c«ng, t¸c dông hÊp phô cña Ca3(PO4)2 lµ yÕu tè chñ yÕu ®Ó lµm s¹ch níc mÝa. §èi víi viÖc tinh luyÖn ®êng vµng (®êng th«), dïng axit photphoric ®Ó t¸ch chÊt mµu cña hîp chÊt 25
  26. 26. phenol vµ s¾t. Trong nh÷ng thïng l¾ng ®Æc biÖt cã thÓ t¸ch 20 -40 % chÊt mµu. 3. Phương pháp làm sạch nước mía: 3.1. Ph¬ng ph¸p v«i: Ph¬ng ph¸p v«i cã tõ l©u ®êi vµ lµ ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n nhÊt lµm s¹ch níc mÝa chØ díi t¸c dông cña nhiÖt vµ v«i vµ thu s¶n phÈm ®êng th«. Ph¬ng ph¸p v«i cã thª chia lµm mÊy lo¹i sau ®©y: - Cho v«i vµo níc mÝa l¹nh - Cho v«i vµo níc mÝa nãng - Cho v«i nhiÒu lÇn ®un nãng nhiÒu lÇn 3.1.1. Ph¬ng ph¸p cho v«i vµo níc mÝa l¹nh: ¦u ®iÓm: - Qu¶n lý thao t¸c gi¶n ®¬n - Tríc khi ®un nãng, cho v«i vµo níc mÝa ®Õn trung tÝnh, tr¸nh ®îc chuyÓn hãa ®êng sacaroza. NÕu cho v«i ®Òu ®Æn cã thÓ tr¸nh ®îc sù ph©n gi¶i ®êng khö KhuyÕt ®iÓm: - Lîng v«i dïng nhiÒu 26 N­íc mÝa hçn hîp Thïng trung hßa ( pH= 7,2- 7,5) §un nãng ( 102- 1050 C) Thïng l¾ng N­íc läc trong N­íc l¾ng trong N­íc bïn BïnÐp läc C« ®Æc S÷a v«i
  27. 27. - §é hßa tan cña v«i ë níc mÝa l¹nh t¨ng. NÕu v«i qu¸ thõa sau khi ®un nãng v«i sÏ ®ãng cÆn ë thiÕt bÞ. - HiÖu suÊt lµm s¹ch thÊp 3.1.2. Ph¬ng ph¸p cho v«i vµo níc mÝa nãng Tríc hÕt ®un níc mÝa hçn hîp ®Õn nhiÖt ®é 1050 C. Mét sè keo (anbumin, silic hidoroxit) bÞ ngng tô díi t¸c dông cña nhiÖt vµ pH cña níc mÝa hçn hîp. Cho v«i vµo thïng trung hßa, khuÊy trén ®Òu ®Ó kÕt tña ®îc hoµn toµn, sau ®ã lo¹i chÊt kÕt tña ë thiÕt bÞ l¾ng. ¦u ®iÓm: - Lo¹i protein t¬ng ®èi nhiÒu. Do nhiÖt ®é cao sù t¹o kÕt tña Ca3(PO4)2 t¬ng ®èi hoµn toµn. - HiÖu qu¶ lµm s¹ch tèt. Sù chªnh lÖch ®é tinh khiÕt cña níc mÝa cao - Tèc ®é l¾ng lín, dung tÝch níc bïn nhá - TiÕt kiÖm ®îc lîng v«i kho¶ng 15 - 20% so víi ph¬ng ph¸p l¹nh Nhîc ®iÓm: - Sù chuyÓn hãa ®êng sacaroza t¬ng ®èi lín - Khã khèng chÕ mµu s¾c níc mÝa ®Ëm 3.1.3. Ph¬ng ph¸p cho v«i ph©n ®o¹n §©y lµ ph¬ng ph¸p u viÖt, ®îc dïng tõ n¨m 1936 Lu tr×nh c«ng nghÖ : 27 Níc mÝa hçn hîp Cho v«i s¬ bé(pH= 6 – 6.4) §un nãng lÇn 1(t0 = 90 - 1050 C) Cho v«i(pH = 7,6 - 8,2) §un nãng lÇn 2 (t0 = 100 - 105 C0 ) Thïng t¶n h¬i Thïng kÕt tña Níc bïn Läc Ðp Níc mÝa trong Níc läc trong C« ®Æc
  28. 28. Cho v«i lÇn 1 gäi lµ cho v«i s¬ bé, pH thêng kh«ng qu¸ 6,6. Lîng v«i cho vµo kho¶ng 1/3 tæng lîng v«i cßn l¹i cho vµo lÇn 2. Khi ®un nãng lÇn 1 nÕu nhiÖt ®é < 900 hiÖu qu¶ lµm s¹ch kh«ng tèt. Cho v«i lÇn 2 pH = 7,8 lµ t¬ng ®èi thÝch hîp, nÕu cao qu¸ dung dÞch kiÒm tÝnh m¹nh t¨ng ph©n gi¶i ®êng. ¦u ®iÓm : - HiÖu suÊt lµm s¹ch tèt, lo¹i chÊt kh«ng ®êng nhiÒu: Qua 2 lÇn gia v«i cã thÓ lîi dông ®îc 2 ®iÓm ngng tô kh¸c nhau ®Ó lo¹i chÊt kh«ng ®êng nªn níc mÝa trong, bïn läc dÔ, chÊt keo chøa nit¬ lo¹i 80%, s¸p mÝa lo¹i 90% - TiÕt kiÖm kho¶ng 35% so víi ph¬ng ph¸p l¹nh. KhuyÕt ®iÓm : - S¬ ®å c«ng nghÖ phøc t¹p - Sù chuyÓn hãa vµ ph©n gi¶i sacaroza t¬ng ®èi lín 3.1.4. C¸c ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ cña ph¬ng ph¸p v«i ChÊt lîng v«i ChÊt lîng cña v«i cã ¶nh hëng lín ®Õn hiÖu qu¶ lµm s¹ch. §Ó cã hiÖu qu¶ lµm s¹ch tèt, v«i cÇn cã tiªu chuÈn nhÊt ®Þnh. NÕu v«i qu¸ nhiÒu t¹p chÊt, khi cho v«i vµo níc mÝa sÏ lµm t¨ng t¹p chÊt, l¾ng läc vµ kÕt tinh khã kh¨n. Do ®ã tiªu chuÈn cña v«i quy ®Þnh nh sau: CaO > 85 % Fe2O3, Al2O3 < 1 % MgO < 2 % CaCO3 < 1 % Trong thµnh phÇn v«i chñ yÕu lµ CaO. Ngoµi ra cÇn chó ý ®Õn hµm lîng MgO. NÕu MgO > 2 % sÏ g©y nh÷ng t¸c h¹i sau: - Gi¶m thÊp ®é hßa tan cña v«i - Thêi gian l¾ng kÐo dµi - T¸c dông víi ®êng khö t¨ng mµu s¾c cña níc mÝa. - MgO cã ®é hßa tan lín lµ thµnh phÇn chñ yÕu g©y ®ãng cÆn ë thiÕt bÞ bèc h¬i - Lµm cho ®êng cã vÞ ®¾ng. C¸c thµnh phÇn kh¸c nh: Al2O3, Fe2O3, SO2 lµm t¨ng chÊt keo, t¨ng mµu s¾c cña níc mÝa vµ ®ãng cÆn trong thiÕt bÞ. §é hßa tan cña v«i: - §é hßa tan cña v«i trong dung dÞch ®êng lín h¬n ®é hßa tan cña v«i trong níc vµ gi¶m theo nhiÖt ®é t¨ng. - §é hßa tan cña níc v«i míi, cò vµ sèng còng kh¸c nhau Nång ®é s÷a v«i Nång ®é s÷a v«i thêng trong kho¶ng 10 - 18 Be. Nång ®é s÷a v«i t¬ng ®èi cao t¸c dông t¹o kÕt tña nhanh, gi¶m lîng nhiÖt bèc h¬i. 28
  29. 29. Nhng nång ®é s÷a v«i qu¸ ®Æc sÏ lµm t¾c ®êng èng dÉn, khã t¸c dông ®Òu víi níc mÝa, cã thÓ g©y hiÖn tîng kiÒm côc bé lµm ®êng khö ph©n gi¶i. T¸c dông cña khuÊy sau khi cho v«i Sau khi cho v«i vµo níc mÝa, khuÊy cã t¸c dông ph©n bè v«i ®Òu trong níc mÝa, ph¶n øng v«i ®îc hoµn toµn. Trêng hîp nång ®é s÷a v«i cao, khuÊy rÊt cÇn thiÕt, tr¸nh ®îc hiÖn tîng kiÒm côc bé. Qua nghiªn cøu, ngêi ta thÊy r»ng, nÕu kÐo dµi thê× gian khuÊy níc mÝa sau khi cho v«i sÏ cã t¸c dông lµm s¹ch, cã thÓ t¨ng ®é tinh khiÕt cña níc mÝa, dung tÝch níc bïn gi¶m C¸c d¹ng cho v«i vµo níc mÝa hçn hîp: Cã 3 d¹ng: S÷a v«i Ca(OH)2 , v«i bét CaO, sacarat canxi. S÷a v«i cã t¸c dông hãa häc ®Òu, khèng chÕ dÔ dµng. Nhng b¶n th©n s÷a v«i cã chøa mét lîng níc nhÊt ®Þnh, lµm t¨ng lîng nhiÖt bèc h¬i. HiÖn nay d¹ng s÷a v«i ®îc dïng réng r·i trong c¸c nhµ m¸y ®êng. Lîng v«i dïng Lîng v«i dïng phu thuéc vµo thµnh phÇn níc mÝa. §èi víi ph¬ng ph¸p v«i, mçi tÊn mÝa dïng kho¶ng 0,5 - 0,9 Kg v«i. Trong thùc tÕ s¶n xuÊt thêng dïng pH ®Ó biÓu thÞ lîng v«i cho vµo níc mÝa. MÆt kh¸c khi ®un níc mÝa ®· cho v«i, trÞ sè pH thay ®æi (thêng gi¶m tõ 0,2 - 0,5 ) nªn khi x¸c ®Þnh pH cÇn chó ý ®Õn c¸c yÕu tè lÇm gi¶m ®é trÞ sè pH. Trong trêng hîp cho v«i vµo níc mÝa l¹nh, t¸c dông gi÷a v«i vµ níc mÝa kh«ng hoµn toµn khi ®un nãng sÏ hoµn toµn h¬n, do ®ã gi¶m pH. Lóc níc mÝa s«i, mét phÇn Ca3(PO4)2 cã thÓ ph©n ly thµnh Ca(OH)2.n Ca3(PO4)2 kh«ng tan vµ mét muèi axit hßa tan, lo¹i sau ph©n ly lµm gi¶m pH. Khi ®un nãng Ca2HPO4 sÏ kÕt hîp víi v«i t¹o thµnh Canxi photphat kÕt tña vµ H3PO4 Ca2HPO4 + Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + H3PO4 Khi nhiÖt ®é cao vµ m«i trêng kiÒm, ®êng khö bÞ ph©n hñy t¹o thµnh chÊt mµu vµ axit. Do cã sù gi¶m pH khi ®un nãng nªn trÞ sè pH trong s¬ ®å c«ng nghÖ lµ trÞ sè pH sau khi ®un nãng. Th«ng thêng khèng chÕ pH níc mÝa kho¶ng trªn díi 7,0 Hµm lîng P2O5 trong níc mÝa Trong ph¬ng ph¸p v«i hiÖu qu¶ lµm s¹ch chñ yÕu dùa vµo ph¶n øng kÕt tña gi÷a v«i vµ P2O5. Ca3(PO4)2 trong nãc mÝa thêng tån t¹i 29
