Làm sạch nước mía bằng phương pháp vôi

Công nghệ sản xuất đường mía
Thông thường nước mía lấy ra là một hỗn hợp lấy nước mía bằng nhiều phương pháp
chứa 13% - 15% chất tan. Ngoài đường sacaroza, trong nước mía còn nhiều chất không
đường có các tính chất hóa lí khác nhau.
Đường tinh khiết của nước mía hỗn hợp thường nằm trong phạm vi 80% -85% tức là
chất khô chứa 82% - 85% đường sacaroza và 15 – 18% chất không chứa đường.
Sự có mặt của các chất không đường trong nước mía dẫn đến sự bốc hơi trực tiếp, kết
tinh đường rất khó khăn và không tinh tế. Nước mía chứa một lượng lớn chất không
đường làm tăng độ hòa tan của đường sacaroza, tăng mật cuối, tăng tỉ lệ đường trong mật
cuối. Trong nước mía có nhiều vụn mía, khi đun nóng, chúng kết tụ lại. Vì vậy các chất
không đường cần phải loại bỏ ra khỏi nước mía.
Làm sạch nước mía là khâu rất quan trọng trong kĩ thuật sản xuất đường. Vì vậy việc
làm sạch nước mía đã được chú ý thích đáng ngay từ khi bắt đầu phát sinh nghành công
nghiệp đường mía. Năm 1937 theo thống kê của Lippmann có trên 700 chất dùng làm
sạch, nhưng những chất có hiệu quả làm sạch cao, có tính chất kinh tế, quy trình làm sạch
không nhiều.
Hiện nay, các nhà máy đường thường áp dụng các phương pháp làm sạch nước mía
khác nhau như: phương pháp vôi, phương pháp sufit hóa, phương pháp cacbonat hóa….
Phương pháp vôi là phương pháp có từ lâu đời và là phương pháp đơn giản nhất. Làm
sạch mía chỉ dưới tác dụng của nhiệt, và vôi và thu sản phẩm đường thô. Phương pháp vôi
có 3 loại: cho vôi vào nước mía lạnh, cho vôi vào nước mía nóng và cho vôi nhiều lần
đun nóng nhiều lần. Sau đây nhóm chúng tôi xin giới thiệu cụ thể về làm sạch nước mía
bằng phương pháp vôi
GVHD: Thái Văn Đức Page 2
Công nghệ sản xuất đường mía
1. Phương pháp cho vôi vào nước lạnh:
Phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh :trước hết cho nước mía hỗn hợp lọc bằng lưới
lọc để loại cám mía . Cân và bơm đến thùng trung hòa và cho vôi đến pH 7,5 .Mỗi tấn
mía cho khoảng 0,5-0,9 kg vôi . Khuấy đều nước mía , đun nóng đến nhiệt độ 105
0
C rồi

cho vào thùng lắng để loại bọt và chất kết tủa , sẽ thu được nước lắng trong . Đem lọc
nước bùn từ thiết bị lắng , được nước lọc trong . Hỗn hợp nước lắng trong và nước lọc
trong được đem đi cô đặc .
Giải thích quy trình
- Cho hỗn hợp nước mía qua lưới lọc : nhằm mục đích loại bỏ các bã mía còn sót lại
trong dịch ép hay các chất rắn lạ.
- Cho sữa vôi vào trung hòa pH về pH=7,2-7,5 : mục đích của giai đoạn này là đưa pH lên
mức đủ để phát sinh ra các phản ứng phân hủy đường khử.
- Gia nhiệt : vì đây là giai đoạn quan trọng khi làm sạch nước mía nhằm đảm bảo chất
lượng sản phẩm và nâng cao hiệu suất thu hồi đường :
+ loại không khí trong nước , giảm bớt sự tạo bọt , tăng nhanh các quá trình phản ứng hóa
học .
+ tác dụng diệt trùng , đề phòng sự lên men acid và sự xâm nhập của vi sinh vật vào nước
mía .
+ nhiệt độ tăng cao làm tỉ trọng nước mía giảm , đồng thời làm chất keo ngưng tụ , tăng
nhanh tốc độ lắng của các chất kết tủa .
GVHD: Thái Văn Đức Page 3
Công nghệ sản xuất đường mía
Quy trình công nghệ :

