GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG - BÁNH - KẸO part 6 ppt

61
T: thời gian kết tinh, ph.
Khi F =1, T =1 thì S = K và K là tốc độ kết tinh.
Bề mặt các tinh thể phụ thuộc vào số lượng của chúng. Nếu số lượng tinh thể càng
nhiều, kích thước nhỏ, F càng lớn, lượng đường kết tinh nhiều. Nhưng trong thực tế sản xuất
cần khống chế sản phẩm theo kích thước, theo số tinh thể yêu cầu tạo điều kiện thao tác dễ
dàng.
Bề mặt của mỗi tinh thể phụ thuộc vào khối lượng của nó theo công thức
f = 4,12
3
2
p
Trong đó f: Bề mặt tinh thể, cm
2
.
p: Khối lượng 1 tinh thể được xác định bằng phương pháp cân 1 số lượng
tinh thể có kích thước quy định để lấy giá trị trung bình của p, g.
4,12: Hệ số thực nghiệm cho tinh thể sacaroza (theo Kukharenko).
1.7 - Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
kết tinh
1.7.1. - Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh :
Dựa trên cơ sở nghiên cứu các phản ứng dị thể và kết quả thực nghiệm của Andreev
và nhiều người khác, Silin cho rằng quá trình kết tinh chủ yếu là quá trình khuếch tán và giải
thích như sau:
Tinh thể đường được bao quanh một lớp dung dịch không chuyển động với chiều dày d

Ngay sát bề mặt của tinh thể, dung dịch chứa quá bão hòa vì ở đây tồn tại mọi điều
kiện để lượng đường dư từ dung dịch quá bão hòa kết tinh. Như vậy ở bề mặt tinh thể có
nồng độ c' ứng với dung dịch bão hòa. Cách bề mặt tinh thể khoảng d, dung dịch quá bão
hòa với nồng độ C. Do sự chênh lệch nồng độ (C - c') đường sẽ khuếch tán qua lớp dung
dịch không chuyển động d. Khi các phân tử đường khuếch tán đến bề mặt tinh thể thì lập
tức kết tinh. Ở bề mặt tinh thể mới lại có nồng độ c' như cũ, do đó quá trình kết tinh lại tiếp
tục. Như vậy bên cạnh quá trình khuếch tán các phân tử lên bề mặt tinh thể, còn có quá
trình liên kết các phân tử sacaroza trong lưới tinh thể. Nhưng Xilin cho rằng quá trình kết
tinh chủ yếu là quá trình khuếch tán. Do đó, tốc độ kết tinh là tốc độ khuếch tán
Tốc độ kết tinh chính là tốc độ khuếch tán, theo định luật Fick, lượng đường khuếch tán S tỉ
lệ thuận với hiệu số nồng độ (C - c'), tỉ lệ nghịch với khoảng đường khuếch tán d và tỉ lệ thuận với bề
mặt khuếch tán F và thời gian :
S = F
d
cCk )'(
1

: (6.1)
Tốc độ kết tinh K =
d
)'cC(k
1

(6.2)

C
c'
d

62
Theo Einsteins, hệ số khuếch tán k
1
phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối T và độ nhớt môi trường
:
k
1
=

Tk'

trong đó k' hằng số
K =
d
cCkT

)'(

(6.3)
Dựa vào công thức này có thể phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ.
Nhưng ngoài tốc độ khuếch tán các phân tử trên bề mặt tinh thể, còn phải kể đến tốc độ liên
kết các phần tử sacaroza trong lưới tinh thể. Trong phương trình (6.1), bỏ qua yếu tố thứ hai, cho
rằng sự liên kết các phân tử vào lưới tinh thể xảy ra rât nhanh so với tốc độ kết tinh. Theo nghiên cứu
của Mark và Xavinov đối với các dung dịch muố, nhận thấy khi tăng tốc độ khuấy, tốc độ kết tinh
tăng nhưng khi đạt cực đại thì tốc độ kết tinh không thay đổi nữa, lúc này lớp mật bao quanh tinh thể
rất nhỏ (d  0) và theo quan sát của Mark, ở ngay bề mặt tinh thể còn tồn tại một ít dung dịch quá bão
hòa (nồng độ C
1
). Sự bão hòa cần thiết để chuyển đường hòa tan sang trạng thái kết tinh. Tốc độ
chuyển dịch đó tỉ lệ với (C