  30. 30. hai d¹ng: d¹ng keo vµ d¹ng tinh thÓ. D¹ng tinh thÓ lµm s¹ch níc mÝa, ngîc l¹i d¹ng keo g©y trë ng¹i cho l¾ng, läc vµ kÕt tinh ®êng. Sù h×nh thµnh kÕt tña Ca3(PO4)2 nhiÒu hay Ýt phô thuéc vµo nång ®é ion Ca2+ vµ PO4 3- Trong ph¬ng ph¸p v«i, khi cho v«i ®Õn pH= 7,0, nång ®é ion Ca2+ cã thÓ ®ñ ®Ó ph¶n øng t¹o kÕt tña Ca3(PO4)2, nhng thêng hµm lîng P2O5 trong níc mÝa rÊt thÊp. Theo nghiªn cøu ngêi ta thÊy hµm lîng P2O5 cÇn thiÕt vµo kho¶ng 300 mg P2O5/l níc mÝa. NÕu hµm lîng P2O5 qu¸ Ýt, cã thÓ cho vµo níc mÝa H3PO4 hoÆc muèi photphat hßa tan ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ lµm s¹ch. NhiÖt ®é cho v«i Thêng nhiÖt ®é ®un nãng kho¶ng 1050 C. NhiÖt ®é cao cã t¸c dông t¨ng kÕt tña lµm gi¶m dung tÝch níc bïn, nhng cã thÓ lµm t¨ng mµu s¾c níc mÝa (do ph©n hñy ®êng khö vµ cã thª lµm cho mét phÇn keo kÕt tña hßa tan l¹i). V× vËy cÇn khèng chÕ nhiÖt ®é níc mÝa ®Õn s«i hoÆc cao h¬n mét chót lµ thÝch hîp 3.2. Ph¬ng ph¸p sunfit hãa Ph¬ng ph¸p sunfit hãa cßn gäi lµ ph¬ng ph¸p SO2 v× trong ph- ¬ng ph¸p nµy ngêi ta dïng lu huúnh díi d¹ng khÝ SO2 ®Ó lµm s¹ch níc mÝa. Ph¬ng ph¸p SO2 cã thÓ chia lµm 3 lo¹i: - Ph¬ng ph¸p sunfit hãa axit - Ph¬ng ph¸p sunfit hãa kiÒm m¹nh - Ph¬ng ph¸p sunfit hãa kiÒm nhÑ * §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p SO2 axit lµ th«ng SO2 vµo níc mÝa ®Õn pH axit vµ thu ®îc s¶n phÈm ®êng tr¾ng. §©y lµ ph¬ng ph¸p cã nhiÒu u ®iÓm nªn ®îc dïng réng r·i trong s¶n xuÊt ®êng. * §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p sunfit hãa kiÒm m¹nh lµ trong qu¸ tr×nh lµm s¹ch níc mÝa cã giai ®o¹n tiÕn hµnh ë pH cao. HiÖu qu¶ lµm s¹ch t¬ng ®èi tèt, ®Æc biÖt ®èi víi lo¹i mÝa xÊu vµ bÞ s©u bÖnh. Nhng do sù ph©n hñy ®êng t¬ng ®èi lín, mµu s¾c níc mÝa ®Ëm, tæn thÊt ®êng nhiÒu nªn hiÖn nay kh«ng sö dông. Ph¬ng ph¸p SO2 kiÒm nhÑ (pH = 8 - 9) cã ®Æc ®iÓm lµ chØ tiÕn hµnh th«ng SO2 vµo níc mÝa kh«ng th«ng SO2 vµo mËt chÌ vµ s¶n phÈm ®êng th«. 3.2.1 . S¬ ®« c«ng nghÖ cña ph¬ng ph¸p sunfit hãa axit 30 N­íc mÝa hçn hîp P2 O5 Läc ch©n kh«ng N­íc läc trong Gia v«i s¬ bé (pH = 6,2 - 6,6) §un nãng lÇn 1 (55 - 600 C) Th«ng SO2 lÇn 1 (pH = 3,4 - 3,8) Trung hßa (pH = 6,8 - 7,2) ThiÕt bÞ l¾ng N­íc mÝa trong N­íc bïn §un nãng lÇn 3 (110 - 1150 C) Läc kiÓm tra MËt chÌ trong C« ®Æc Th«ng SO2 lÇn 2 (pH = 6,2 - 6,6) §un nãng lÇn 2 (102 - 1050 C) SO2 SO2 Ca(OH)2 Ca(OH)2
  31. 31. 3.2.2 . S¬ ®å c«ng nghÖ cña ph¬ng ph¸p sunfit hãa kiÒm m¹nh §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p nµy lµ dïng 2 ®iÓm pH, pH trung tÝnh (7,0) vµ ph kiÒm m¹nh (10,5 - 11,0) nªn cã thÓ lo¹i ®îc P2O5, SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO ... nhng ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ cña ph¬ng ph¸p nµy cha æn ®Þnh nªn kh«ng giíi thiÖu. 3.2.3. S¬ ®å c«ng nghÖ cña ph¬ng ph¸p sunfit hãa kiÒm nhÑ §©y lµ ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt ®êng th«, so víi ph¬ng ph¸p v«i th× hiÖu qu¶ lo¹i chÊt kh«ng ®êng tèt h¬n, nhng thiÕt bÞ vµ thao t¸c phøc t¹p h¬n, hãa chÊt tiªu hao nhiÒu nªn hiÖn nay Ýt dïng. 31 Níc mÝa hçn hîp Ca(OH)2 Thïng cho v«i(pH=8 -9) §un nãng (50 - 600 C) SO2 Thïng trung hßa (pH =7 - 7,2) §un nãng (100 - 1050 C) Thïng l¾ng Níc bïn Läc Ðp Níc mÝa trong Níc läc trong Bïn C« ®Æc MËt chÌ
  32. 32. Trªn c¬ së cña ph¬ng ph¸p sunfit hãa kiÒm nhÑ, trong s¬ ®å c«ng nghÖ cña nhµ m¸y ®êng Qu¸ng Ng·i vµ B×nh D¬ng khi míi thiÕt kÕ cã giai ®o¹n th«ng SO2 lÇn hai S¬ ®å c«ng nghÖ cña nhµ m¸y ®êng Qu¶ng Ng·i theo thiÕt kÕ ban ®Çu (trang56) HiÖn nay, nhµ m¸y ®êng Qu¶ng Ng·i trong qu¸ tr×nh më réng n¨ng suÊt tõ 1500 tÊn mÝa/ngµy lªn 2500 tÊn mÝa/ ngµy còng ®· c¶i tiÕn qui tr×nh c«ng nghÖ theo ph¬ng ph¸p sunfit hãa axit trong ®ã giai ®o¹n th«ng SO2 lÇn 1 vµ trung hßa ®îc tiÕn hµnh trong cïng mét thiÕt bÞ. 32 N­íc mÝa hçn hîp §un nãng lÇn 1 (70 - 750 C) Trung hßa (pH = 9 -9,5) Th«ng SO2 lÇn 1 (pH =7 - 7,2) §un nãng lÇn 2 (100 - 1020 C) T¶n h¬i Vôn b· mÝa L¾ng N­íc bïn trén b· Läc ch©n kh«ng N­íc l¾ng trong N­íc läc trong L­íi g¹t bät Bèc h¬i nhiÒu nåi Th«ng SO2 lÇn 2 (pH = 6,2 - 6,4)
  33. 33. 3.2.4. §iÒu kiÖn c«ng nghÖ cña c¸c ph¬ng ph¸p SO2 axit tÝnh: C¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt chñ yÕu: pH gia v«i s¬ bé: 6,2 - 6,8 (7,0) pH th«ng SO2 lÇn 1: 3 - 4 pH trung hßa: 6,9 - 7,3 pH th«ng SO2 lÇn 2: 5,8 - 6,2 Gia nhiÖt 1: 60 - 700 C Gia nhiÖt 2:100 -1050 C Cêng ®é SO2: 1 - 1,5g SO2/lÝt níc mÝa Hµm lîng P2O5 trong níc mÝa:250 -350mg/l §iÒu kiÖn kü thuËt cô thÓ cña ph¬ng ph¸p SO2 cã thÓ cã nh÷ng ph¬ng ¸n sau ®©y: Ph¬ng ¸n 1: pH vµ nhiÖt ®é t¬ng ®èi thÊp; NhiÖt ®é: - Gia nhiÖt 1: 63 - 650 C - Gia nhiÖt 2: 98 - 1000 C pH: - Gia v«i s¬ bé: 6,2 - 6,8 - Trung hßa: 6,8 - 7,0 Víi ®iÒu kiÖn kü thuËt trªn môc ®Ých ®Ó lo¹i mét sè chÊt mµu vµ chÊt keo nhng h¹n chÕ sù ph©n hñy ®êng khö tr¸nh hiÖn tîng t¹o chÊt mµu. Ph¬ng ¸n nµy dïng cho nguyªn liÖu mÝa cã hµm lîng ®êng khö cao vµ níc mÝa kh«ng t¬i. Ph¬ng ¸n 2: Trung tÝnh h¬i kiÒm nhÑ. - pH gia v«i s¬ bé: 7- 7,2 33 MËt chÌ
  34. 34. - Trung hßa: 7,2 - 7,5 - L¾ng 7- 7,2 Sö dông ph¬ng ¸n nµy môc ®Ých gi¶m ®êng saccaroza bÞ chuyÓn hãa vµ lo¹i ®îc nhiÒu chÊt kh«ng ®êng v« c¬. Ph¬ng ¸n nµy dïng cho nguyªn liÖu mÝa t¬i, ®êng khö kh«ng cao, ®é tinh khiÕt t¬ng ®èi cao. Ph¬ng ¸n 3: NhiÖt ®é cao, ®é kiÒm cao vµ cêng ®é SO2 cao. Lîng P2O5 cho vµo níc mÝa 0,2-0,3% so víi mÝa. Cêng ®é SO2: 1,4 - 1,6 g SO2 so víi mÝa Ph¬ng ¸n nµy dïng cho nguyªn liÖu s©u bÖnh, b·o lôt, ®- êng sacaroza chuyÓn hãa nhanh do vi sinh vËt x©m nhËp tõ nh÷ng chç vá mÝa bÞ xíc, hµm lîng chÊt keo t¨ng. C«ng ®o¹n cho v«i vµo níc mÝa: Cho v«i s¬ bé: Níc mÝa hçn hîp thêng ®îc cho v«i s¬ bé ®Õn pH = 6,4 - 6,6. T¸c dông gia v«i s¬ bé: • Trung hßa axit h÷u c¬ vµ v« c¬. • T¸c dông trao ®æi t¹o kÕt tña: 2K3PO4 + 3 Ca(OH)2 Ca3 (PO4)2 + 6 KOH K2SO4 + Ca(OH)2 Ca SO4 + 2 KOH MgCl2 + Ca(OH)2 Ca Cl2 + Mg(OH)2 Níc mÝa vµ ngng tô keo tríc khi ®un nãng. Trong níc mÝa cã nhiÒu lo¹i keo, víi nh÷ng pH ®¼ng ®iÖn kh¸c nhau, cÇn x¸c ®Þnh trÞ sè pH thÝch hîp ®Ó ngng tô ®îc nhiÒu keo, ®ång thêi kh«ng ¶nh hëng ®Õn sù chuyÓn hãa vµ ph©n hñy ®êng. Sau n÷a do t¸c dông cña Ca2+ ®èi víi chÊt nguyªn sinh tÕ bµo sinh vËt nªn øc chÕ ®îc sù ph¸t triÓn cña VSV Cho v«i trung hßa: Lîng v«i cho vµo quyÕt ®Þnh bëi tÝnh axit cña níc mÝa vµ nång ®é SO2 trong níc mÝa. MÆt kh¸c, cho v«i vµo níc mÝa cÇn ®¶m b·o chÊt lîng cña v«i, gi¶m phÇn t¹p chÊt trong v«i, v«i hßa tan ®Òu trong níc. Lîng v«i dïng kho¶ng 0,2 - 0,3% so víi träng lîng mÝa Ðp. 34