Ưu điểm :
- Quản lý thao tác đơn giản
- Trước khi đun nóng, cho vôi vào nước mía đến trung tính tránh được chuyển hóa
đường sacaroza. Nếu cho vôi đều có thể tránh được sự phân gia cua đường.
Nhược điểm:
- Lượng vôi dùng nhiều
- Độ hòa tan trong nước mía lạnh cao. Nếu vôi quá thừa sau khi đun nóng sẽ bị đóng cặn ở
thiết bị.
- Hiệu suất làm sạch thấp.
2. Phương pháp cho vôi vào nước mía nóng

Tương tự như phương pháp gia vôi nước mía lạnh, nhưng công đoạn gia nhiệt được thực
hiện trước khi cho vôi vào. Trước khi trung hoà, một số chất keo như (anbumin, silic
hidroxit…) bị ngưng tụ dưới tác dụng của nhiệt độ và pH. Nhờ vậy, tốc độ lắng nhanh,
lượng vôi trung hoà giảm (khoảng 15-20%), hiện tượng đóng cặn giảm…
GVHD: Thái Văn Đức Page 4
Nước mía hỗn
hợp
Sữa vôi Thùng trung hòa (pH= 7,2 - 7,5)
Đun nóng (102 – 105 ͦC)
Thùng lắng
Nước lắng trong
Nước bùn
Ép lọc
Nước lọc trong Cô đặc
Bùn
Công nghệ sản xuất đường mía
Quy trình công nghệ :

Ưu điểm:
- Tốc độ lắng nhanh, loại được nhiều chất keo, hiệu quả làm sạch tốt hơn gia vôi lạnh.
- Lượng vôi giảm khoảng 15% - 20% so với phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh.
- Hiện tượng đóng cặn giảm.
- Loại protein tương đối nhiều. Do nhiệt độ cao sự tạo kết tủa Ca
3
(PO4)
2
tương đối hoàn
toàn.
Nhược điểm:
- Chất kết tủa không được rắn chắc, thể tích nước bùn so với gia vôi lạnh lớn hơn, đôi

khi nước mía trong chảy khó khăn. Để khắc phục, có thể cho chất trợ lắng ( 1-2 ppm) để
rút ngắn thời gian lắng và thể tích nước bùn.
- Nếu khống chế nhiệt độ và pH không tốt đường khử sẽ bị phân hủy, nếu pH thấp,
saccaroza bị chuyển hóa làm hạn chế quá trình kết tinh. Để tránh hiện tượng chuyển hóa
và phân hủy đường và để có thể ngưng tụ keo dưới tác dụng của nhiệt độ và pH của nước
mía, có thể dùng phương pháp cho vôi phân đoạn.
3. Phương pháp cho vôi phân đoạn
GVHD: Thái Văn Đức Page 5
Nước mía hỗn hợp
Lọc vụn bã mía
Cân
Gia nhiệt(60 ͦC)
Ca(OH)
2
Gia vôi (pH= 7,8 – 8,3)
Gia nhiệt (102-104 ͦC)
Tản hơi
Lắng
Nước mía trong
Nước mía trong hỗn hợp
Nước bùn Lọc
Nước lọc trong
Bùn lọc
Công nghệ sản xuất đường mía
Đây là phương pháp tối ưu nhất của việc làm sạch nước mía bằng vôi. Trước tiên, hỗn
hợp nước mía sau khi lọc được gia vôi đến pH=6.4-6.6 (thường pH = 6.4), lượng vôi dùng
bằng 1/3 tổng lượng vôi. Gia nhiệt lần thứ nhất (90 ℃ ) có thể gia nhiệt đến nước mía sôi.
Sau đó, gia vôi đến pH=7.6-8.2 (thường pH=7.8, nếu pH>8.4 nước mía trong sẽ là kiềm
tính, pH=7.2-7.4 không tốt), lượng vôi dùng bằng 2/3 tổng lượng vôi. Tiếp tục gia nhiệt
nước mía đến sôi hoặc cao hơn một ít giúp việc kết tủa được hoàn toàn. Các giai đoạn tiếp