1
- c')
2
(hai nồng độ đó đều ở ngay bề mặt tinh thể ). Ta có :
K = k
2
(C
1
- c')
2
(6.4)
Trong đó: k
2
hằng số
Vì rằng tốc độ đó cũng bằng tốc độ khuếch tán phân tử đường, ta có:
S=
d
CCk )(
11

(6.5)
(theo sự suy luận ở trên, cần thay c' bằng C
1
)
Nếu loại nồng độ C
1
từ hai phương trình (6.4) và (6.5) ta rút ra phương trình tốc độ kết tinh
chính xác:
K =
])

4
1
(
2
1
[
2
1
2
1
2
11
dk
k
C
dk
k
dk
k
C
d
k

(6.6)
Trong đó C = C - c'
k
2
phụ thuộc vào hình dáng tinh thể
Phương trình (6.6) cho phép tính được tốc độ kết tinh sacaroza ở các hệ số quá bão hòa khác
nhau và trong giới hạn nhiệt độ rộng.

Đối với dung dịch đường có độ tinh khiết thấp, độ nhớt lớn, hệ số k
1
rất nhỏ so với k
2
, tỉ số
2
1
k
k
gần bằng không
Phương trình (6.4) có dạng : K = C
d
k
1

K =
d
)'cC(k
1


Như vậy khi nấu đường có độ tinh khiết thấp dùng phương trình ban đầu, tức là phương trình
(6.3).
1.7.2 - Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh
- Độ quá bão hòa dư
- Nhiệt độ.
- Độ tinh khiết của dung dịch đường
- Độ nhớt
- Sự khuấy trộn
63

2. Quá trình hóa học của giai đoạn nấu đường
Sau khi được tạo thành, tinh thể sacaroza rất bền, ở nhiệt độ dưới 70
0
C hầu như không có sự
thay đổi nào về cấu trúc cũng như các thay đổi đặc biệt khác. Nhưng sự thay đổi của đường non trong
quá trình kết tinh chủ yếu phụ thuộc vào thành phần của mật cái.
2.1. Chuyển hóa đường sacaroza
Sự chuyển hóa sacaroza phụ thuộc vào pH và nhiệt độ. pH đường non phụ thuộc vào
phương pháp làm sạch và pH mật chè sau làm sạch, đồng thời pH các loại đường non cũng
khác nhau.
Ví dụ : Đường non A có pH 5,8 - 6,8
Đường non B có pH 5,6 - 6,5
Đường non C có pH 5,5 - 6,4
Đường non luyện có pH ổn định hơn khoảng pH 6,9 - 7,1.
2.2. Phân hủy đường khử
Trong quá trình nấu xảy ra hiện tượng thay đổi khả năng quay cực của đường khử,
phản ứng melanoidin, phản ứng phân hủy đường khử thành những sản phẩm không lên men.
Đường non có độ tinh khiết thấp và nồng độ cao, sự phân hủy càng tăng.
2.3 .Phản ứng của các chất không đường hữu cơ
- Trong quá trình kết tinh, 1 số axit hữu cơ trong quá trình kết tinh trở thành không tan, kết
tủa ở dạng muối canxi và muối magiê như : Canxi aconitat, magiê aconitat, canxi oxalat.
- Một số axit amin kết hợp với đường khử tạo thành hợp chất hữu cơ chứa nitơ tan trong
dung dịch
- Tinh bột, pectin kết tinh cùng với sacaroza và liên kết bền trong tinh thể đường
- Phản ứng caramen, phản ứng tác dụng với Fe.
Độ tinh khiết đường non càng thấp, nồng độ chất màu càng cao.
2.4 .Các phản ứng của chất không đường vô cơ:
Trong quá trình nấu đường, khi nồng độ dung dịch đường tăng lên, nồng độ các chất
không đường tăng. Một số chất đạt quá bão hoà và có khả năng kết tinh với đường.
2.5. Hiện tượng nấu khó.