  35. 35. Thø tù cho v«i vµo níc mÝa ®ãng mét vai trß quan träng. Thø t cho v«i vµ th«ng SO2 cã thÓ tiÕn hµnh theo 3 c¸ch sau: Cho v«i tríc, th«ng SO2 sau Th«ng SO2 tríc, cho v«i sau Th«ng SO2 vµ cho v«i ®ång thêi TrÞ sè pH trung hßa Trong ph¬ng ph¸p SO2 viÖc khèng chÕ trÞ sè pH trung hßa lµ mét vÊn ®Ò quan träng. Nã ¶nh hëng lín ®Õn hiÖu qu¶ lµm s¹ch vµ thu håi ®êng §Ó t¹o viÖc kÕt tña CaSO3 hoµn toµn, cÇn tr¸nh hiÖn tîng qu¸ axit v× sÏ tao Ca(HSO3)2 hßa tan vµ sau ®ã nÕu ë nhiÖt ®é cao Ca(HSO3)2 sÏ ph©n ly t¹o chÊt kÕt tña ®ãng cÆn ë c¸c thiÕt bÞ truyÒn nhiÖt vµ bèc h¬i NÕu níc mÝa cã tÝnh kiÒm, ®êng khö sÏ bÞ ph©n hñy t¨ng chÊt mµu vµ axit h÷u c¬, t¨ng lîng muèi canxi trong níc mÝa. MÆt kh¸c trong m«i trêng kiÒm, do tÝnh chÊt thñy ph©n cña kÕt tña CaSO3 nªn t¹o dung dÞch lín, t¨ng lîng bïn läc vµ do ®ã t¨ng diÖn tÝch Ðp läc §Ó tr¸nh c¸c hiÖn tîng trªn, cÇn khèng chÕ pH l¾ng trong 7,0 NhiÖt ®é §un nãng 1: NhiÖt ®é ®un nãng lÇn thø nhÊt 550 C cã t¸c dông: - Lµm mÊt mÊt níc cña chÊt keo a níc, t¨ng nhanh qu¸ tr×nh ngng tô keo -T¨ng nhanh tèc ®é ph¶n øng hãa häc. Theo Honig th× hiÖu suÊt hÊp thô SO2 vµo níc mÝa tèt nhÊt lµ ë 750 C - ë nhiÖt ®é cµng cao sù hßa tan cña níc muèi CaSO3, CaSO4 gi¶m, kÕt tña cµng hoµn toµn, khi th«ng SO2 Ýt t¹o hiÖn tîng qu¸ b·o hßa, gi¶m ®ãng cÆn ë thiÕt bÞ bèc h¬i vµ truyÒn nhiÖt §un nãng 2: NhiÖt ®é ®un nãng lÇn 2 100 - 105 0 C. NÕu nhiÖt ®é qu¸ cao níc mÝa s«i, l¾ng sÏ kh«ng tèt. T¸c dông cña ®un nãng lÇn 2 lµ gi¶m ®é nhít, t¨ng nhanh tèc ®é l¾ng §un nãng 3: NhiÖt ®é lÇn 3 tõ 110 - 1150 C. T¸c dông: t¨ng kh¶ n¨ng truyÒn nhiÖt tríc khi vµo thiÕt bÞ c« ®Æc, ®Ó kh«ng mÊt thêi gian ®un s«i ë thiÕt bÞ c« ®Æc Th«ng SO2: Th«ng SO21: T¹o kÕt tña CaSO3 cã tÝnh hÊp phô cã thÓ hÊp phô c¸c chÊt kh«ng ®êng, chÊt mµu kÕt tña. SO2 cã thÓ dïng ë d¹ng láng hay khÝ 35
  36. 36. Th«ng SO2 2: Th«ng SO2 lÇn 2 vµo mËt chÌ sau khi bèc h¬i cã t¸c dông: SO2 ng¨n ngõa sù t¹o thµnh chÊt mµu, khö chÊt mµu thµnh chÊt kh«ng mµu. Gi¶m ®é nhít cña mËt chÌ cã lîi cho kh©u nÊu ®êng, kÕt tinh vÇ ph©n ly Th«ng SO2 lÇn 2 vµo mËt chÌ sau khi bèc h¬i ®Õn pH = 6,2 - 6,6, nhiÖt ®é th«ng SO2 85 - 900 C, nhng nhiÖt ®é nµy phô thuéc vµo nhiÖt ®é cña nåi bèc h¬i cuèi. Th«ng SO2 cµng nhanh cµng tèt ®Ó tr¸nh hiÖn tîng chuyÓn hãa ®ßng. ¦u khuyÕt ®iÓm cña ph¬ng ph¸p sunfit hãa : ¦u diÓm: - Tiªu hao hãa chÊt (v«i, lu huúnh ) t¬ng ®èi Ýt - S¬ ®å c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ t¬ng ®èi ®¬n gi¶n, vèn ®Çu t Ýt - S¶n xuÊt ®êng tr¾ng KhuyÕt ®iÓm: - Lo¹i chÊt kh«ng ®êng Ýt, chªnh lÖch ®é tinh khiÕt cña níc mÝa tríc vµ sau lµm s¹ch thÊp, ®«i khi cã trÞ sè ©m (tøc lµ sau khi lµm s¹ch chÊt kh«ng ®êng t¨ng lªn) - Hµm lîng canxi trong níc mÝa t¬ng ®èi nhiÒu ¶nh hëng nghiªm träng ®Õn sù ®ãng cÆn trong thiÕt bÞ bèc h¬i, ¶nh hëng ®Õn hiÖu suÊt thu håi ®êng - Khi gÆp lo¹i mÝa xÊu, s©u bÖnh khã lµm s¹ch th× kh«ng thÓ cho hiÖu qu¶ lµm s¹ch æn ®Þnh. Do hiÖu qu¶ lµm s¹ch kh«ng tèt, nªn phÈm chÊt ®êng thµnh phÈm cña phu¬ng ph¸p SO2 kh«ng b»ng ph¬ng ph¸p CO2. Trong qu¸ tr×nh b·o qu¶n ®êng dÔ biÕn mµu do oxi cña kh«ng khÝ. - Trong qu¸ tr×nh thao t¸c, ®êng sacaroza chuyÓn hãa t¬ng ®èi lín, ®êng khö bi ph©n hñy, tæn thÊt ®êng trong bïn läc cao. 3.3. Ph¬ng ph¸p cacbonat hãa Ph¬ng ph¸p CO2 (cßn gäi lµ ph¬ng ph¸p cacbonat hãa ) lµ ph- ¬ng ph¸p cã nhiÒu u ®iÓm dïng phæ biÕn ë nhiÒu níc (§µi Loan, In®«nªsia). Trong c¸c ph¬ng ph¸p cacbonat hãa th× ph¬ng ph¸p cacbonat th«ng thêng tøc lµ ph¬ng ph¸p th«ng CO2 hai lÇn, th«ng SO2 hai lÇn lµ ®îc dïng phæ biÕn h¬n c¶. 3.3.1. S¬ ®å c«ng nghÖ cña ph¬ng ph¸p th«ng CO2 2 lÇn th«ng SO2 2 lÇn(trang 59): 3.3.2. §iÒu kiÖn c«ng nghÖ cña ph¬ng ph¸p th«ng CO2 th«ng thêng 36
  37. 37. Cho v«i s¬ bé: Lîng v«i phô thuéc vµo thµnh phÇn vµ pH cña níc mÝa hçn hîp, thêng dïng lµ 0,2% so víi träng lîng níc mÝa hçn hîp.T¸c dông cña v«ilµ trung hßa níc mÝa hçn hîp, lµm ®«ng tô vµ kÕt tô axit h÷u c¬ vµ keo, läc Ðp lÇn 1 ®Ô dµng, gi¶m mµu s¾c Th«ng CO2 lÇn 1: Môc ®Ých cña th«ng CO2 lÇn 1 lµ t¹o chÊt kÕt tña CaCO3. Tinh thÓ CaCO3 cã t¸c dông t¨ng tèc ®é läc níc mÝa. Tuy nhiªn ®ã kh«ng ph¶i lµ môc ®Ých chñ yÕu cña cña th«ng CO2 lÇn 1, v× ®Ó cã t¸c dông läc tèt chØ cÇn thªm chÊt trî läc nh ®iatomit, separan AP 30... NhiÖm vô chñ yÕu cña th«ng CO2 lÇn 1 lµ t¹o kÕt tña CaCO3 mang ®iÖn d¬ng cã tÝnh chÊt hÊp phô nh÷ng chÊt mµu, s¶n phÈm cña sù ph©n hñy, nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt mang ®iÖn ©m §iÒu quan träng cña th«ng CO2 lÇn 1 lµ ®é kiÒm cuèi cïng. Dung dÞch th«ng CO2 lÇn 1 cÇn duy tr× ®é kiÒm nhÊt ®Þnh ®Ó chÊt kÕt tña kh«ng bÞ hßa tan trë l¹i. Lîng CaO tù do ch¸ trong bïn ®ãng vai trß quan träng khi lµm s¹ch níc mÝa vµ bÊt kú mét ph¬ng ph¸p cacbonat hãa nµo dÉn ®Õn trung hßa bïn läc, gi¶m lîng CaO sÏ dÉn ®Õn gi¶m hiÖu suÊt lµm s¹ch. §un nãng lÇn 1: Khèng chÕ nhiÖt ®é tríc khi th«ng CO2 rÊt quan träng. NÕu khèng chÕ nhiÖt ®é t¬ng ®èi cao, sù h×nh thµnh kÕt tña lóc th«ng CO2 t¬ng ®èi lín, dÔ läc nhng t¨ng ph©n gi¶i ®êng khö, ¶nh hëng mµu s¾c dung dÞch. NÕu nhiÖt ®é thÊp, t¹o thµnh nhiÒu h¹t CaCO3 kÕt tña nhá cã diÖn tÝch hÊp phô lín lµm níc mÝa cã mµu nh¹t, lîng muèi Ca trong níc mÝa t¬ng ®èi Ýt, tr¸nh ®îc sù ph©n gi¶i ®êng hoµn nguyªn. Nhng nhiÖt ®é thÊp cã nhiÒu bät, gi¶m hiÖu qu¶ hÊp thô CO2, läc níc mÝa ®· th«ng CO2 chËm Th«ng CO2 lÇn 2: Môc ®Ých: Gi¶m tèi ®a hµm lîng v«i vµ muèi canxi trong níc mÝa. NÕu v«i vµ muèi v«i kh«ng ®îc t¸ch ra, thiÕt bÞ bèc h¬i sÏ ®ãng cÆn nhanh chãng. Lîng CaO cßn l¹i trong níc mÝa läc trong sau th«ng CO2 thêng 0,04 -0.06% CaO. Th«ng CO2 lÇn 2 ®Ó gi¶m lîng CaO cßn l¹i díi 0,025% CaO. Th«ng SO2: Thêng th«ng SO2 vµo níc mÝa tríc khi cho bèc h¬i vµ th«ng SO2 vµo mËt chÌ sau khi bèc h¬i. T¸c dông: Th«ng SO2 võa cã t¸c dông tÈy mµu võa gi¶m muèi Canxi hßa tan trong dung dÞch: CaA2 + H2SO3 = CaSO3 + 2HA §ång thêi níc mÝa trong sau th«ng CO2 2 cã ®é kiÒm cao (pH = 7,8), sau khi th«ng SO2 ®Õn pH = 6,8 - 7,2 gi¶m ®é kiÒm níc mÝa trong, tr¸nh sù ph©n hñy ®êng khö. 37
