Tải bản đầy đủ
Tổng quan về công nghệ sản xuất mía đường

Tổng quan về công nghệ sản xuất mía đường

Tải bản đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

( oC )

nớc

( oC )

nớc

0
10
20
30
40
50

179,20
190,50
203,90
219,50
238,10
260,10

60
70
80
90
100

287,30
320,50
362,20
415,70
487,20

Độ hoà tan của Sacaroza còn phụ thuộc vào các chất
không đờng có trong dung dịch đờng (Bảng I- 5).
Đờng Sacaroza không hào tan trong dầu hoả, Cloroform,
CCL4, CS2, benzen, tecpen, ancol, và glixerin khan. Trong
dung dịch ancol có nớc, đờng Sacaroza hào tan ít. Một gam
ancol có nồng độ 95% có thể hào tan0,01g đờng.
Đờng Sacaroza còn hào tan giới hạn trong anilin, piriđin,
etyl axetat, amyl axetat, phenol và NH3.
Độ ho tan của Sacaroza trong dung dịch nớc chứa các
loại muối
Bảng I -5
Nhiệt
độ
(oC)

30

70

Độ hào tan, g/100g dung dịch

Lợng muối
g/100g nớc

KCL

KBr

KNO3

NaCL

CaCL2

0

219,5

219,5

219,5

219,5

219,5

10

216,0

218,0

217,0

210,0

197,0

20

221,0

220,0

216,0

211,0

189,0

30

228,0

224,0

216,0

219,0

192,0

40

237,5

228,0

217,0

233,0

200,0

50

_

_

218,0

250,0

218,0

60

_

_

_

269,0

243,0

0

320,5

320,5

320,5

320,5

320,5

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

13

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

10

326,0

324,0

321,0

323,0

295,0

20

334,0

228,0

324,0

330,0

286,0

30

345,0

334,0

327,0

344,0

286,0

40

357,0

341,0

331,0

361,0

295,0

50

370,0

349,0

334,0

384,0

308,0

60

384,0

357,0

337,0

406,0

327,0

Độ nhớt. độ nhớt của dung dịch đờng tăng theo chiều
tăng nồng độ và giảm theo chiều tăng nhiệt độ (bảng I - 6)
Nhiệt dung riêng. Nhiệt dung riêng của đờng Sacaroza tinh
theo công thức:
C = 4,18(0,2387 + 0,00172t )

(kj/kg.độ)

(I - 1)
Trong đó:

t: nhiệt độ

o

C

Nhiệt dung riêng trung bình của Sacaroza từ 22 oC đến
51oC là 0,3019
ảnh hởng của nồng độ và nhiệt độ đến độ nhớt của
dung dịch đờng
Bảng I - 6
Nồng
độ

Độ nhớt, 10-3 N.s/m2
20oC

40oC

60oC

70oC

20

1,96

1,19

0,81

0,59

40

6,21

3,29

0,91

1,32

60

58,93

21,19

9,69

5,22

70

485,00

114,80

39,1

16,9

%

Nhiệt dung riêng của dung dịch Sacaroza trong nớc phụ
thuộc vào nồng độ Sacaroza và nhiệt độ đợc tính theo
công thức:

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

14

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy



C = 14,18 1 ( 0,6 0,0018t )
(I - 2)

c
100

(kj/kg.độ)

Trong đó: t - nhiệt độ oC
c - nồng độ thờng %
Khi hoà tan đờng, nớc hấp thụ lợng nhiệt chừng
0,8kcal/g.mol đờng (3,346kj/g.mol đờng). Ngợc lại khi kết
tinh đờng, nhiệt toả ra. Nhiệt lợng riêng của Sacaroza
3941kcal/g (16473kj/g)
Độ quay cực. Dung dịch đờng có tính quay phải. Độ
quay cực riêng của Sacaroza rất ít phụ thuộc vào nồng độ
và nhiệt độ. Do đó rất thuận tiện cho việc xác định đờng
bằng phơng pháp phân cực:

[ ] 20D = 66,469 + 0,00870c-0,000235c
(I - 3)
Trong đó: c - nồng độ Sacaroza trong 100ml.
Trị số quay cực trung bìnhcủa Sacaroza là: [ ] 20D = +
66,5o
Chất kiềm, muối của axit yếu làm giảm độ quay cực
của Sacaroza. Ví dụ: nếu trong dung dịch có một phân tử
đờng và hai phân tử vôi thì độ quay cực của Sacaroza là
51,8o chứ không phải là 66,5o. Đó là do sự tạo thành canxi
Sacarat.
2. Tính chất hoá học của Sacaroza
Tác dụng của axit. Dới tác dụng của axit, Sacaroza bị
thuỷ phân thành glucoza và fructoza theo phản ứng:
H ]
C12H22O11 + H2O [
C6H12O6
+

Sacaroza
+ 66,5o

+

Glucoza
52,5 o

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

C6H12O6
Fructoza
- 93,0o

15

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Hỗn hợp glucoza và fructoza có góc quay trái ngợc với góc
quay phải của Sacaroza, do đó phản ứng trên đợc gọi là
phản ứng đảo nghịch và hỗn hợp đờng đợc gọi là đờng
nghịch đảo (chuyển hoá)
Tác dụng của kiềm. Phân tử đờng Sacaroza không có
nhóm hyđroxyl glucozit nên không có tính khử.
Sacaroza có tính chất nh một axit yếu, kết hợp đợc với
kiềm (vôi) tạo thành sacarat. Với CaO tạo thành canxi
monosacarat,

canxi

đisacarat,

canxi

tisacarat.

Canxi

monosacarat và canxi đisacarat dễ bị phân huỷ. Canxi
trisacarat khó bị phân huỷ và tạo thành tinh thể. Đặc tính
đó của canxi đisacarat đợc ứnh dụng để lấy đờng
Sacaroza ra lhỏi mặt cuối củ cải.
Trong môi trờng kiềm, Sacaroza bị phân huỷ thành
lactoza , glucoza, fructoza và các đờng khác. ở pH từ 8 đến
9 và đun nống trong thời gian dài, Sacaroza bị phân huỷ
thành hợp chất có màu vàng và màu nâu.
Trong phân tử Sacaroza có chứa nhiều nhóm hiđroxyl
nên Sacaroza có thể tạo phức chất, ví dụ với sắt hiđroxit.
Sacaroza tạo hợp chất kép với muối nh NaCL. 2H2O, KCL. H2O,
NaBr. H2O. Những đặc tính đó của Sacaroza có ý nghĩa
đối với sự liên kết chất không đờng vào mạng lới tinh thể đờng lúc lớn lên và đối với thuyết tạo mặt cuối.
Trong môi trờng kiềm, ở nhiệt độ cao, đờng bị phân
huỷ tạo ra các axit và các chất màu, tốc độ phân huỷ tăng
theo độ pH. ở nhiệt độ sôi (trong 1h) vag pH = 8 - 9,
Sacaroza chỉ bị phân huỷ 0,05%. Nếu cùng nhiệt độ nh trên
nhng với pH là 12 thì sự phân huỷ đố tăng 0,5% (h. I - 5).
Sự phân huỷ tạo thành ác sản phẩn có màu thờng do
những phản ứng sau:
Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

16

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

C12H22O11

H 2O



C22H20O10

H 2O



C12H18O9

2 H 2O



C36H50O25
Sacaroza
Caramelen

Izosacaran

Caramenlan
Ehrlich Sacaroza

(Không màu)

(Không màu)

H O
C36H48O24

2

(màu đậm)