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến những mẻ đường rất khó nấu, đôi khi đường non đặc
cứng trong nồi, bốc hơi chậm, không kết tinh được.
Nguyên nhân :
- Mật chè và các nguyên liệu nấu chứa lượng muối canxi cao.
- Độ kiềm dung dịch cao, một phần đường ở dạng sa ca rat làm cho nồng độ và độ nhớt tăng
lên.
- Mía non, keo nhiều, độ nhớt lớn cũng khó nấu, đặc biệt là khi nấu các loại đường chất
lượng thấp.
3 . Quá trình nấu đường
Về phương pháp có hai phương pháp nấu đường :
- Nấu đường gián đoạn.
- Nấu đường liên tục.
3.1 . Nấu đường gián đoạn
Nấu đường gián đoạn gồm 4 giai đoạn : Cô đặc đầu, tạo mầm, nuôi tinh thể, cô đặc
cuối.
1. Cô đặc đầu :
Cô dung dịch đến nồng độ cần thiết để chuẩn bị cho sự tạo thành tinh thể. Tùy theo
phương pháp gây mầm mà khống chế nồng độ khác nhau. Giai đoạn này nên cô ở độ chân
64
không thấp nhất (600-620mm Hg) để giảm nhiệt độ sôi của dung dịch (thường nhiệt độ = 60 -
65
0
C), giảm sự phân hủy đường. Lượng nguyên liệu gốc (mật chè hoặc đường hồ) nên phủ
kín bề mặt truyền nhiệt của nồi nấu, tránh hiện tượng cháy mật chè trong nồi. Thời gian cô có
thể từ 30 - 45'.
2. Tạo mầm tinh thể
Là thời điểm quan trọng của quá trình nấu đường. Dùng phương pháp thủ công hoặc
dụng cụ kiểm tra để tìm thời điểm tạo mầm. Có thể quan sát sự thay đổi như sau : Đầu tiên
các dòng chất lỏng trên kính quan sát rơi nhanh xuống. Khi độ đặc đến nồng độ cần thiết để
tạo mầm thì có giọt mật chảy chậm và trên kính có nhiều vết.