  38. 38. Th«ng SO2 lµm gi¶m ®é nhít cña dung dÞch do t¹o muèi trung tÝnh K2CO3 + H2SO3 = K2SO3 + CO2 + H2O BiÖn ph¸p tèt nhÊt gi¶m ®é kiÒm vµ ®é nhít lµ th«ng SO2 v× cã ph¶n øng cho muèi sunfat trung tÝnh 38 N­íc mÝa hçn hîp Gia v«i s¬ bé (pH = 6,2 - 6,6) §un nãng lÇn 1 (50 - 550 C) Th«ng CO2 lÇn 1 (pH = 10,5 -11,3, ®é kiÒm 0,04-0,06% CaO) Läc Ðp lÇn 1 Läc Ðp lÇn 2 Th«ng SO2 lÇn 1 (pH=6,8 - 7,2) §un nãng lÇn 3 (110 - 1150 C) Läc kiÓm tra MËt chÌ trong C« ®Æc Th«ng SO2 lÇn 2 (pH = 6,2 - 6,6) §un nãng lÇn 2 (75 - 800 C) SO2 Ca(OH)2 , CO2 Ca(OH)2 Ca(OH)2 Th«ng CO2 lÇn 2 (pH= 7,8 - 8,2; ®é kiÒm 0,025% CaO) SO2
  39. 39. Qui tr×nh c«ng nghÖ cña ph¬ng ph¸p th«ng C02 th«ng thêng 3.3.3. ¦u khuyÕt ®iÓm cña ph¬ng ph¸p CO2 ¦u ®iÓm: - HiÖu qu¶ lµm s¹ch tèt, chªnh lÖch ®é tinh khiÕt cña níc mÝa tríc vµ sau khi lµm s¹ch ®Õn 4 -5. - Lo¹i khái níc mÝa mét lîng lín chÊt keo, chÊt mµu vµ chÊt v« c¬ (MgO, Fe2O3, Al2O3, P2O5). Hµm lîng muèi canxi trong níc mÝa Ýt. - §ãng cÆn ë thiÕt bÞ Ýt, do ®ã gi¶m lîng tiªu hao hãa chÊt dïng th«ng röa nåi bèc h¬i - ChÊt lîng s¶n phÈm tèt, b·o qu¶n l©u. HiÖu suÊt thu håi ®êng cao KhuyÕt ®iÓm: - Lîng tiªu hao n¨ng luîng hãa chÊt nhiÒu, lîng v«i dïng gÊp 20 lÇn so víi ph¬ng ph¸p v«i vµ 10 lÇn so víi ph¬ng ph¸p SO2, dïng nhiÒu khÝ CO2 - S¬ ®å c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ t¬ng ®èi phøc t¹p - Kü thuËt thao t¸c yªu cÇu cao, nÕu khèng chÕ kh«ng tèt dÔ sinh hiÖn tîng ®êng khö ph©n hñy. 3.3.4. So sanh c¸c ph¬ng ph¸p lµm s¹ch níc mÝa Ph¬ng ph¸p v«i dïng ®Ó s¶n xuÊt ®êng th«, thiÕt bÞ vµ quy tr×nh c«ng nghÖ t¬ng ®èi ®¬n gi¶n nhng hiÖu suÊt thu håi ®êng thÊp. Ph¬ng ph¸p sunfit hãa cho s¶n phÈm ®êng tr¾ng. Trong qu¸ tr×nh b·o qu¶n ®êng dÔ bÞ Èm vµ biÕn mµu. 39
  40. 40. Ph¬ng ph¸p cacbonat hãa cho s¶n phÈm ®êng tr¾ng, chÊt lîng ®êng cã thÓ dïng trong c«ng nghiÖp ®å hép. HiÖu suÊt thu håi ®- êng cao nhng quy tr×nh c«ng nghÖ thiÕt bÞ phøc t¹p, yªu cÇu kü thuËt cao. III – Cô đặc nước mía 1 - Môc ®Ých: - Môc ®Ých cña qu¸ tr×nh c« ®Æc lµ bèc h¬i níc mÝa cã nång ®é 13 - 15Bx ®Õn mËt chÌ nång ®é 60 - 65 Bx. NÕu c« ®Æc níc mÝa ®Õn Bx qu¸ cao (>70Bx ) sÏ xuÊt hiÖn tinh thÓ ®äng l¹i trong ®êng èng vµ b¬m. Nång ®é lín dÉn ®Õn ®é nhít lín, läc khã kh¨n 2 Cơ sở lí thuyết 2.1 - Lîng níc bèc h¬i: W = G(1- 2C 1C ) W: Luîng níc bèc h¬i so víi mÝa, % C1: Bx níc mÝa trong C2: Bx mËt chÌ G: Träng lîng níc mÝa trong so víi mÝa, % NÕu bèc h¬i níc mÝa tõ 15Bx ®Õn 60Bx th× lîng mÝa bèc h¬i W = G(1- 60 15 ) = 0,75.G 2.2 - Lîng nhiÖt dïng bèc h¬i Lîng nhiÖt dïng ®Ó ®a níc mÝa ®Õn tr¹ng th¸i s«i: Q1 = G(t2 - t1) C , W Trong ®ã : G: Träng lîng níc mÝa trong so víi mÝa, % t2: NhiÖt ®é s«i cña níc mÝa trong, 0 C. t1: nhiÖt ®é níc mÝa trong vµo bèc h¬i, 0 C. C: NhiÖt dung riªng cña níc mÝa trong, J/Kg.®é. Lîng nhiÖt cÇn ®Ó bèc h¬i Q2 = W.r, W Trong ®ã: W:Lîng níc bèc h¬i so víi níc % r: NhiÖt lîng riªng cña h¬i, J/Kg. Tæng lîng nhiÖt cÇn dïng Q = Q1 + Q2 = G(t2 - t1)C + W2 40
  41. 41. = G(t2 - t1)C + G(1 - 2C 1C ).r = G(t2 - t1)C + Gfr (f =(1 - 2C 1C ) ) =[ G(t2 - t1)C +f r]. Trong ®ã: f =(1 - 2C 1C ) gäi lµ hÖ sè bèc h¬i. NhiÖt tæn thÊt ra m«i trêng xung quanh phô thuéc chÊt lîng chÊt c¸ch nhiÖt thêng lÊy tõ 3 - 10% so víi lîng h¬i dïng. * Trêng hîp bèc h¬i 1 nåi §Ó bèc h¬i níc mÝa tõ 15 ®Õn 60 Bx, tøc bèc 75% níc so mÝa, tiªu hao mét lîng h¬i 75% so mÝa, nghÜa lµ cø bèc h¬i 1kg níc th× tiªu hao 1kg h¬i. * Trêng hîp bèc h¬i nhiÒu nåi H¬i thø hiÖu tríc ®îc dïng lµm h¬i ®èt hiÖu sau. H¬i thø hiÖu cuèi dïng ®un nãng níc mÝa hoÆc trùc tiÕp vµo thiÕt bÞ ngng tô. Nång ®é níc mÝa t¨ng dÇn lªn. HÖ nµy mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao trong viÖc sö dông h¬i thø. Khi c« ®Æc mét nåi, cø bèc h¬i 1kg níc tiªu hao1kg h¬i. Víi hÖ 4 nåi lîng h¬i tiªu hao lµ 75%:4 = 18,75% so mÝa, hÖ 4 nåi 75%:5 = 15%, nhng tõ hiÖu I sang hiÖu II lîng h¬i tiÕt kiÖm nhiÒu nhÊt kho¶ng 50%, tõ hiÖu II sang hiÖu III lîng h¬i chØ gi¶m h¬n 10%. Nh vËy thªm 1 nåi c« ®Æc lîng h¬i tiÕt kiÖm kh«ng nhiÒu nhng t¨ng vèn ®Çu t, thao t¸c, qu¶n lý phøc t¹p. V× vËy thêng sö dông 3 - 5 hiÖu vµ hÖ 4 hiÖu lµ thÝch hîp. * Sö dông h¬i: ViÖc dïng h¬i trong nhµ m¸y ®êng kh¸ phong phó. Ngoµi viÖc dïng h¬i cho hÖ c« ®Æc cßn dïng h¬i cho c¸c bé phËn kh¸c: ®un nãng, nÊu ®êng, ph©n mËt, sÊy ... §Ó tiÕt kiÖm, thêng sö dông h¬i thø cña hÖ c« ®Æc. S¬ ®å sö dông h¬i thø cña 1 hÖ c« ®Æc 41 D W1 W1 ' E1 E2 W2 E3 W' 2 W3 E4 E5 W' 3 W4
  42. 42. Trong ®ã: D:h¬i sèng E1, E2, E3, E4: h¬i thø dïng cho ®un nãng vµ nÊu ®êng E5: H¬i thø hiÖu 4 ®i vµo thiÕt bÞ ngng tô baromet W1 ' , W' 2, W3 ' : h¬i thø hiÖu 1, 2, 3 lµm h¬i ®èt cho hiÖu 2, 3, 4 2.3 - Tæn thÊt nhiªt trong qu¸ tr×nh bèc h¬i N guyªn nh©n: Do nång ®é t¨ng cao Do ¸p suÊt thñy tØnh Do trë lùc ®êng èng 2.3.1 - Tæn thÊt nhiÖt do ®é t¨ng nhiÖt ®é s«i (∆' ) Trong cïng ®iÒu kiÖn ¸p lùc nhiÖt ®é s«i cña dung dÞch ®êng cao h¬n nhiÖt ®é s«i cña níc. NhiÖt ®é cao h¬n ®ã gäi lµ ®é t¨ng nhiÖt ®é s«i §é t¨ng nhiÖt ®é s«i tû lÖ thuËn víi nång ®é chÊt kh« trong dung dÞch vµ tõ biÓu ®å cho s½n, ta cã thÓ tra nhiÖt ®é t¨ng ®é s«i ∆' theo Bx t¬ng øng Khi ¸p lùc cña dung dÞch kh¸c ¸p lùc thêng, ®é t¨ng nhiÖt ®é s«i cã sai kh¸c mét Ýt vµ cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc gÇn ®óng cña Tisenco: ∆' = ∆ af Trong ®ã : ∆' : ®é t¨ng nhiÖt ®é s«i ë ¸p lùc bÊt kú ∆a: ®é t¨ng nhiÖt ®é s«i ë ¸p lùc thêng f: hÖ sè hiÖu chØnh 2.3.2 - Tæn thÊt tØnh ¸p (∆" ) Tæn thÊt tØnh ¸p lµ do ¸p suÊt cét dung dÞch trong thiÕt bÞ g©y nªn. Tøc lµ nhiÖt ®é s«i cña dung dÞch còng phô thuéc ®é s©u, trªn mÆt tho¸ng nhiÖt ®é s«i thÊp nhÊt, cµng xuèng s©u nhiÖt ®é s«i cµng t¨ng. HiÖu sè gi÷a nhiÖt ®é s«i trªn mÆt tho¸ng vµ ë líp díi gọi lµ tæn thÊt nhiÖt ®é do ¸p suÊt thñy tØnh ∆p= p'gh [N/m2 ] ∆p: HiÖu sè ¸p suÊt thñy tØnh. ρ’: khèi lîng r iªng cña dung dÞch ë d¹ng bät, kg/m3 . gÇn ®óng lÊy ρ’ = ρ /2 ρ: khèi lîng riªng cña dung dÞch , kg/m3 . 42