theo giống phương pháp trên.
Quy trình công nghệ:


GVHD: Thái Văn Đức Page 6
Nước mía hỗn hợp
Lọc vụn bã mía
Cân
Gia nhiệt(90 ͦC)
Gia vôi (pH= 7,6 – 8,2)
Gia nhiệt (100-104 ͦC)
Tản hơi
Lắng
Nước mía trong
Nước mía trong hỗn hợp
Nước bùn Lọc
Nước mía trong
Bùn lọc
Gia vôi (PH= 6,5)
Công nghệ sản xuất đường mía

Ưu Điểm:
- Hiệu suất làm sạch tốt. loại được nhiều chất không đường. Qua 2 lần cho vôi có thế lợi
dụng được 2 điểm ngưng tụ khác nhau để làm chất không đường nên nước mía trong, dễ
lọc bùn, chất keo chứa nito loại 80%, sáp mía loại 90%
- Tiết kiệm khoảng 35% so vs phương pháp cho vôi nước mía lạnh
Nhược Điểm:
- Sơ đồ công nghệ khá phức tạp
- Sự chuyển hóa và phân giải đường sacaroza tương đối lớn
4. Các điều kiện công nghệ của phương pháp vôi

A) Chất lượng vôi
Chất lượng vôi có ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch. Nếu vôi có nhiều tạp chất , khi
cho vôi vào nước mía sẽ làm tăng tạp chất, lắng, lọc và kết tinh khó khăn. Do đó, tiêu
chuẩn của vôi quy định như sau:
CaO >85% MgO < 2%
SiO
2
<0.6% Fe
2
O
3
; Al
2
O
3
<1% ; CaCO
3
<1%.
Trong thành phần vôi, chủ yếu là CaO. Ngoài ra, cần chú ý đến hàm lượng MgO. Nếu
MgO >2% sẽ gây những tác hại sau đây:
- giảm thấp độ hòa tan của vôi;
- thời gian lắng kéo dài;
- tác dụng với đường khử, tăng màu sắc của nước mía;
- làm cho đường có vị đắng.
Các thành phần như : Al
2
O
3 ;
Fe
2

O
3 ;
SiO
2
làm tăng chất keo, tăng màu sắc của nước
mía và đóng cặn trong thiết bị.
GVHD: Thái Văn Đức Page 7
Công nghệ sản xuất đường mía
B) Độ hòa tan của vôi
Độ hòa tan của vôi trong dung dịch đương lớn hơn độ hòa tan của vôi trong nước
nguyên chất. Độ hòa tan của vôi giảm khi nhiệt độ tăng. Độ hòa tan của vôi cũ, vôi mới
và vôi sống cũng khác nhau
Độ hòa tan của các loại vôi khác nhau
Nhiệt đô ,
O
C
Độ hòa tan của vôi CaOg/l
Vôi sống Vôi mới Vôi cũ
100 0.249 0.230 0.201
90 0.302 0.254 0.210
80 0.366 0.305 0.278
70 0.573 0.405 0.333
50 1.380 0.829 0.132
C) Nồng độ của vôi
Nồng độ của vôi sữa thường dùng trong khoảng 10-18 Be. Nồng độ sữa vôi quá đặc sẽ
làm tắc đường ống dẫn, khi tác dụng với nước mía, có thể gây hiện tượng kiềm cục bộ,
làm đường khử phân hủy. Nhưng khi nồng độ sữa vôi tương đối cao, tác dụng tạo kết tủa
nhanh giảm lượng nhiệt bốc hơi.
D) Tác dụng của khuấy sau khi cho vôi
Khuấy có tác dụng phân bố vôi đều trong nước mía và phản ứng được hoàn toàn.