Khi dung dịch đã đạt yêu cầu, dùng một trong những phương pháp tạo mầm tinh thể
để gây mầm
Các phương pháp tạo mầm tinh thể:
- Tạo mầm tự nhiên: Nấu dung dịch đường đến hệ số quá bão hoà khoảng  = 1,4 các tinh thể
đường tự xuất hiện. Phương pháp này hiện nay ít dùng vì sacaroza rất khó tự kết tinh, nấu
đến nồng độ cao chất lượng đường không bão đảm, thời gian nấu kéo dài, khó khống chế
lượng mầm.
- Phương pháp kích thích: Nấu mật đến độ quá bão hoà  = 1,2 - 1,3 (nồng độ khoảng 82 -
83 Bx đối với đường thành phẩm), thay đổi độ chân không đột ngột, hoặc cho một lượng
mầm rất ít vào để kích thích sự xuất hiện tinh thể mới. Phương pháp bỏ bột đường như vậy
có ưu điểm là ít tốn đường để tạo mầm nhưng có nhược điểm là khó khống chế lượng mầm.
- Phương pháp tinh chủng: Thêm lượng bột đường ở vị trí quá bão hoà thấp ( = 1,1). Lượng
bột đường cho vào chính là lượng nhân tinh thể và khống chế không để xuất hiện tinh thể
mới.Bột đường nghiền nhỏ có thể cho vào dạng khô, nhưng như vậy khó trộn đều.
Tốt nhất là bột đường sau khi nghiền cho vào trong ancol với tỉ lệ 1: 0,8. Dựa vào tính chất
dễ bay hơi và nhiệt độ sôi thấp của ancol làm cho các mầm tinh thể được trộn đều. Yêu cầu
nghiền đường rất nhỏ trước khi trộn với ancol. Thời gian cho vào không quá 30s.
- Phương pháp nấu giống (phương pháp phân cắt). Nấu một nồi đường tinh thể có kích thước
nhất định, sau đó chia một phần làm mầm tinh thể. Phương pháp này đơn giản, dễ khống chế.
Thường được áp dụng nấu đường B,C.
Lượng giống nấu non B khoảng 6 - 8%, đối với đường non C khoảng 22 - 23% so với
khối lượng đường non.
- Phương pháp đường hồ: Dùng đường B hoà với mật chè tạo thành hỗn hợp giống để nấu.
Thường làm nguyên liệu gốc để nấu đường thành phẩm. Phương pháp này nấu ngắn và dễ
nấu nhưng giảm lượng đường. Hiện nay các nhà máy đường ở nước ta thường dùng phương
pháp đường hồ và phương pháp nấu giống.
c - Nuôi tinh thể:
Giai đoạn này gồm 2 giai đoạn : Cố định tinh thể và nuôi tinh thể lớn lên.
 Cố định tinh thể : Sau khi tạo đủ tinh thể , dùng nguyên liệu hoặc nước nấu 2 - 3
lần để giảm độ quá bão hòa xuống còn 1,05 ¸ 1,1 để tinh thể mới không xuất hiện.

 Nuôi tinh thể :
+ Nhiệm vụ :
- Nuôi tinh thể lớn lên nhanh chóng và đều cứng.
- Đảm bão chất lượng đường bằng các nguyên liệu đã tính toán.
+Nguyên tắc chung:
65
- Nhiệt độ nguyên liệu cho vào nấu lớn hơn trong nồi từ 3 - 5
0
để giữ nhiệt độ
sôi trong nồi, tăng khả năng truyền nhiệt, trộn đều với đường non trong nồi.
- Nguyên liệu có độ tinh khiết cao cho vào trước, độ tinh khiết thấp cho vào sau
để không ảnh hưởng đến chất lượng thành phẩm.
Quá trình lớn lên của tinh thể gồm 2 quá trình song song :
- Kết tinh đường, làm giảm hệ số quá bão hòa.
- Bay hơi nước làm tăng hệ số quá bão hòa.
Khi quá trình kết tinh xảy ra chậm hơn qua trình bay hơi nước sẽ làm tăng hệ số
quá bão hòa. Đến một lúc nào đó a quá bão hòa nằm trong vùng biến động hay vùng trung
gian sẽ xuất hiện tinh thể "dại". Tiếp tục cho nguyên liệu vào nước thì tinh thể "dại" có thể
bị hòa tan. Ở giai đoạn này có hai phương pháp nấu: Nấu gián đoạn và nấu liên tục .
* Nấu gián đoạn : Cho nguyên liệu vào nuôi tinh thể gián đoạn với lượng nguyên liệu khác
nhau.
Vừa cho nguyên liệu vào, độ quá bão hòa giảm, một số tinh thể mới tạo thành bị hòa
tan, độ nhớt đường non giảm. Do thêm mật chè vào nên số tinh thể chuyển ra xa nhau, hệ số
truyền nhiệt tăng lên, nước bay hơi nhanh, dung dịch quá bão hòa, đường bắt đầu kết tinh
nhanh, lượng mật giảm, lượng đường trong mật tăng lên, độ nhớt tăng, giảm hệ số truyền
nhiệt và sự bay hơi nước. Song sự bay hơi nước vượt xa sự kết tinh, dẫn đến sự tạo thành
tinh thể "dại". Cần phải cho mật hoặc nguyên liệu vào chỉnh lí ngay. Trong quá trình chỉnh lí
cố gắng giữ hàm lượng tinh thể cố định.
Phương pháp nấu gián đoạn đòi hỏi công nhân nhiều kinh nghiệm.
* Nấu liên tục : Nấu liên tục cho hiệu quả cao vì độ quá bão hòa luôn luôn được giữ cố định,