  43. 43. g: gia tèc träng trêng, m/s2 . h: ®é s©u kÓ tõ mÆt tho¸ng ®Õn gi÷a èng truyÒn nhiÖt , m 2.3.3 - Tæn thÊt ®êng èng ∆"’. H¬i thø tõ hiÖu tríc qua hiÖu sau, qua ®êng èng gi÷a hai hiÖu, chÞu ¶nh hëng cña trë lùc ®êng èng lµm gi¶m nhiÖt ®é. Dùa vµo thùc tÕ tæn thÊt nhiÖt ®é ®êng èng gi÷a hai hiÖu th«ng thêng lÊy tõ 1 - 1,50 C. Tæng tæn thÊt nhiÖt ®é: ∑ ∆ tæng = ∑ ∆ '+∑ ∆ " + ∑ ∆ "' 2.4 - C¸c ph¬ng ¸n bèc h¬i cña hÖ c« ®Æc: Tr¹m bèc h¬i lµ trung t©m hÖ thèng nhiÖt cña toµn nhµ m¸y, lµ hÖ thèng t¬ng ®èi phøc t¹p. §Ó chän ph¬ng ¸n bèc h¬i tèt cÇn xÐt tíi nh÷ng vÊn ®Ò sau: - Yªu cÇu c«ng nghÖ s¶n xuÊt ®êng. - §¶m b·o chÊt lîng thµnh phÈm. - Nghiªn cøu ®Çy ®ñ viÖc bè trÝ tr¹m nhiÖt ®iÖn. - Sö dông h¬i th¶i, h¬i thø hîp lý. - Tèc ®é ®ãng cÆn trong thiÕt bÞ thao t¸c vµ khèng chÕ æn ®Þnh. - Vèn ®Çu t. * Ph©n lo¹i ph¬ng ¸n bèc h¬i: cã 3 lo¹i. Ph¬ng ¸n bèc h¬i ch©n kh«ng: Ph¬ng ¸n nµy cã tõ l©u. Nh÷ng nhµ m¸y ®êng cò thêng dïng ph¬ng ¸n nµy. HÖ c« ®Æc thêng cã tõ 3 - 5 hiÖu thêng lµ 4 hiÖu, vµ kh«ng hót h¬i thø hiÖu cuèi v× nhiÖt ®é h¬i thø thÊp . ¦u diÓm: Tháa m·n ®Çy ®ñ yªu cÇu c«ng nghÖ v× bèc h¬i ë ®iÒu kiÖn ch©n kh«ng, nhiÖt ®é t¬ng ®èi thÊp tr¸nh ®îc hiÖn tîng ph©n hñy ®êng khö vµ biÕn ®êng sacaroza thµnh caramen, phÈm chÊt mËt chÌ tèt, qu¶n lý thao t¸c dÔ dµng. KhuyÕt ®iÓm: NhiÖt ®é h¬i thø thÊp, kh«ng tháa m·n ®Çy ®ñ yªu cÇu c«ng nghÖ, gi¶m kh¶ n¨ng sö dông h¬i thø, h¬i thø hiÖu cuèi vµo thiÕt bÞ ngng tô t¨ng tæn thÊt h¬i Ph¬ng ¸n bèc h¬i ¸p lùc: §Æc ®iÓm cña ph¬ng ¸n nµy lµ c¸c hiÖu c« ®Æc lµm viÖc ë ®iÒu kiÖn ¸p lùc. ¦u ®iÓm: ViÖc sö dông h¬i t¬ng ®èi triÖt ®Ó, toµn bé h¬i hiÖu cuèi ®Òu dïng. NhiÖt ®é h¬i thø cña c¸c hiÖu t¬ng ®èi cao, cã thÓ gi¶m diÖn tÝch truyÒn nhiÖt cña thiÕt bÞ truyÒn nhiÖt 43
  44. 44. Kh«ng cÇn thiÕt bÞ ngng tô lín, chØ cÇn mét thiÕt bÞ nhá dïng khi khëi ®éng hÖ c« ®Æc. KhuyÕt ®iÓm: Mµu s¾c níc mÝa t¬ng ®èi ®Ëm, pH gi¶m nhiÒu do nhiÖt ®é cao, ®êng khö bÞ ph©n hñy vµ t¹o caramen nhiÒu. Khi s¶n xuÊt nÕu hót h¬i thø kh«ng b×nh thêng kh«ng nh÷ng kh«ng gi¶m lîng h¬i tiªu hao mµ cßn t¨ng lªn do hiÖn tîng x¶ h¬i vµ tõ ®ã khã duy tr× æn ®Þnh c¸c chØ tiªu bèc h¬i, nång ®é mËt chÌ kh«ng æn ®Þnh Ph¬ng ¸n bèc h¬i ¸p lùc ch©n kh«ng §Æc ®iÓm: NhiÖt ®é s«i cña dung dÞch ®êng hiÖu cuèi t¬ng ®èi cao cã thÓ dïng h¬i thø hiÖu ®ã ®un nãng níc mÝa dÉn ®Õn ®é ch©n kh«ng hiÖu cuèi kh«ng lín kho¶ng 550mmHg Ph¬ng ¸n nµy ®îc dïng phæ biÕn trong c¸c nhµ m¸y ®êng.¦u khuyÕt ®iÓm cña ph¬ng ph¸p nµy lµ tæng hîp cña u khuyÕt ®iÓm cña hai ph¬ng ¸n (a) vµ (b) 2.5 - ThiÕt bÞ c« ®Æc ThiÕt bÞ c« ®Æc èng chïm th¼ng ®øng ThiÕt bÞ c« ®Æc tuÇn hoµn ®¬n ë nhµ m¸y ®êng thêng dïng nhiÒu lo¹i thiÕt bÞ c« ®sÆc kh¸c nhau nhng bÊt cø lo¹i nµo còng ®Òu cã phßng ®èt, phßng bèc h¬i, thiÕt bÞ thu håi ®êng, èng níc mÝa ch¶y vµo, èng tho¸t khÝ kh«ng ngng, èng tho¸t níc ngng tô Nh÷ng ®iÒu lu ý ë c¸c bé phËn chÝnh cña thiÕt bÞ: Buång ®èt: §Ó t¨ng hÖ sè truyÒn nhiÖt K buång ®èt ph¶i : H¬i vµo ®Òu, tèc ®é h¬i võa ph¶i, níc ngng vµ khÝ kh«ng ngng t¸ch ra liªn tôc vµ triÖt ®Ó, th«ng röa cÆn tèt KhÝ kh«ng ngng: KhÝ kh«ng ngng do: Kh«ng khÝ lät vµo h¬i, c¸c chÊt khÝ t¹o thµnh do ph©n gi¶i c¸c t¹p chÊt trong níc mÝa, cã trong h¬i. Do ®ã ph¶i dÉn nã ra khái buång h¬i ®Ó t¨ng thÓ tÝch h¬i trong buång h¬i vµ t¨ng hÖ sè truyÒn nhiÖt. èng tho¸t khÝ kh«ng ngùng ®Æt ë vÞ trÝ nµo ®Êy ph¶i ®¶m b·o: DÉn ®îc hÕt khÝ kh«ng ngng, h¬i kh«ng dÈn ra theo. Thêng ®Æt èng dÉn khÝ kh«ng ngng ë chæ tèc ®é h¬i chËm nhÊt (cuèi ®êng h¬i). KhÝ kh«ng ngng gåm nhiÒu lo¹i kh¸c nhau vµ chóng cã tû träng kh¸c nhau. Do vËy èng tho¸t khÝ kh«ng ngng ®Æc ë nhiÒu ®é cao kh¸c nhau. èng tho¸t níc ngng ph¶i ®¹t yªu cÇu: §¶m b·o níc ngng tho¸t ra nhanh, triÖt ®Ó, xa ®êng h¬i vµo. Bé phËn thu håi ®êng: 44
  45. 45. Nguyªn nh©n sù bay ®êng: +§êng bay do nh÷ng ®êng níc phôt lªn m¹nh. +Nh÷ng giät níc mÝa nhá h¬n bät bay lªn +Tèc ®é bèc h¬i qu¸ nhanh +H¬i vµo buång ®èt qu¸ m¹nh +Qu¸ tr×nh s«i kh«ng ®Òu do cÊu t¹o buång ®èt lµm h¬i vµo kh«ng ®Òu dÈn ®Õn lµm bay ®êng. +Møc níc mÝa cao qu¸ +HiÖn tîng tù bèc m¹nh qu¸ +Ch©n kh«ng thay ®æi ®ét ngét §Ò phßng: +Cè g¾n h¹n chÕ nh÷ng nguyªn nh©n trªn +L¾p bé phËn thu håi ®êng ë ®Ønh nåi 2.6 - Hãa häc cña qu¸ tr×nh c« ®Æc: Trong nhµ m¸y ®êng hiÖn ®¹i, níc mÝa c« ®Æc ë hÖ c« ®Æc 4 - 5 hiÖu víi nhiÖt ®é kho¶ng tõ 60 - 1300 C. KÕt qu¶ lµ h¬i níc bèc ®i vµ trªn c¬ b¶n kh«ng cã sù thay ®æi thµnh phÇn hoÆc tÝnh chÊt cña chÊt kh« trong dung dÞch. Tuy nhiªn trong qu¸ tr×nh c« ®Æc vÉn x¶y ra nhiÒu ph¶n øng hãa häc vµ hãa lý dÉn ®Õn sù thay ®æi thµnh phÇn vµ ®Æc tÝnh cña chÊt tan. Níc ngng tô trong hÖ c« ®Æc nhiÒu nåi kh«ng ph¶i lµ níc nguyªn chÊt mµ chøa Ýt ®êng vµ chÊt kh«ng ®êng sÏ dÉn ®Õn ¨n mßn nåi h¬i Sù chuyÓn hãa sacaroza: NÕu dung dÞch ®êng cã tÝnh axit hoÆc mét sè chÊt kh«ng ®- êng trong qu¸ tr×nh c« ®Æc bÞ ph©n hñy t¹o thµnh axit th× díi t¸c dông cña nhiÖt sÏ dÉn ®Õn sù chuyÓn hãa sacaroza. Th«ng thêng sù tæn thÊt sacaroza kh«ng vît qu¸ 0,01% so víi nguyªn liÖu mÝa. Sù ph©n hñy sacaroza vµ t¨ng mµu s¾c: Díi t¸c dông cña nhiÖt ®é cao, ®êng sacaroza bÞ caramen hãa. Lîng caramen t¹o thµnh phô thuéc thêi gian truyÒn nhiÖt, nhiÖt ®é vµ pH. ChØ cÇn 1 lîng caramen rÊt nhá còng lµm cho níc mÝa cã mµu ®Ëm. Ngoµi ra ®êng khö bÞ ph©n hñy hoÆc kÕt tña víi nh÷ng chÊt chøa nit¬ t¹o thµnh melanoidin lµm t¨ng mµu s¾c cña níc mÝa. Sù t¨ng mµu s¾c cña níc mÝa trong qu¸ tr×nh bèc h¬i phô thuéc vµo hiÖu qu¶ lµm s¹ch níc mÝa, thêi gian vµ nhiÖt ®é c« ®Æc. §é tinh khiÕt t¨ng cao: §é tinh khiÕt t¨ng trong qu¸ trr×nh c« ®Æc phu thuéc ph¬ng ph¸p lµm s¹ch. §èi víi ph¬ng ph¸p v«i ®é tinh khiÕt t¨ng 0,7 - 1,0, ph- 45