Trường hợp nồng độ sữa vôi cao, rất cần khuấy , tránh hiện tượng kiềm cục bộ.
Qua kết quả thí nghiệm người ta cho thấy nếu kéo dài thời gian khuấy nước mía sau
khi cho vôi sẽ có tác dụng làm sạch, có thể tăng độ tinh khiết của nước mía, dung tích bùn
giảm.
GVHD: Thái Văn Đức Page 8
Công nghệ sản xuất đường mía
E) Các dạng vôi cho vào nước mía.
Vôi được cho vào nước mía theo dạng sữa vôi, vôi bột, canxi sacarat. Trước đây, dạng
vôi bột thường dùng ở các nhà máy đường thủ công. Vôi bột phản ứng chậm, khó khống
chế lượng chính xác, khi phản ứng tỏa nhiệt dễ làm nước mía quá nhiệt gây tác dụng phân
hủy đường khử, màu sắc nước mía đậm. Hiện nay không sử dụng vôi bột.
Vôi ở dạng sữa vôi có tác dụng làm hỗn hợp đồng đều, khống chế dễ dàng. Nhưng bản
thân sữa vôi có chứa một lượng nước nhất định, tăng lượng nhiệt bốc hơi. Hiện nay, dạng
sữa vôi được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường.
Canxi sacarat phản ứng với nước mía tương đối hoàn toàn nhưng cần pha chế trước,
không thuận tiện như sữa vôi. Có thể dùng canxi sacarat cho vào mía nóng để đề phòng
vôi làm đường khử phân hủy.
F) Lượng vôi
Lượng vôi dùng phụ thuộc vào thành phần nước mía, nhưng thành phần nước mía thay
đổi theo giống mía nên lượng vôi cho vào cũng không thể cố định. Đối với phương pháp
vôi, mỗi tấn mía dùng khoảng 0,5-0.9kg vôi.
Trong thực tế sản xuất, thường dùng pH để biểu thị lượng vôi cho vào nước mía. Mặt
khác, khi đun nóng nước mía đã cho vôi, trị số pH thay đổi ( thường giảm từ 0,2 đến 0,5)
nên khi xác định pH cần chú ý đến các yếu tố làm giảm trị số pH:
- Trong trường hợp cho vôi vào nước mía lạnh, tác dụng giữa vôi và nước mía không
hoàn toàn, khi đun nóng sẽ hoàn toàn hơn, do đó giảm pH
- Lúc nước mía sôi, một phần Ca
3
(PO
4

)
2
có thể phân ly thành Ca(OH)
2
.n Ca
3
(PO
4
)
2
không tan và một muối axit hòa tan, sau phân ly làm giảm trị số pH
- Khi đun nóng, Ca
2
HPO
4
sẽ kết hợp với vôi, tạo thành canxi photphat kết tủa và
H
3
PO
4

Ca
2
HPO
4
+ Ca(OH)
2
Ca
3
(PO

4
)
2
+ H
3
PO
4
Khi nhiệt đô cao và môi trường kiềm, đường khử bị phân hủy tạo thành chất màu và các
axit
Do có sự giảm pH sau khi đun nóng, nên trị số pH trong sơ đồ công nghệ là trị số
pH sau khi đun nóng. Thông thường khống chế pH nước mía khoảng trên dưới 7,0.
G) Hàm lượng P
2
O
5
trong nước mía.
GVHD: Thái Văn Đức Page 9
Công nghệ sản xuất đường mía
Trong phương pháp vôi, hiệu quả làm sạch chủ yếu dựa vào phản ứng kết tủa giữa vôi
và P
2
O
5.
Ca
3
(PO
4
)
2
trong nước mía thường tồn tại hai dạng: dạng keo và dạng tinh thể.