sự truyền nhiệt, sự bay hơi và kết tinh không bị đứt đoạn, do đó tốc độ kết tinh tăng , giảm sự
tạo thành các tinh thể dại.
Để giảm độ nhớt trong giai đoạn này nên phân đoạn nấu nước. Đối với nguyên liệu độ
tinh khiết thấp nấu nước nhiều lần hơn. Nhiệt độ nước cho vào lớn hơn nhiệt độ trong nồi là
10
0
C. Không nên nấu nước nhiều lần và lượng nước quá nhiều vì thời gian nấu quá dài, tốn
nhiên liệu. Các loại đường thành phẩm không nấu nước
Phương pháp gián đoạn thường dùng khi nấu các loại đường có độ tinh khiết thấp.
Còn phần lớn các nhà máy đường đều dùng phương pháp nấu liên tục.
4. Cô đặc cuối
Khi tinh thể đạt kích thước nhất định, ngừng cho nguyên liệu và cô đến nồng độ ra
đường. Tùy theo từng loại đường, cô đặc đến các nồng độ khác nhau như Bx non A = 92 - 93
; Bx non B 94 - 96 Bx, Bx non C 98 - 99 Bx. Tránh cô đặc nhanh vi có thể tạo thành các tinh
thể dai.
Trước khi xã đường non thường phun nước nóng 75
0
C để giảm sự tạo thành tinh thể
dại. Khi đường non từ nồi nấu ra ngoài, giảm độ nhớt của mật, tạo điều kiện li tâm dễ dàng.
Lượng nước khoảng 0,5% so khối lượng đường non.
-Tổng thời gian nấu một nồi đường phụ thuộc kích thước tinh thể cần nấu, chất lượng
nguyên liệu, trình độ thao tác của công nhân và các điều kiện khác. Ở nước ta nấu non A
khoảng 2 - 4 giờ: non B 4 - 6 giờ và non C 8 - 12 giờ.
5. CÁC CHẾ ĐỘ NẤU ĐƯỜNG :
5.1 . Mục đích đặt chế độ nấu đường :
- Bão đảm chất lượng đường thành phẩm
- Tăng hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất
66
- Cân bằng nguyên liệu và bán thành phẩm.
5.2 . Cơ sở đặt chế độ nấu :

- Dựa vào độ tinh khiết mật chè sau khi làm sạch
Theo lý thuyết nếu AP mật chè < 80% nấu hai hệ
> 80% nấu ba hệ
> 86% nấu 4 hệ hoặc hơn 3 hệ
Trong thực tế ứng dụng cơ sở này rất linh hoạt
- Dựa vào yêu cầu chất lượng sản phẩm. Nếu chất lượng sản phẩm cao, để giảm độ tinh khiết
mật cuối nên nấu nhiều hệ hơn.
- Dựa vào trình độ thao tác của công nhân và tình hình thiết bị của nhà máy. Trình độ công
nhân cao, thiết bị tốt có thể nấu nhiều hệ hơn.
5.3 . Nguyên tắc :
Kinh tế nhất, lượng nấu lại ít nhất, chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu cao nhất, tổn thất
đường trong mật cuối thấp nhất, nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị.
5.4 . Các chế độ nấu đường thông thường :
Hiện nay ít dùng chế độ nấu đường trực tiếp tức là dùng mật chè nấu như sau : Mật
chè nấu đường non A, rồi dùng mật A nấu đường non B, mật B nấu đường non C v vv. Nấu
đường trực tiếp thường không bão đảm chất lượng đường và không đảm bão kinh tế.
Non A Non B Non C
Cát A Mật A Cát B Mật B Cát C Mật C
Hiện nay thường dùng chế độ hỗn hợp tức là nấu nhiều loại đường, mỗi loại được nấu
từ nhiều loại nguyên liệu do yêu cầu sản phẩm và tính toán phối liệu.
a. Nấu hai hệ A - C :
Hệ này áp dụng cho các nhà máy sản xuất đường thô và mật chè có độ tinh khiết thấp
theo sơ đồ :
Mật chè