  46. 46. ¬ng ph¸p sunfit hãa t¨ng 0,8 - 1,0 vµ ph¬ng ph¸p cacbonat t¨ng 0,2 - 0,5. Nguyªn nh©n: - ChÊt kh«ng ®êng bÞ ph©n hñy do sù ph©n hñy axit amin vµ muèi cacbonat sinh ra CO2, NH3 lµm cho ®é tinh khiÕt mËt chÌ t¨ng 0,1. - Sù t¹o cÆn trong thiÕt bÞ c« ®Æc, cø 2000 tÊn níc mÝa (15Bx) t¹o chõng 1 tÊn cÆn. - Sù t¨ng ®é tinh khiÕt cßn g©y nªn do sù thay ®æi gãc quay riªng cña chÊt kh«ng ®êng ®Æc biÖt lµ ®êng khö. Sù thay ®æi ®é kiÒm: T¨ng: HiÖn tîng t¨ng ®é kiÒm trong qu¸ tr×nh bèc h¬i vËt lý rÊt Ýt thÊy. Gi¶m: Nguyªn nh©n - Sù ph©n hñy axit, vÝ dô: asparagin - Ph©n hñy ®êng khö t¹o axit h÷u c¬ lµm gi¶m ®é kiÒm. - Sù t¹o caramen cña ®êng sacaroza tuy t¸c dông rÊt nhá nhng còng cã ¶nh hëng ®Õn sù gi¶m ®é kiÒm Sù t¹o cÆn: Trong qu¸ tr×nh bèc h¬i, cã sù t¹o thµnh cÆn trong thiÕt bÞ c« ®Æc, lµm tæn thÊt nhiÖt. Trong dung dÞch qu¸ b·o hßa, hiÖn tîng t¹o cÆn sÏ ph¸t sinh tríc hÕt ë nh÷ng chç dung dÞch tiÕp xóc trùc tiÕp víi diÖn tÝch ®èt, tøc lµ cÆn thêng xuÊt hiÖn nhiÒu ë phÇn díi cña èng truyÒn nhiÖt.Thµnh phÇn cña cÆn trong c¸c thiÕt bÞ c« ®Æc s¶n xuÊt b»ng c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c nhau th× kh¸c nhau. Sù h×nh thµnh cÆn trong thiÕt bÞ dÉn ®Õn gi¶m hÖ sè truyÒn nhiÖt vµ do ®ã lµm gi¶m n¨ng suÊt bèc h¬i. Cã nhiÒu ph¬ng ph¸p lo¹i cÆn nhng hiÖn nay phæ biÕn nhÊt vÉn b»ng ph¬ng ph¸p ho¸ häc. C¸c ho¸ chÊt dïng ®Ó lo¹i cÆn nh kiÒm (NaOH, Na2CO3), axit (HCl) vµ muèi ¨n NaCl. Trong s¶n xuÊt ®êng thêng dïng kiÒm sau ®ã dïng axit. Lîng kiÒm dïng chõng 6-12%, thêi gian ®un 2h. Lîng axit kho¶ng 0,5 - 1%, thêi gian ®un tõ 1 - 6h. Sau khi sö dông kiÒm vµ axit, dïng níc röa nåi vµ dïng thanh s¾t lo¹i cÆn khái thiÕt bÞ. HiÖu qu¶ lo¹i cÆn tèt nhng tèn nhiÒu ho¸ chÊt vµ ¨n mßn thiÕt bÞ. §Ó tr¸nh ¨n mßn thiÕt bÞ, tríc khi ®un víi axit, cÇn cho vµo thiÕt bÞ nh÷ng chÊt kiÒm h·m sù ¨n mßn nh DBS hoÆc ryphalgen A. 46
  47. 47. Ryphalgen A cã t¸c dông tèt, ®Ô hoµ tan vµ ph©n bè ®Òu trong dung dÞch axit. IV – Kết tinh đường – quá trình trợ tinh NhiÖm vô nÊu ®êng lµ t¸ch níc tõ mËt chÌ, ®a dung dÞch ®Õn qu¸ b·o hßa. S¶n phÈm nhËn ®îc sau khi nÊu gäi lµ ®êng non gåm tinh thÓ ®êng vµ mËt c¸i. Qu¸ tr×nh nÊu ®êng ®îc thùc hiÖn trong nåi nÊu ch©n kh«ng ®Ó gi¶m nhiÖt ®é s«i cña dung dÞch, tr¸nh hiÖn tîng caramen hãa vµ ph©n hñy ®êng. NhiÖt ®é nÊu ®êng trong kho¶ng 70 - 800 C. §èi víi c¸c s¶n phÈm cÊp thÊp, qu¸ tr×nh kÕt tinh cßn tiÕp tôc thùc hiÖn trong c¸c thiÕt bÞ kÕt tinh lµm l¹nh b»ng ph¬ng ph¸p gi¶m nhiÖt ®é 1 - C¬ së lý thiÕt cña qu¸ tr×nh kÕt tinh ®êng: 1.1 - §é hßa tan cña sacaroza trong níc: §é hßa tan cña sacaroza trong níc t¨ng khi nhiÖt ®é t¨ng. §é hßa tan thêng ®îc biÓu diÔn b»ng sè gam ®êng trong mét gam níc, gäi lµ hÖ sè hßa tan H0. 1.2 - §é hßa tan cña sacaroza trong dung dÞch kh«ng tinh khiÕt: Trong dung dÞch kh«ng tinh khiÕt ®é hßa tan cña sacaroza phô thuéc vµo c¸c chÊt kh«ng ®êng. Chóng cã ¶nh hëng kh¸c nhau ®Õn ®é hßa tan cña sacaroza. Mét sè lµm t¨ng ®é hßa tan cña sacaroza nh KCl, NaCl ... mét sè kh¸c lµm gi¶m nh K2SO4. Nãi chung c¸c chÊt tro lµm t¨ng ®é hßa tan sacaroza, ngîc l¹i ®êng khö vµ mét sè muèi h÷u c¬ lµm gi¶m ®é hßa tan. ¶nh hëng ®Õn ®é hßa tan cña ®êng kh«ng chØ sè lîng chÊt kh«ng ®êng vµ nhiÖt ®é mµ cßn thµnh phÈm vµ chÊt lîng cña chóng. §ã lµ t¸c nh©n rÊt quan träng kh«ng thÓ quªn ®îc v× ¶nh hëng ®Õn ®é tinh khiÕt vµ sù t¹o mËt cuèi. 2. Qu¸ tr×nh hãa häc cña giai ®o¹n nÊu ®êng Sau khi ®îc t¹o thµnh, tinh thÓ sacaroza rÊt bÒn, ë nhiÖt ®é díi 700 C hÇu nh kh«ng cã sù thay ®æi nµo vÒ cÊu tróc còng nh c¸c thay ®æi ®Æc biÖt kh¸c. Nhng sù thay ®æi cña ®êng non trong qu¸ tr×nh kÕt tinh chñ yÕu phô thuéc vµo thµnh phÇn cña mËt c¸i. 2.1. ChuyÓn hãa ®êng sacaroza Sù chuyÓn hãa sacaroza phô thuéc vµo pH vµ nhiÖt ®é. pH ®- êng non phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p lµm s¹ch vµ pH mËt chÌ sau lµm s¹ch, ®ång thêi pH c¸c lo¹i ®êng non còng kh¸c nhau. VÝ dô : §êng non A cã pH 5,8 - 6,8 §êng non B cã pH 5,6 - 6,5 47
  48. 48. §êng non C cã pH 5,5 - 6,4 §êng non luyÖn cã pH æn ®Þnh h¬n kho¶ng pH 6,9 - 7,1. 2.2. Ph©n hñy ®êng khö Trong qu¸ tr×nh nÊu x¶y ra hiÖn tîng thay ®æi kh¶ n¨ng quay cùc cña ®êng khö, ph¶n øng melanoidin, ph¶n øng ph©n hñy ®êng khö thµnh nh÷ng s¶n phÈm kh«ng lªn men. §êng non cã ®é tinh khiÕt thÊp vµ nång ®é cao, sù ph©n hñy cµng t¨ng. 2.3 .Ph¶n øng cña c¸c chÊt kh«ng ®êng h÷u c¬ - Trong qu¸ tr×nh kÕt tinh, 1 sè axit h÷u c¬ trong qu¸ tr×nh kÕt tinh trë thµnh kh«ng tan, kÕt tña ë d¹ng muèi canxi vµ muèi magiª nh : Canxi aconitat, magiª aconitat, canxi oxalat. - Mét sè axit amin kÕt hîp víi ®êng khö t¹o thµnh hîp chÊt h÷u c¬ chøa nit¬ tan trong dung dÞch - Tinh bét, pectin kÕt tinh cïng víi sacaroza vµ liªn kÕt bÒn trong tinh thÓ ®êng - Ph¶n øng caramen, ph¶n øng t¸c dông víi Fe. §é tinh khiÕt ®êng non cµng thÊp, nång ®é chÊt mµu cµng cao. 2.4 .C¸c ph¶n øng cña chÊt kh«ng ®êng v« c¬: Trong qu¸ tr×nh nÊu ®êng, khi nång ®é dung dÞch ®êng t¨ng lªn, nång ®é c¸c chÊt kh«ng ®êng t¨ng. Mét sè chÊt ®¹t qu¸ b·o hoµ vµ cã kh¶ n¨ng kÕt tinh víi ®êng. 2.5. HiÖn tîng nÊu khã. Cã nhiÒu nguyªn nh©n dÉn ®Õn nh÷ng mÎ ®êng rÊt khã nÊu, ®«i khi ®êng non ®Æc cøng trong nåi, bèc h¬i chËm, kh«ng kÕt tinh ®îc. Nguyªn nh©n : - MËt chÌ vµ c¸c nguyªn liÖu nÊu chøa lîng muèi canxi cao. - §é kiÒm dung dÞch cao, mét phÇn ®êng ë d¹ng sa ca rat lµm cho nång ®é vµ ®é nhít t¨ng lªn. - MÝa non, keo nhiÒu, ®é nhít lín còng khã nÊu, ®Æc biÖt lµ khi nÊu c¸c lo¹i ®êng chÊt lîng thÊp. 3 . Qu¸ tr×nh nÊu ®êng VÒ ph¬ng ph¸p cã hai ph¬ng ph¸p nÊu ®êng : - NÊu ®êng gi¸n ®o¹n. 48
  49. 49. - NÊu ®êng liªn tôc. 3.1 . NÊu ®êng gi¸n ®o¹n NÊu ®êng gi¸n ®o¹n gåm 4 giai ®o¹n : C« ®Æc ®Çu, t¹o mÇm, nu«i tinh thÓ, c« ®Æc cuèi. 1. C« ®Æc ®Çu : C« dung dÞch ®Õn nång ®é cÇn thiÕt ®Ó chuÈn bÞ cho sù t¹o thµnh tinh thÓ. Tïy theo ph¬ng ph¸p g©y mÇm mµ khèng chÕ nång ®é kh¸c nhau. Giai ®o¹n nµy nªn c« ë ®é ch©n kh«ng thÊp nhÊt (600-620mm Hg) ®Ó gi¶m nhiÖt ®é s«i cña dung dÞch (thêng nhiÖt ®é = 60 -650 C), gi¶m sù ph©n hñy ®êng. Lîng nguyªn liÖu gèc (mËt chÌ hoÆc ®êng hå) nªn phñ kÝn bÒ mÆt truyÒn nhiÖt cña nåi nÊu, tr¸nh hiÖn tîng ch¸y mËt chÌ trong nåi. Thêi gian c« cã thÓ tõ 30 - 45'. 