Tải bản đầy đủ
II. Làm sạch nước mía.

II. Làm sạch nước mía.

Tải bản đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Mục đích chủ yếu của làm sạch nớc mía hỗn hợp :
- Loại tối đa chất không đờng ra khỏi nớc mía hỗn hợp,
đặc biệt là những chất có hoạt tính bề mặt và chất keo.
- Trung hoà nớc mía hỗn hợp
- Loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong nớc mía.
Làm sạch nớc mía là khâu rất quan trọng của kỹ thuật
sản xuất đờng. Vì thế, việc làm sạch nớc mía đã đợc chú ý
thích đáng từ khi phát sinh công nghiệp đờng. Các nhà
khoa học nghành đờng đã và đang luôn chú ý nghiên cứu
để tìm phơng pháp làm sạch tốt nhất. Mặt khác, thành
phần nguyên liệu mía thay đổi không chỉ từng vụ sản
xuất mà ngay cả trong mỗi vụ sản xuất .Vì thế không thể
có môt phơng án làm sạch chung cố định mà phụ thuộc
vào thành phần nguyên liệu và điều kiện thực tế sản xuất.

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

36

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Bảng thành phần nớc mía hỗn hợp
Tính theo trọng
lợng mía, %
11,8

Tính theo nớc
mía hỗn hợp, %
12,63

Đờng khử

1,35

1,44

Protein

0,42

0,48

Axit tự do

0,13

0,14

Axit kết hợp

0,14

0,15

Chất keo

0,39

0,31

Chất vô cơ

0,57

0,60

59,12

78,15

Thành phần
Đờng sacaroza

Nớc

II.2. Các phơng pháp làm sạch nớc mía.
II.2.1. Phơng pháp vôi
Phơng pháp vôi có từ lâu đời và là phơng pháp đơn
giản nhất. Làm sạch nớc mía của dới tác dụng của nhiệt và
vôi và thu sản phẩm đờng thô. Nhà máyđờng thủ công của
ta dùng phơng pháp vôi để sản xuất mật trầm, đờng phên,
đờng cát vàng v.v...
Phơng pháp vôi có thể chia làm mấy loại sau:
- Cho vôi vào nớc mía lạnh;
- Cho vôi vào nớc mía nóng;
- Cho vôi nhiều lần đun nóng nhiều lần;
Phơng pháp cho vôi vào nớc mía lạnh:
Trớc hết nớc mía hỗn hợp đợc lọc bằng lới lọc để loại cám
mía cân và bơm đến thùng trung hoà và cho vôi đến
pH=7,5. Mỗi tấn mía cho khoảng 0,5-0,9 kg vôi. Khuấy đều
nớc mía, đun nóng đến nhiệt độ 105 0C rồi cho vào thùng

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

37

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

lắng để loại bọt và chất kết tủa sẽ thu đợc nớc lắng
trong.Đem lọc nớc bùn từ thiết bị lắng đợc nớc lọc trong.hỗn
hợp nớc lắng trong và nớc lọc đợc đem đi cô đặc.

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

38

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Sơ đồ công nghệ của phơng pháp cho vôi vào nớc
mía lạnh
Nớc mía hỗn hợp
Thùng trung hoà (pH=7.27,5)
Đun nóng (102-1050C)
Thùng lắng

Nớc bùn

Nớc lắng trong
Nớc

ép lọc

Bùn
lọc
trong

Cô đặc
Phơng pháp cho vôi vào nớc mía nóng:
Trớc hết đun nóng nớc mía dến nhiệt độ 1050C.
Một số keo (anbumin, silic hidroxit) bị ngng tụ dới tác
dụng của nhiệt và pH của nớc mía hỗn hợp. Cho vôi vào
thùng trung hoà, khuấy trộn đều để kết tủa hoàn toàn, sau
đó loại chất kết tủa ở thiết bị lắng.
Ưu điểm của phơng pháp này là tốc độ lắng tơng đối
nhanh, lợng vôi giảm chừng 15-20% so với phơng pháp trên
hiện tợng đóng cặn giãm. Nếu khống chế nhiệt độ và pH
không tốt, ví dụ, khỉ ở 115 0C, pH=8, đờng khử sẽ bị phân
huỷ, nếu pH thấp. Đờng sacaroza bị chuyển hoá. Để tránh
hiện tợng chuyễn hoá và phân hủy đờng và để có thể ngng tụ keo dới tác dụng của nhiệt độ và pH của nớc mía có
thể dùng phơng pháp cho vôi phân đoạn.
Phơng pháp cho vôi phân đoạn:
Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