Non A Non C

Đường A Mật trắng Mật nâu Đường C Mật cuối

Đường hồ

Hiện nay có nhiều sơ đồ nấu 2 hệ khác. Ví dụ như:











67










b. Nấu ba hệ A - B - C :
Chế độ nấu này là chế độ phổ biến nhất để nhận đường cát trắng với độ tinh khiết cao.
Chế độ nấu 3 hệ như theo sơ đồ sau :
Mật chè

Non A Non B Non C

Cát A Mật trắng Mật nâu Cát B Mật B Cát C Mật cuối

Hòa tan lại
Đường hồ



Theo sơ đồ này sản phẩm là đường A. Đường B và C cũng có thể là sản phẩm. Nhưng
thông thường đường B và đường C hòa tan lại để nấu đường non A hoặc đường B được trộn
với mật chè thành đường hồ, làm giống nấu non A.
Cũng có thể có nhiều sơ đồ nấu khác, ví dụ như sơ đồ hinh 5.3.



5. 3

68





c. Nấu 4 hệ
Khi độ tinh khiết mật chè cao nấu 4 hệ để giảm tổn thất đường trong mật cuối. Chế độ
nấu 4 hệ theo sơ đồ sau :
Mật chè

Non A Non B Non C Non D

Thành phẩm Mật trắng Mật nâu Đường B Mật B Đường C Mật C Đường D Mật cuối
Hoà tan lại



6. Tính phối liệu hệ thống nấu đường :
Sau khi định ra chế độ nấu với các loại nguyên liệu sẵn có trong phân xưởng, cần tính
phối liệu để tiến hành nấu các loại sản phẩm theo yêu cầu.
Phần tính toán này còn ứng dụng để tính cân bằng toàn phân xưởng nấu đường và tính
toán lượng sản phẩm trong các định kỳ sản xuất.
6.1 . Phương pháp đại số :
a. Tính chất rắn nguyên liệu có độ tinh khiết cao (X%) so với chất rắn đường non
:
Gọi Q
1
: Độ tinh khiết nguyên liệu có độ tinh khiết cao
Q
2
: Độ tinh khiết nguyên liệu có độ tinh khiết thấp
Q
0
: Độ tinh khiết của đường non cần nấu
Muốn có một phần đường non cần X phần nguyên liệu có độ tinh khiết Q
1
và (1-X)
phần nguyên liệu có độ tinh khiết Q
2

Cân bằng trọng lượng đường ta có :
1 . Q

0
= X . Q
1
+ (1 - X) Q
2

=> 100
21
20
x
QQ
QQ
X



VD : Muốn nấu 1 tấn đường non có độ tinh khiết 73% từ mật A có Q
2
= 70% và giống
B có Q
1
= 78% thì lượng giống cần nấu là 37,0
7078
7073



X tấn hoặc 37%
b. Tính chất rắn có độ tinh khiết thấp (x'%) so với chất rắn đường non :
Ta có : x' = 1 - X = 1 - 100.