2. T¹o mÇm tinh thÓ Lµ thêi ®iÓm quan träng cña qu¸ tr×nh nÊu ®êng. Dïng ph¬ng ph¸p thñ c«ng hoÆc dông cô kiÓm tra ®Ó t×m thêi ®iÓm t¹o mÇm. Cã thÓ quan s¸t sù thay ®æi nh sau : §Çu tiªn c¸c dßng chÊt láng trªn kÝnh quan s¸t r¬i nhanh xuèng. Khi ®é ®Æc ®Õn nång ®é cÇn thiÕt ®Ó t¹o mÇm th× cã giät mËt ch¶y chËm vµ trªn kÝnh cã nhiÒu vÕt. Khi dung dÞch ®· ®¹t yªu cÇu, dïng mét trong nh÷ng ph¬ng ph¸p t¹o mÇm tinh thÓ ®Ó g©y mÇm C¸c ph¬ng ph¸p t¹o mÇm tinh thÓ: - T¹o mÇm tù nhiªn: NÊu dung dÞch ®êng ®Õn hÖ sè qu¸ b·o hoµ kho¶ng α = 1,4 c¸c tinh thÓ ®êng tù xuÊt hiÖn. Ph¬ng ph¸p nµy hiÖn nay Ýt dïng v× sacaroza rÊt khã tù kÕt tinh, nÊu ®Õn nång ®é cao chÊt lîng ®êng kh«ng b·o ®¶m, thêi gian nÊu kÐo dµi, khã khèng chÕ lîng mÇm. - Ph¬ng ph¸p kÝch thÝch: NÊu mËt ®Õn ®é qu¸ b·o hoµ α = 1,2 - 1,3 (nång ®é kho¶ng 82 - 83 Bx ®èi víi ®êng thµnh phÈm), thay ®æi ®é ch©n kh«ng ®ét ngét, hoÆc cho mét lîng mÇm rÊt Ýt vµo ®Ó kÝch thÝch sù xuÊt hiÖn tinh thÓ míi. Ph¬ng ph¸p bá bét ®êng nh vËy cã u ®iÓm lµ Ýt tèn ®êng ®Ó t¹o mÇm nhng cã nhîc ®iÓm lµ khã khèng chÕ lîng mÇm. - Ph¬ng ph¸p tinh chñng: Thªm lîng bét ®êng ë vÞ trÝ qu¸ b·o hoµ thÊp (α = 1,1). Lîng bét ®êng cho vµo chÝnh lµ lîng nh©n tinh thÓ vµ khèng chÕ kh«ng ®Ó xuÊt hiÖn tinh thÓ míi.Bét ®êng nghiÒn nhá cã thÓ cho vµo d¹ng kh«, nhng nh vËy khã trén ®Òu. Tèt nhÊt lµ bét ®êng sau khi nghiÒn cho vµo trong ancol víi tØ lÖ 1: 0,8. Dùa vµo tÝnh chÊt dÔ bay h¬i vµ nhiÖt ®é s«i thÊp cña ancol 49
  50. 50. lµm cho c¸c mÇm tinh thÓ ®îc trén ®Òu. Yªu cÇu nghiÒn ®êng rÊt nhá tríc khi trén víi ancol. Thêi gian cho vµo kh«ng qu¸ 30s. - Ph¬ng ph¸p nÊu gièng (ph¬ng ph¸p ph©n c¾t). NÊu mét nåi ®êng tinh thÓ cã kÝch thíc nhÊt ®Þnh, sau ®ã chia mét phÇn lµm mÇm tinh thÓ. Ph¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n, dÔ khèng chÕ. Thêng ®îc ¸p dông nÊu ®êng B,C. Lîng gièng nÊu non B kho¶ng 6 - 8%, ®èi víi ®êng non C kho¶ng 22 - 23% so víi khèi lîng ®êng non. - Ph¬ng ph¸p ®êng hå: Dïng ®êng B hoµ víi mËt chÌ t¹o thµnh hçn hîp gièng ®Ó nÊu. Thêng lµm nguyªn liÖu gèc ®Ó nÊu ®êng thµnh phÈm. Ph¬ng ph¸p nµy nÊu ng¾n vµ dÔ nÊu nhng gi¶m lîng ®êng. HiÖn nay c¸c nhµ m¸y ®êng ë níc ta thêng dïng ph¬ng ph¸p ®êng hå vµ ph¬ng ph¸p nÊu gièng. c - Nu«i tinh thÓ: Giai ®o¹n nµy gåm 2 giai ®o¹n : Cè ®Þnh tinh thÓ vµ nu«i tinh thÓ lín lªn. • Cè ®Þnh tinh thÓ : Sau khi t¹o ®ñ tinh thÓ , dïng nguyªn liÖu hoÆc níc nÊu 2 - 3 lÇn ®Ó gi¶m ®é qu¸ b·o hßa xuèng cßn 1,05 # 1,1 ®Ó tinh thÓ míi kh«ng xuÊt hiÖn. • Nu«i tinh thÓ : + NhiÖm vô : - Nu«i tinh thÓ lín lªn nhanh chãng vµ ®Òu cøng. - §¶m b·o chÊt lîng ®êng b»ng c¸c nguyªn liÖu ®· tÝnh to¸n. +Nguyªn t¾c chung: - NhiÖt ®é nguyªn liÖu cho vµo nÊu lín h¬n trong nåi tõ 3 - 50 ®Ó gi÷ nhiÖt ®é s«i trong nåi, t¨ng kh¶ n¨ng truyÒn nhiÖt, trén ®Òu víi ®êng non trong nåi. - Nguyªn liÖu cã ®é tinh khiÕt cao cho vµo tríc, ®é tinh khiÕt thÊp cho vµo sau ®Ó kh«ng ¶nh hëng ®Õn chÊt lîng thµnh phÈm. Qu¸ tr×nh lín lªn cña tinh thÓ gåm 2 qu¸ tr×nh song song : - KÕt tinh ®êng, lµm gi¶m hÖ sè qu¸ b·o hßa. - Bay h¬i níc lµm t¨ng hÖ sè qu¸ b·o hßa. Khi qu¸ tr×nh kÕt tinh x¶y ra chËm h¬n qua tr×nh bay h¬i níc sÏ lµm t¨ng hÖ sè qu¸ b·o hßa. §Õn mét lóc nµo ®ã a qu¸ b·o hßa n»m trong vïng biÕn ®éng hay vïng trung gian sÏ xuÊt hiÖn tinh thÓ "d¹i". TiÕp tôc cho nguyªn liÖu vµo níc th× tinh thÓ "d¹i" cã thÓ bÞ 50
  51. 51. hßa tan. ë giai ®o¹n nµy cã hai ph¬ng ph¸p nÊu: NÊu gi¸n ®o¹n vµ nÊu liªn tôc . * NÊu gi¸n ®o¹n : Cho nguyªn liÖu vµo nu«i tinh thÓ gi¸n ®o¹n víi lîng nguyªn liÖu kh¸c nhau. Võa cho nguyªn liÖu vµo, ®é qu¸ b·o hßa gi¶m, mét sè tinh thÓ míi t¹o thµnh bÞ hßa tan, ®é nhít ®êng non gi¶m. Do thªm mËt chÌ vµo nªn sè tinh thÓ chuyÓn ra xa nhau, hÖ sè truyÒn nhiÖt t¨ng lªn, níc bay h¬i nhanh, dung dÞch qu¸ b·o hßa, ®êng b¾t ®Çu kÕt tinh nhanh, lîng mËt gi¶m, lîng ®êng trong mËt t¨ng lªn, ®é nhít t¨ng, gi¶m hÖ sè truyÒn nhiÖt vµ sù bay h¬i níc. Song sù bay h¬i níc vît xa sù kÕt tinh, dÉn ®Õn sù t¹o thµnh tinh thÓ "d¹i". CÇn ph¶i cho mËt hoÆc nguyªn liÖu vµo chØnh lÝ ngay. Trong qu¸ tr×nh chØnh lÝ cè g¾ng gi÷ hµm lîng tinh thÓ cè ®Þnh. Ph¬ng ph¸p nÊu gi¸n ®o¹n ®ßi hái c«ng nh©n nhiÒu kinh nghiÖm. * NÊu liªn tôc : NÊu liªn tôc cho hiÖu qu¶ cao v× ®é qu¸ b·o hßa lu«n lu«n ®îc gi÷ cè ®Þnh, sù truyÒn nhiÖt, sù bay h¬i vµ kÕt tinh kh«ng bÞ ®øt ®o¹n, do ®ã tèc ®é kÕt tinh t¨ng , gi¶m sù t¹o thµnh c¸c tinh thÓ d¹i. §Ó gi¶m ®é nhít trong giai ®o¹n nµy nªn ph©n ®o¹n nÊu níc. §èi víi nguyªn liÖu ®é tinh khiÕt thÊp nÊu níc nhiÒu lÇn h¬n. NhiÖt ®é níc cho vµo lín h¬n nhiÖt ®é trong nåi lµ 100 C. Kh«ng nªn nÊu níc nhiÒu lÇn vµ lîng níc qu¸ nhiÒu v× thêi gian nÊu qu¸ dµi, tèn nhiªn liÖu. C¸c lo¹i ®êng thµnh phÈm kh«ng nÊu níc Ph¬ng ph¸p gi¸n ®o¹n thêng dïng khi nÊu c¸c lo¹i ®êng cã ®é tinh khiÕt thÊp. Cßn phÇn lín c¸c nhµ m¸y ®êng ®Òu dïng ph¬ng ph¸p nÊu liªn tôc. 4. C« ®Æc cuèi Khi tinh thÓ ®¹t kÝch thíc nhÊt ®Þnh, ngõng cho nguyªn liÖu vµ c« ®Õn nång ®é ra ®êng. Tïy theo tõng lo¹i ®êng, c« ®Æc ®Õn c¸c nång ®é kh¸c nhau nh Bx non A = 92 - 93 ; Bx non B 94 - 96 Bx, Bx non C 98 - 99 Bx. Tr¸nh c« ®Æc nhanh vi cã thÓ t¹o thµnh c¸c tinh thÓ dai. Tríc khi x· ®êng non thêng phun níc nãng 750 C ®Ó gi¶m sù t¹o thµnh tinh thÓ d¹i. Khi ®êng non tõ nåi nÊu ra ngoµi, gi¶m ®é nhít cña mËt, t¹o ®iÒu kiÖn li t©m dÔ dµng. Lîng níc kho¶ng 0,5% so khèi lîng ®êng non. -Tæng thêi gian nÊu mét nåi ®êng phô thuéc kÝch thíc tinh thÓ cÇn nÊu, chÊt lîng nguyªn liÖu, tr×nh ®é thao t¸c cña c«ng nh©n vµ 51
  52. 52. c¸c ®iÒu kiÖn kh¸c. ë níc ta nÊu non A kho¶ng 2 - 4 giê: non B 4 - 6 giê vµ non C 8 - 12 giê. 5. Các chế độ nấu đường 5.1 . Môc ®Ých ®Æt chÕ ®é nÊu ®êng : - B·o ®¶m chÊt lîng ®êng thµnh phÈm - T¨ng hiÖu suÊt thu håi ®êng, gi¶m tæn thÊt - C©n b»ng nguyªn liÖu vµ b¸n thµnh phÈm. 5.2 . C¬ së ®Æt chÕ ®é nÊu : - Dùa vµo ®é tinh khiÕt mËt chÌ sau khi lµm s¹ch Theo lý thuyÕt nÕu AP mËt chÌ < 80% nÊu hai hÖ > 80% nÊu ba hÖ > 86% nÊu 4 hÖ hoÆc h¬n 3 hÖ Trong thùc tÕ øng dông c¬ së nµy rÊt linh ho¹t - Dùa vµo yªu cÇu chÊt lîng s¶n phÈm. NÕu chÊt lîng s¶n phÈm cao, ®Ó gi¶m ®é tinh khiÕt mËt cuèi nªn nÊu nhiÒu hÖ h¬n. - Dùa vµo tr×nh ®é thao t¸c cña c«ng nh©n vµ t×nh h×nh thiÕt bÞ cña nhµ m¸y. Tr×nh ®é c«ng nh©n cao, thiÕt bÞ tèt cã thÓ nÊu nhiÒu hÖ h¬n. 5.3 . Nguyªn t¾c : Kinh tÕ nhÊt, lîng nÊu l¹i Ýt nhÊt, chÊt lîng s¶n phÈm ®¹t yªu cÇu cao nhÊt, tæn thÊt ®êng trong mËt cuèi thÊp nhÊt, n©ng cao hiÖu suÊt sö dông thiÕt bÞ. 7. KÕt tinh lµm l¹nh: 7.1 . Môc ®Ých : ë giai ®o¹n cuèi cña qu¸ tr×nh nÊu mét nåi ®êng, tinh thÓ tuy ®· lín lªn nhÊt ®Þnh vµ thµnh phÇn ®êng trong mÉu dÞch cßn nhiÒu, nhng do ®iÒu kiÖn ®é ch©n kh«ng, thiÕt bÞ vµ ®é nhít ®êng non lín, nÕu vÉn tiÕp tôc trong nåi nÊu th× tèc ®é kÕt tinh sÏ rÊt chËm, thêi gian kÐo dµi, ¶nh hëng ®Õn mµu s¾c cña s¶n phÈm. V× vËy khi nÊu ®Õn nång ®é chÊt kh« nhÊt ®Þnh ®èi víi mçi nåi, cho ®êng non vµo thiÕt bÞ lµm l¹nh ®Ó kÕt tinh thªm, ®ång thêi cho ®- êng non thÝch øng víi ®iÒu kiÖn li t©m. 7.2. Nguyªn t¾c : KÕt tinh lµm l¹nh lµ tiÕp tôc lµm cho ®êng non tõ nåi nÊu ®¹t qu¸ b·o hßa vµ kÕt tinh b»ng ph¬ng ph¸p gi¶m nhiÖt ®é tøc lµ lµm l¹nh ®êng non. Do nhiÖt ®é gi¶m, ®é hßa tan cña ®êng gi¶m, ®êng non ®¹t tr¹ng th¸i qu¸ b·o hoµ, tinh thÓ cã thÓ hÊp thô phÇn ®êng non trong mÉu dÞch, t¨ng hiÖu suÊt thu håi, gi¶m tæn thÊt trong mËt cuèi. 52