39

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Đây là phơng pháp u việt, đợc dùng từ năm 1936. Trớc
hết cho vôi vào nớc mía hỗn hợp đến pH=6,4, đun sôi nớc
mía, lại cho vôi đến pH=7,6 lại tiếp tục đun sôi và lắng.
Ưu điểm của phơng pháp là hạt kết tủa lớn lắng nhanh,
tiết kiệm đợc 35% lợng vôi so với phơng pháp cho vôi vào nớc
mía lạnh, loại đợc nhiều chất không đờng,giãm lợng bùn,
hiệu suất làm sạch cao.
Ưu khuyết điểm của các phơng pháp cho vôi:
Phơng pháp cho vôi vào nớc mía lạnh:
- Quản lý thao tác đơn giản
- Trớc khi đun nóng, cho vôi vào nớc mía đến trung tính
do đó tránh đợc sự chuyển hoá đờng sacaroza. Nếu cho vôi
đều đặn, có thể tránh đợc sự phân huỷ đờng khử.
- Lợng vôi dùng nhiều.
- Độ hoà tan của vôi ở trong nớc mía lạnh tăng, do đó
nếu vôi quá thừa thì sau khi đun nóng, vôi sẽ đóng cặn ở
thiết bị.
- Hiệu suất làm sạch thấp
Phơng pháp cho vôi vào nớc mía nóng:
- Loại đợc protein tơng đối nhiều. Do nhiệt độ cao sự
kết tủa của Ca3(PO4)2 tơng đối hoàn toàn.
- Hiệu quả làm sạch tốt. Chênh lệch độ tinh khiết của
mía cao
- Tốc độ lắng lớn ,dung tich nớc bùn nhỏ.
- Tiết kiệm lợng vôi khoảng 15-20% so với phơng pháp
lạnh.
- Sự chuyển hoá đờng sacaroza tơng đối lớn.
- Khó khống chế màu sắc nớc mía đậm.
Phơng pháp cho vôi phân đoạn:

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

40

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

- Hiệu suất làm sạch tốt. Loại đợc các chất không đờng
nhiều. Độ tinh khiết tăng cao, tốc độ kết tinh nhanh, dung
tích nớc bùn nhỏ.
- Tiết kiệm khoảng 35% vôi so với phơng pháp lạnh.
- Sơ đồ công nghệ phức tạp.
- Sự chuyển hoá và phân hủy sacaroza tơng đối lớn.
II.2.2. Phơng pháp sunphít hoá.
Phơng pháp sunfit hoá cò gọi là phơng pháp SO2 vì
trong phơng pháp này ngời ta dùng lu huỳnh dới dạng SO2
để làm sạch nớc mía.
Phơng pháp sunfit hoá có thể chỉâ làm ba loại:
- Phơng pháp sunfit hoá axit.
- Phơng pháp sunfit hoá kiềm mạnh.
- Phơng pháp sunfit hoá kiềm nhẹ.
Đặc điểm của phơng pháp sunfit hoá axit là xông SO2
vào nớc mía đến pH axit và thu đợc sản phẩm đờng trắng.
Đây là phơng pháp có nhiều u điểm nên đợc dùng rộng rãi
trong sản xuất đờng.
Đặc điểm của phơng pháp sunfit hoá kiềm mạnh là
trong quá trình làm sạch nớc mía có một giai đoạn tiến
hành ở pH cao. Hiệu quả làm sạch tơng đối tốt, đặc biệt
đối với loại mía xấu và bị sâu bệnh. Nhng do sự phân huỷ
đờng tơng đối lớn, màu nớc mía đậm, tổn thất đờng
nhiều nên hiện nay không sử dụng phơng pháp sunfit hoá
kiềm nhẹ (pH=8-9) có đặc điểm là chỉ tiến hành thông
SO2 vào nớc mía, không thông SO 2vào mật chè và sản phẩm
đờng thô.
1. Sơ đồ công nghệ của phơng pháp sunfit hoá
axit

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

41

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Nớc mía hỗn hợp
Đun nóng lần I(55-600C)
Thông SO

2

lần I (pH=3,4-3,8)

Trung hoà (pH=6,8-7,2)
Đun nóng lần II(102-1050C)
Thiết bị lắng

Nớc bùn
Lọc ép

Nớc mía trong

Nớc lọc bùn trong

Đun nóng lần III(110-1150C)
Cô đặc
Thông SO

2

lần II (pH=6,2-6,6)

Lọc kiểm tra
Mật chè trong
2. Sơ đồ công nghệ của phơng pháp sunfit hoá
kiềm mạnh
Đặc điểm của phơng pháp này là dùng hai điểm pH,pH
trung tính và pH kiềm mạnh (10,5-11). Do dùng pH kiềm
mạnh nên có thể loại đợc P2O5, SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO v.v...
nhng điều kiện công nghệ của phơng pháp này cha ổn
định.