19 H O
C96H102O50

(C12H8O4)n hoặc
n

2

(C3H2O)x
Caramelin

Humin

(Schiff)
Chất màu caramen đợc coi nh là hợp chất humin. đó là
sự polime háo ở mức độ khác nhau của - anhidrit.
Tác dụng của enzim. Dới tác dụng của enzim (invertaza),
Sacaroza sẽ chuyển thành glucoza và fructoza. Sau đó, dới
tác dụng của một phức hệ enzim, glucoza và fructoza sẽ
rợu 2:
chuyển thành ancolMen
và CO

C6H12O6

C2H5OH +CO2

(Glucoza hoặc fructoza)
Quy trình sản xuất đờng:
Chuẩn bị nguyên liệu
Lấy nớc mía
Làm sạch nớc mía
Cô đặc nớc mía
Nấu đờng và kết tinh

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

17

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Ly tâm, sấy, đóng bao và bảo quản đờng
I.2. Lấy nớc mía.
Để lấy nớc mía ra khỏi cây mía, hiện nay trong công
nghiệp làm đờng ngời tác dụng thờng sử dụng hai phơng
pháp chính đó là phơng pháp ép và phơng pháp khuyết
tán.
I.2.1. Phơng pháp ép.
Phơng pháp ép vẫn đợc sử dụng từ mấy trăm năm nay.
Nguyên lý chung là xé và ép dập thân cây mía nhằm
phá vỡ các tế bào để lấy nớc mía.
Lợng nớc mía hay nói chính xác là lợng đờng trong cây
mía lấy ra đợc càng nhiều thì càng chứng tỏ rằng hệ
thồng ép làm việc tốt, cụ thể là máy ép và các thiết bịphụ
đều tốt , xử lý mía tốt, sử dụng lực nén , tốc độ máy ép,
miệng ép, phơng thức thấm thấu thích hợpvà công nhân
thao tác có kỹ thuật cao.
Khã năng này đợc thể hiện bằng một chỉ số gọi là hiệu
suấtép, đó là tỷ số giữa lợng đờng trong nớc mía ép ra từ
một trọng lợng mía nhất định đa vào máy ép so với lợng đờng có trong số mía đó.
ép mía là công đoạn đầu tiên của cả quá trình làm đờng đợc chia thành các giai đoạn nhỏ nh sau:
- Vận chuyển, cấp mía vào máy ép
- Xử lý mía trớc khi ép
- ép dập
- ép kiệt nhiều lần
1. Vận chuyển và cấp mía vào máy ép.

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

18

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Đối với các nhà máy lớn, việc vận chuyển và cấp mía cho
máy ép có tầm quan trọng đặc biệt, vì nó góp phần làm
giảm bớt tổn hao lợng đờng trong mía, bảo đảm cho sản
xuất liên tục, giữ vững công suất cho nhà máy, nâng cao
hiệu suất ép và tổng lợng thu hồi đờng.
ở đây, chỉ đề cập tới việc vận chuyển trong nhà máy.
Mía vận chuyển từ ruộng về bằng hệ thống đờng sắt,
đờng thuỷ hoặc đờng bộ đợc tập kết trên bãi rộng. Mía từ
bãi chuyển dần vào để ép. Thông thờng sử dụng các phơng
tiện sau đây: cần cẩu hoặc cầu cẩu, xe goòng, băng xả
mía, máy cào và băng chuyền mía.
a. Cần cẩu
Hiện nay dùng các loại cần cẩu di động và các loại cần
cẩu cố định. Phạm vi hoạt động của cần phụ thuộc vào
chiều dài và góc quay cho phép của cần, thờng dùng loại
quay đợc xung quanh (360o).
Khi chọn và tính cần cẩu thờng chú ý đến ba đặc
tính sau:
- Sức nâng, sức nâng đợc tính bằng 1/10 năng suất ép
trong 1h
- Bán kính hoạt động (chiều dài cần trục) tính theo
công thức R=3 C
Trong đó - R là bán kính hoạt động, m.
- C là năng suất ép, tấn/h.
- Chiều cao nâng tối đa là 8 m.
b. Cầu cẩu
Trớc đây, ngời tác dụng thờng dùng loại cầu cẩu nâng
lên hạ xuống và chạy tới lui trong cùng một mặt phẳng
đứng, nhng tác dụng của loại cầu cẩu đó hạn chế rất nhiều,
Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