  53. 53. 7.3. KÕt tinh lµm l¹nh ®êng nn cuèi: Trong chÕ ®é nÊu ®êng nhiÒu hÖ (ba hÖ A, B, C), ®èi víi ®êng non A, B do mËt A, B cßn dïng phèi liÖu nÊu l¹i nªn viÖc kÕt tinh lµm l¹nh kh«ng cÇn ph¶i nghiªm ngÆt l¾m. ThiÕt bÞ KTLL cã t¸c dông nh mét thïng chøa tríc khi li t©m. Cßn ®èi víi ®êng C cÇn ph¶i qua KTLL v× mËt C lµ mËt cuèi, nhiÒu t¹p chÊt, ®é nhít lín, kh«ng dïng nÊu l¹i ®îc, cÇn lµm tinh thÓ ®êng hÊp thô phÇn ®êng trong mÉu dÞch ë møc ®é cao nhÊt ®Ó gi¶m tæn thÊt ®êng trong mËt. Do ®ã KTLL ®êng non C ®îc xem lµ mét trong nh÷ng kh©u quan träng nhÊt ®Ó t¨ng hiÖu suÊt thu håi, gi¶m tæn thÊt cho nhµ m¸y. Qu¸ tr×nh kÕt tinh lµm l¹nh ®êng non cuèi cã nh÷ng khã kh¨n sau ®©y : - Qu¸ tr×nh kÕt tinh chËm do ®é nhít cao kh«ng t¬ng øng víi sù gi¶m hÖ sè qu¸ b·o hßa. Cã khi ®é qu¸ b·o hßa t¨ng lªn sinh ra c¸c tinh thÓ “d¹i” - §é nhít mËt qu¸ cao, li t©m khã. - §é nhít ®êng non cao dÉn ®Õn ngõng trÖ qu¸ tr×nh kÕt tinh, gÉy trôc khuÊy. V× vËy cÇn ph¶i khèng chÕ tèt qu¸ tr×nh kÕt tinh nh sau - HÖ sè qu¸ b·o hßa ∝ = 1,1 ®Ó tr¸nh t¹o kÕt tinh d¹i - Gi¶m nhiÖt ®é theo mét chÕ ®é thÝch hîp - Tèc ®é gi¶m nhiÖt ®é kho¶ng 1- 1,50 C, nhiÖt ®é m¸y ly t©m lµ 45 - 550 C. - Khèng chÕ tèc ®é khuÊy trén, ®¶m b·o ®êng non kh«ng bÞ l¾ng xuèng ®¸y thiÕt bÞ, tinh thÓ ph©n bè ®Òu, b·o ®¶m qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt nhanh. Kh«ng nªn khuÊy nhanh dÔ gÉy trôc vµ tinh thÓ bÞ hßa tan. Thêng khuÊy víi v= 0,36 - 10v/ph. - TÝnh to¸n tèt thµnh phÈm ®êng non vµ thµnh phÇn mËt c¸i ®Ó gi¶m ®é nhít. - Hµm lîng tinh thÓ, kÝch thíc tinh thÓ ph¶i ®¶m b·o tÝnh ®ång ®Òu vµ tèc ®é kÕt tinh nhanh. 7.4.CÊu t¹o thiÕt bÞ kÕt tinh lµm l¹nh: Qu¸ tr×nh kÕt tinh lam l¹nh ®îc thùc hiÖn trong c¸c thiÕt bÞ thïng hë. §Ó gi¶m thÓ tÝch thïng vµ t¨ng nhanh qu¸ tr×nh kÕt tinh, th- êng dïng ph¬ng ph¸p lµm l¹nh cìng bøc b»ng bÒ mÆt truyÒn nhiÖt kiÓu ruét gµ (®èi víi ®êng non A,B) vµ kiÓu c¸c ®Üa khuyÕt quay ®èi víi ®êng non cuèi 53
  54. 54. ThiÕt bÞ kÕt tinh èng ruét gµ. 1 - Th©n thiÕt bÞ 2 - C¸nh khuÊy 3 - Trôc. . Trong thiÕt bÞ ®Üa khuyÕt quay, ®êng non vµ níc lµm l¹nh ®i ngîc chiÒu. Níc lµm l¹nh ®i trong ®Üa theo ®êng ziczac nhê bªn trong ®Üa cã c¸c tÊm ng¨n, råi chuyÓn dÇn tõ chç nµy sang chç kh¸c, qua c¸c ®o¹n trôc nèi 2 ®Üa vµ ra ngoµi theo ®o¹n trôc rçng cuèi cïng. C¸c ®Üa khuyÕt ®îc l¾p ®èi diÖn nhau, ®Ó ®êng non 54 H×nh 5.5: ThiÕt bÞ kÕt tinh lo¹i ®Üa khuyÕt quay. 1 - Th©n thiÕt bÞ 2 - Trôc quay. 3 - Cöa th¸o ®êng non. 4 - §ia khuyÕt. 5 - Bé phËn truyÒn ®éng. 6 - §êng non vµo.
  55. 55. chuyÓn ®éng tõ ®Çu ®Õn cuèi thiÕt bÞ. ¦u ®iÓm cña thiÕt bÞ lµ diÖn tÝch lµm l¹nh lín, hÖ sè truyÒn nhiªt cao. HiÖn nay, ®èi víi trî tinh ®êng non cuèi, cßn sö dông thiÕt bÞ trî tinh kiÓu ®øng, rÊt cã hiÖu qu¶ trong viÖc n©ng cao hiÖu suÊt thu håi ®êng, gi¶m tæn thÊt. ThiÕt bÞ trî tinh ®øng trong nhµ m¸y ®êng 55
  56. 56. VI – Li tâm – sấy – sàng – phân loại và bảo quản 1 - LI T¢M Lµ giai ®o¹n t¸ch tinh thÓ ra khái mËt b»ng lùc li t©m trong c¸c thïng quay víi tèc ®é cao. Sau khi li t©m thu ®îc ®êng mËt n©u vµ mËt tr¾ng Tríc khi li t©m cÇn tiÕn hµnh xö lý ®êng non nh sau: §êng non tõ nåi nÊu ®a xuèng c¸c thiÕt bÞ kÕt tinh lµm l¹nh Thêi gian KTLL: §èi víi non A 2 -3h B 6 - 8h C 22 - 32h Sau ®ã ®îc x¶ xuèng m¸ng ph©n phèi ®Ó khuÊy ®Òu vµ ph©n phèi ®êng non lµ mét thïng ch÷ U n»m ngang, bªn trong cã c¸nh khuÊy lo¹i vÝt t¶i quay víi tèc ®é kho¶ng 1vßng/phót. §Ó tinh thÓ ®- êng kh«ng l¾ng xuèng ®¸y m¸ng, phÝa díi l¾p thªm mét c¸nh khuÊy nhá cã c¸nh quay víi tèc ®é 3vßng /phót. M¸ng ®Æt nghiªng vÒ phÝa m¸y li t©m vµ cã m¸ng x¶ ®êng non xuèng m¸y li t©m §èi víi ®êng non C, m¸ng ph©n phèi lµ thiÕt bÞ hai vá ®Ó n©ng nhiÖt ®é ®êng non lªn kho¶ng 2 - 50 C nh»m gi¶m ®é nhít ®- êng non. * Qu¸ tr×nh li t©m ®îc thùc hiÖn trªn 2 lo¹i m¸y li t©m. Lo¹i m¸y li t©m gi¸n ®o¹n víi vËn tèc 960v/ph, hoÆc li t©m cao tèc dïng cho ®êng C víi tèc ®é 1450 - 1800v/ph, hoÆc lo¹i gi¸n ®o¹i tù ®éng kh¸c lo¹i m¸y li t©m liªn tôc * §èi víi li t©m gi¸n ®o¹n qu¸ tr×nh ph©n mËt ®îc thùc hiÖn qua 4 giai ®o¹n: - Më m¸y vµ cho ®êng non: §Çu tiªn cho m¸y li t©m quay tõ tõ cho tèc ®é m¸y ®¹t 200 - 300v/ph cho ®êng non vµo ph©n phèi ®Òu trong thïng, tr¸nh kh«ng cho ®êng vµo qu¸ ®Çy lµm v¨ng ®êng ra ngoµi t¨ng tæn thÊt. - Ph©n mËt: T¨ng tèc ®é cùc ®¹i, phÇn lín mËt trong ®êng non ®äc t¸ch ra gäi lµ mËt n©u Thêi gian t¸ch phô thuéc vµo chiÒu dÇy líp ®êng non, kÝch thíc thïng quay, ®é nhít cña mËt. - Röa níc + röa h¬i: Sau khi t¸ch mËt xong, trªn bÒ mÆt ®êng cßn phñ 1 líp mËt n©u. §êng thµnh phÈm ®îc röa níc nãng vµ h¬i. 56
  57. 57. C¸c s¶n phÈm trung gian (®êng B, C) kh«ng röa v× cßn ®îc xö lý l¹i trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. NhiÖt ®é níc röa 75 - 800 C. MËt sau khi röa gäi lµ mËt tr¾ng cã ®é tinh khiÕt cao h¬n mËt n©u. Sau röa níc, dïng h¬i b·o hßa cã ¸p suÊt 3 -4 at ®Ó röa, Lîng h¬i dïng kho¶ng 2 -3% so víi khèi lîng ®êng non T¸c dông röa h¬i. - T¨ng nhiÖt ®é dÉn ®Õn ®é nhít gi¶m, ph©n li dÔ dµng - Mét ph©n níc ngng tô tõ h¬i cã t¸c dông röa ®êng mét lÇn n÷a. - Lµm ®êng kh« h¬n, sÊy nhanh, gi¶m kh¶ n¨ng t¹o côc ®êng. -H·m m¸y vµ x¶ ®êng:Sau khi röa h¬i xong, ®ãng van h¬i l¹i h·m m¸y vµ x¶ ®êng. Toµn bé thêi gian hoµn thµnh qu¸ tr×nh li t©m gäi lµ chu kú li t©m Thêng chu kú li t©m §èi víi A: 9 -10 phót §èi víi B: 10 phót §èi víi C: 16 - 20 phót Lo¹i m¸y li t©m thø hailµ li t©m liªn tôc thêng ®îc sö dông ®Ó li t©m ®êng thµnh phÈm hay lµ nh÷ng ®êng non cuèi kh¸c. 57 5.7

×