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

42

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Nớc mía hỗn hợp
Đun nóng lần I(60-650C)
SO2,Ca(OH)2

Trung hòa
Cho vôi (pH=10,5-11)

Máy lọc ép

Nớc bùn
Nớc mía có tính kiềm

Ca(H2PO4)2,SO

2

Trung hoà (pH=7,4-7,6)
Đun nóng lần II(100-1020C)
Lắng
Nớc lắng trong
Bốc hơi
Thông SO

2

lần II

Mật chè
Sơ đồ công nghệ của phơng pháp sunfit hoá kiềm
nhẹ

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

43

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Đây là phơng pháp sản xuất đờng thô, so với phơng
pháp vôi thì hiệu quả loại chất không đờng tốt hơn, nhng
thiết bị và thao tác phức tạp hơn, hoá chất tiêu hao nhiều
hơn nên hiện nay ít dùng.

Nớc mía hỗn hợp
Thùng cho vôi
Đun nóng(50-600C)
Thùng trung hoà(pH=7-7,2)
Đun nóng

Nớc bùn

Thùng lắng
Nớc mía trong

Lọc ép
Nớc lọc

Bùn

trong
Cô đặc
Mật chè
3. Điều kiện công nghệ các phơng pháp sunfit hoá
a. Lợng vôi.
Cho vôi sơ bộ.
Nớc mía hỗn hợp thờng đợc cho vôi sơ bộ đên pH=6,46,6

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

44

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

Trớc hết vôi có tác dụng trung hoà nớc mía và ngng tụ keo
trớc khi đun nóng. Trong nớc mía có nhiều loại keo với những
pH đẳng diện khác nhau, cần xác định trị số pH thích hợp
để ngng tụ đợc nhiều keo, đồng thời không ảnh hởng đến
sự chuyển hoá và phân huỷ đờng. Sau nữa, do tác dụng
của ion Ca2+ đối với chất nguyên sinh rế bào sinh vật nên ức
chế đợc sự phát triển của vi sinh vật.
Cho vôi trung hoà, lợng vôi cho vào quyết định bởi
tính axit của nớc mía và nồng độ SO 2 trong nớc mía. Mặt
khác khi cho vôi vào nớc mía cần đảm bảo chất lợng của nớc
v.v... lợng vôi dùng khoảng 0,2 -0,3% so với trọng lợng mía ép.
Thứ tự cho vôi vào nớc mía đóng vai trò quan trọng. Cho
vôi trớc hoặc thông SO2 trớc là một vấn đề đang đợc nghiên
cứu. Theo Honig, nếu hàm lợng P2O5 trong nớc mía nhỏ hơn
150mg/l, lợng chất nh Fe3+, Al3+ nhỏ hơn 120 mg/l, SiO2 nhỏ
hơn 800mg/l thì tốt nhất là thông SO2 trớc cho vôi sau.
Thứ tự cho vôi và thông SO2 có thể tiến hành theo ba
cách nh sau:
- Cho vôi trớc thông SO2 sau;
- Thông SO2 trớc cho vôi sau;
- Thông SO2 và cho vôi đồng thời.
Cho vôi trớc thông SO2 sau
Ưu điểm:
- Sau khi đun nóng lần thứ nhất, cho vôi đến pH=6, tạo
điểm ngng tụ của keo và có thể khống chế nhiều điểm
ngng tụ của keo.
Khuyết điểm:
- Nớc mía có tính kiềm làm đờng khử phân huỷ tạo
muối canxi hoà tan, tăng hàm lợng muối canxi trong nớc mía
trong ;
Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

45

Đồ án tốt nghiệp
đờng tầng sôi

hệ thống sấy

- Trong môi trờng, sự kết tủa của CaCO3 có tính xốp dễ
bị thuỷ phân, có dung tich lớn, lắng chậm, lọc khó và cần
nhiều diện tích lọc;
- Khi vôi vào một lợng nhất định, không thể nâng cao
cờng độ S và SO2 quá nhiều sẽ tạo thành Ca(H2SO3) hoà tan.
Thông SO2 trớc cho vôi sau
Ưu điểm:
- Trong môi trờng axit sự tạo kết tủa CaSO3 rắn chắc, lắng
tốt, lọc dễ dàng;
- Nếu cho vôi ở nhiệt độ cao hiện tợng phân huỷ đờng
khử không nhiều, màu sắc nớc mía tơng đối tốt;
- Trị số pH của mía tơng đối thấp, có thể loại phần lớn
chất không đờng hữu cơ, sau đó cho vôi vào đến pH gần
trung tính, một phần chất keo có thể ngng tụ.
Khuyết điểm:
- Thông SO2 trớc, nớc mía có tính axit mạnh, một phần
sacaroza bị chuyển hoá.
Cho vôi và SO2 đồng thởi
Ưu điểm:
- Nếu khống chế tốt, có thể tránh đợc hiện tợng
chuyển hoá và phân huỷ đờng.
Khuyết điểm:
- Khó khống chế trị số pH của của nớc mía, dễ sinh
hiện tợng quá kiềm hoặc quá axit.
- Tác dụng ngng tụ của keo không tốt bằng hai phơng
pháp trên.
b. Trị số pH trung hoà

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46

46