19

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

chỉ dùng để bốc mía từ xe xuống . hiện nay đã sử dụng
loại cầu cẩu lớn hơn và có khã năng di chuyển không những
ngang mà còn theo chiều dọc nên có thể đa mía tới mọi vị
trí. Nhà máy đờng vạn điểm, việt trì cũng đã sử dụng loại
cầu cẩu này.
c. Xe goòng
Xe goòng là phơng tiện dùng phổ biến để vận chuyển
mía trên bãi đến băng chuyền mía. Xe goòng này là loại
goòng trống, mía xếp ngang và đợc chắn bằng hai thành
dốc của xe . số lợng goòng cần thiết đẩm bảovận chuyển
mía đủ ép tính theo công thức :
Trong đó

N=

2.C.t
60.m

C - năng suất mía ép, tấn/h
t - thời gian cần cho mỗi lần đi về của

goòng, h
m - tải trọng của goòng, tấn
d. Bục xả mía
Có hai loại bục nghiêng xả mía: cố định và chuyền
động. Bục cố định thờng dùng ở các nhà máy không lớn, độ
nghiêng của mặt bục từ 28o đến 30o. Bục chuyền động có
thể nghiêng mặt nhiều ít tuỳ theo yêu cầu nhờ thanh kéo.
e. Băng xả mía
Để đảm bảo lợng mía đổ xuống băng chuyền đều;
ngời tác dụng thiết kế hai băng chuyền xả mía đặt thẳng
góc với băng chuyền có thể điều chỉnh đợc tốc độ. Băng
xả mía ngắn thờng đợc bố trí trên một chiếc cân để có
thể cân luôn mía
f. Máy cào mía

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

20

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Nguyên lý máy cào mía cũng tơng tự nh ngời kéo rơm
rạ bằng cào. Bộ phận chủ yếu của máy là cần cào , trên đầu
ngănmột bàn cào gồm 4 đến 5 răng có thể nâng lên hạ
xuống và di chuyển tới lui đợc (h.II - 3). Máy cào lắp vuông
góc với băng chuyền và đối diện với xe goòng chở mía để
cào mía từ xe goòng xuống băng chuyền chuyền mía.
g. Băng chuyền mía.
Mía đợc chuyền vào máy ép nhờ băng chuyền kiểu
mắc xích. Hiện naythờng dùng hai kiểu:
- Chạy một băng dài, băng chia làm hai phần: phân
băng và phân nghiên. Phân nghiêng có góc nghiên từ 17 o
đến 21o.
- Chạy hai băng ngắn, mía từ băng trớc đổ xuống băng
sau để lật lớp mía trên băng, sau khi đã qua dao băm thứ
nhất. Lớp mía tiếp tục qua dao băm thứ hai đặt trên băng
sau. Nh vậy, mía đợc băm triệt để hơn.
Bề rộng của băng bằng chiieù dài của trục ép mía.
Chiều dài băng chuyền mía khi dùng một băng thờng
chọn nh sau:
- Phần băng dài gấp 3 - 5 lần chiếu dai xe goòng mía;
- Khi đổ vào máy ép dập hai trục phần nghêng dài từ
21 m đến 24m. khi đổ vào máy ép dập ba trục, phần
nghiêng dài từ 15 m đến 18 m.
Tốc độ của băng chuyền mía có thể điều chỉnh tăng
giảm đợc. Tốc độ trung bình thờng lấy bằng 1/2 tốc độ
chiều dài trục ép. Nếu bố trí một máy băm mía thì ttốc
độ có thể hạ thấp hơn, bằng 0,4 lần tốc độ trục ép.
2. Xử lý mía trớc khi ép