Dạng tinh thể làm sạch nước mía, ngược lại dạng keo gây trở ngại co lắng, lọc và kết tinh
đường.
Sự hình thành kết tủa Ca
3
(PO
4
)
2
nhiều hay ít phụ thuộc vào nồng độ Ca
+
và PO
4
3-
trong
nước mía. Trong phương pháp vôi, khi cho vôi đến pH = 7,0 nồng độ ion Ca
+

có thể đủ
để phản ứng tạo kết tủa Ca
3
(PO
4
)
2
nhưng thường hàm lượng P
2
O
5
trong mía rất thấp. Theo
kết quả nghiên cứu từ năm 1920 đến năm 1940 người ta thấy hàm lượng P

2
O
5
cần thiết
vào khoảng 300mg P
2
O
5
/lít nước mía. Nếu hàm lượng P
2
O
5
quá ít, có thể cho vào nước
mía axit photphoic hoặc muối photphat hòa tan để nâng cao hiệu quả làm sạch.
H) Nhiệt độ vôi
Dựa vào tình hình thực tế để chọn nhiệt độ cho vôi phù hợp. Thường nhiệt độ đun
nóng khoảng 105
0
C. Nhiệt độ cao có tác dụng tăng tốc độ kết tủa làm giảm dung tích
nước đường, nhưng có thể làm tăng màu sắc nước mía( do sự phân hủy đường khử) và có
thể làm cho một phần keo đã kết tủa hòa tan lại. Vì vậy cần khống chế nhiệt độ nước mía
đến sôi hoặc cao hơn một chút là thích hợn.
5. So sánh các phương pháp cho vôi để làm sạch nước mía
A. Giống nhau
• Là phương pháp đơn giản, được sử dụng từ lâu.
• Làm sạch nước mía dưới tác dụng của nhiệt và vôi.
• Sản phẩm cuối cùng thu được trong các phương pháp là đường thô.
B. Khác nhau
Phương pháp cho vôi
vào nước mía lạnh

Phương pháp cho vôi
vào nước mía nóng
Phương pháp cho vôi
phân đoạn
• Trước hết, nước mía
hỗn hợp được lọc bằng
lưới lọc để loại bỏ cám
mía, cân và bơm đến
thùng trung hòa và cho
vôi đến pH=7,5
• Mỗi tấn mía cho
khoảng 0,5-0,9kg vôi.
• Khuấy đều nước mía,
đun nóng đến nhiệt độ
105
0
c rồi cho vào thùng
• Trước hết đun nóng
nước mía hỗn hợp
đến 105
0
c
• Một số keo(anbumin,
silie hidroxit) bị
ngưng tụ
• Cho vôi vào thùng
trung hòa, khuấy
trộn đều để kết tủa
được hoàn toàn sau
đó loại chất kết tủa ở

• Nước mía hỗn hợp được
lọc bằng lưới lọc để loại
bỏ cám và tạp chất.
• Cho một lượng vôi sữa
để nâng pH của nước mía
lên pH=6,4.
• Nước mía qua thiết bị
đun nóng, nâng nhiệt lên
102-105
0
c.
• Gia vôi lần 2 ở thiết bị
trung hòa lên pH=7,2-
GVHD: Thái Văn Đức Page 10
Công nghệ sản xuất đường mía
Quy trình để loại bọt và chất kết
tủa,thu được lắng
trong. Lọc nước bùn ở
thiết bị lắng, được
nước lọc trong. Hỗn
hợp nước lắng trong và
nước lọc trong được
đem đi cô đặc.
thiết bị lắng.
• Nước mía trong
được đem đi cô đặc.
7,5.
• Nước mía sau khi trung
hòa qua thiết bị đun nóng
và vào thiết bị lắng. nước