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

21

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Mục đích của giai đoạn này là tạo điều kiện ép dễ
dànghơn, nâng cao năng suất và hiệu suất ép của công
đoạn ép. Cây mía thờng không thẳng, đổ xuống băng lộn
xộn, mía có vỏ cứng, có sức đề kháng lớn, ngoài vỏ có
nhiều phấn trơn trợt khó ép. Bởi vậy, cần san bằng và băm
nhỏ mía để mía dễ đợc kéo vào máy, mật độ mía trên
băng đồng đều dễ ép làm việc ổn định và luôn đầy tải.
Các thiết bị xử ký mía thờng dùng là: máy san bằng,
máy băm, máy đánh tơi.
a. Máy san bằng
Máy gồm 1 trục quay có từ 24 đến 32 cánh cong đợc
lắp trên mặt băng ở một đoạn bằng, quay ngợc chiều với
chiều băng mía đi. Chiều cao mặt băng đến cánh tay máy
tuỳ theo yêu ccầu của lớp mía. Máy đợc dùng để san bằng
lớp mía vừa đổ xuống. Tốc độ quay khoảng 40 - 50 vg/
phân tử.
b. Máy băm
Hiện nay hầu hết ở các công đoạn ép của các nhà máy
đờng đều dùng máy băm mía.
Máy băm cây mía thành những mảnh nhỏ, phá vỡ các
tế bào mía, san mía thành các lớp dầy ổn điịnh trên băng,
nâng cao mật độ mía trên băng từ 125 - 150 kg/m3. Vì
vậy, khi lắp máy băm để xử lý mía, có những tác dụng
chính nh sau:
- Nâng cao năng suất ép, do san mía thành lớp dày
đồng đều, mía dễ đợc kéo vào máy ép không bị trợt,
nghẹn.
- Nâng cao hiệu suất ép, do vỏ cứng đã đợc xé nhỏ, tế
bào mía đợc phá vỡ, lực ép đợc phân bố đều trên mọi

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

22

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

diểm nên máy ép làm việc ổn định và luôn đầy tải, nớc
mía chảy ra đễ dàng.
Tuy vậy, những tác dụng trên không đợc xem nh nhau.
Ngời tác dụng lắp thêm máy búa chủ yếu là nằm nâng
cao năng suất máy ép. Khi lắp một máy băm năng suất ép
tăng lên 12 - 20%, hiệu suất ép tăng khoảng 0,2%.
Máy băm gồm một trục lớn cố định lồng cố điịnh vào
các tấm dĩa có khe để lắp lỡi đao đỡ trên hai đầu bằng ổ
bi trên mỗi đĩa, lỡi dao đợc lắp đối nhau và cân bằng
trọng lợng.
Khoảnh cách giữa các lỡi dao kề nhau thờng là 50 mm,
tuy vậy cũng có một vài nơi giảm xuống tới dới 30 mm, nh ở
nam phi khoảng cách này là 22 mm.
Lỡi dao băm có nhiều kiểu: kiểu lỡi rìu (Goitia), kiểu lỡi
dao rọc giấy (Ramsay), kiểu lỡi dao vuông sắc cả đầu và
hai bên, kiểu răng ca.
Số lỡi dao băm có liên quan đến khoảng cách dự kiến
giữa các lỡi kề nhau:

N

=

L
d

-

1

(II - 3)
Trong đó

N - số lỡi dao
L - chiều rộng băng tải mía, mm đợc
d - khoảng cách giữa các lỡi, mm đợc

Sau khi tính, ngời tác dụng sẻ chọn số lỡi cắt chẵn và ít
hơn kết quả tính. Máy băm quay cùng chiều với băng
chuyền mía. Tốc độ của máy băm từ 400 - 600 vg/phân tử.
Vị trí của máy băm có thể thay đổ theo phơng năm
ngang để điều chỉnh miệng cắt. Miệng cắt là khoảng
cách hẹp nhất giữa đầu lỡi dao và mặt băng chuyền. điều
Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

23