mía sau khi lắng thu
được nước mía trong và
nước bùn. Nước bùn sẽ
được lọc qua thiết bị lọc
để thu hồi đường còn
trong nước mía.
Ưu điểm
• Quản lý thao tác đơn
giản
• Trước khi đun nóng,
cho vôi vào nước mía
đén trung tính tránh
được chuyển hóa
dường sacaroza. Nếu
cho vôi đều đặn có thể
tránh được sự phân giải
đường khử.
• Loại protein tương
đối nhiều. khi nhiệt
độ cao tạo sự kết tủa
Ca
3
(PO
4
)
2
tương đối
hoàn toàn.
• Hiệu quả làm sạch
tốt. sự chênh lệch độ

tinh khiết cao.
• Tốc độ lắng lớn,
dung tích nước bùn
nhỏ.
• Tiết kiệm lượng vôi
khoảng 15-20% so
với phương pháp cho
vôi nước mía lạnh.
• Hiệu suất làm sạch tốt.
loại được nhiều chất
không đường. Qua 2 lần
cho vôi có thế lợi dụng
được 2 điểm ngưng tụ
khác nhau để làm chất
không đường nên nước
mía trong, dễ lọc bùn,
chất keo chứa nito loại
80%, sáp mía loại 90%
• Tiết kiệm khoảng 35% so
vs pp cho vôi nước mía
lạnh
Nhược
điểm
Lượng vôi dùng nhiều
Độ hòa tan trong nước
mía lạnh cao. Nếu vôi
quá thừa sau khi đun
nóng sẽ bị đóng cặn ở
thiết bị.
Hiệu suất làm sạch

thấp
Sự chuyển hóa
đường sacaroza
tương đối lớn.
Khó khống chế đc
màu sắc nước mía
đậm
Sơ đồ công nghệ khá
phức tạp
Sự chuyển hóa và phân
giải đường sacaroza
tương đối lớn.
GVHD: Thái Văn Đức Page 11
Công nghệ sản xuất đường mía
6. Ưu và nhược điểm các phương pháp làm sạch nước mía
Phương pháp vôi
Phương pháp
sunfit hoá
Phương pháp
cacbonat hoá
Ưu
điểm
- Vốn đầu tư ít
- Thiết bị, quy trình công
nghệ, quản lí điều hành
đơn giản
- Vốn đầu tư ít
- Thiết bị, quy trình công
nghệ, quản lí điều hành
đơn giản

- Sản xuất ra sản phẩm
đường kính trắng
- Hiệu suất thu hồi
cao
- Sản xuất ra
đường kính trắng
chất lượng cao
Nhược
điểm
- Hiệu suất thu hồi sản
phẩm thấp
- Sản xuất ra sản phẩm
đường vàng
- Sản phẩm đường khó
bảo quản, dễ hút ẩm và
biến màu
- Quy trình công
nghệ phức tạp
- Điều hành, quản
lí khó
Kết luận
Tuy có những ưu điểm thì việc áp dụng phương pháp vôi phải lưu ý rất nhiều đến
nhiệt độ, đặc biệt là độ kiềm cao của vôi quá lớn sẽ làm cho khả năng phân giải đường
diễn ra nhanh và nhiều, làm thất thoát lượng đường. Cụ thể: pH = 8-9 thì saccarose bị
phân hủy là 0,05%, còn pH =12 thì saccarose bị phân hủy là 0,5%. Vì thế việc kiểm soát
nhiệt độ và pH thích hợp sẽ góp phần lớn đến hiệu suất của phương pháp vôi
Tài liệu tham khảo.
CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG MÍA. PGS. NGUYỄN NGỘ
BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG MÍA / THÁI VĂN ĐỨC
GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG MÍA/ TRẦN MẠNH HÙNG VÀ NHỮNG

NGƯỜI KHÁC.
/>GVHD: Thái Văn Đức Page 12