21
20
QQ
QQ



x' = 100.
21
01
QQ
QQ



H
ồ
B


Hòa tan lại
69
c. Tính chất rắn nguyên liệu có độ tinh khiết thấp (x%) so với chất rắn nguyên liệu có
độ tinh khiết cao.
Giả thiết chất rắn nguyên liệu có độ tinh khiết cao là 1
Ta có : 1.Q
1
+ xQ
2
= (1 + x) Q

0

100.
20
01
QQ
QQ
x



2. Phương pháp nhân chéo :
Phương pháp này đơn giản. Các ký hiệu sử dụng như trên
* Tính lượng nguyên liệu có độ tinh khiết cao và lượng nguyên liệu có độ tinh khiết
thấp so với lượng đường non cần nấu :
Q
1

21
20
QQ
QQ



Q
2

21
01

QQ
QQ



Lượng nguyên liệu có độ tinh khiết thấp so với đường non là :
2
01
020
01
)()( QQ
QQ
QQQQ
QQ






Nếu nấu A tấn đường non thì các tỷ lệ trên được nhân với A.
Ví dụ trên để nấu 20 tấn đường non B :

Giống 78 4,720.
7078
7073



tấn giống

Mật A 70
6,1320.
7078
7378



tấn mật A
3. Tính hiệu suất kết tinh và hiệu suất thu hồi đường
* Hiệu suất kết tinh : là % lượng đường kết tinh so với chất rắn trong đường non x.
Gọi Q
0
: độ tinh khiết đường non
100 : độ tinh khiết đường kết tinh
Q
m
: độ tinh khiết của mật
Ta có : 1.Q
0
= x . 100 + (1 - x) . Q
m

100.
1
0
m
m
QQ
QQ
x




* Hiệu suất thu hồi : là % chất rắn của thành phẩm so với chất rắn trong đường non.
Gọi Q
t
: độ tinh khiết của thành phẩm. Các kí hiệu khác được sử dụng như trên
Ta có : 1.Q
0
= Q
t
. x + (1 - x) . Q
m

100.
0
mt
m
QQ
QQ
x




7. Kết tinh làm lạnh:
7.1 . Mục đích :
Q
0

73
70
Ở giai đoạn cuối của quá trình nấu một nồi đường, tinh thể tuy đã lớn lên nhất định và
thành phần đường trong mẫu dịch còn nhiều, nhưng do điều kiện độ chân không, thiết bị và
độ nhớt đường non lớn, nếu vẫn tiếp tục trong nồi nấu thì tốc độ kết tinh sẽ rất chậm, thời
gian kéo dài, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Vì vậy khi nấu đến nồng độ chất khô
nhất định đối với mỗi nồi, cho đường non vào thiết bị làm lạnh để kết tinh thêm, đồng thời
cho đường non thích ứng với điều kiện li tâm.
7.2. Nguyên tắc :
Kết tinh làm lạnh là tiếp tục làm cho đường non từ nồi nấu đạt quá bão hòa và kết tinh
bằng phương pháp giảm nhiệt độ tức là làm lạnh đường non.
Do nhiệt độ giảm, độ hòa tan của đường giảm, đường non đạt trạng thái quá bão hoà,
tinh thể có thể hấp thụ phần đường non trong mẫu dịch, tăng hiệu suất thu hồi, giảm tổn thất
trong mật cuối.
7.3. Kết tinh làm lạnh đường nn cuối: Trong chế độ nấu đường nhiều hệ (ba hệ A,
B, C), đối với đường non A, B do mật A, B còn dùng phối liệu nấu lại nên việc kết tinh làm
lạnh không cần phải nghiêm ngặt lắm. Thiết bị KTLL có tác dụng như một thùng chứa trước
khi li tâm.
Còn đối với đường C cần phải qua KTLL vì mật C là mật cuối, nhiều tạp chất, độ nhớt
lớn, không dùng nấu lại được, cần làm tinh thể đường hấp thụ phần đường trong mẫu dịch ở
mức độ cao nhất để giảm tổn thất đường trong mật. Do đó KTLL đường non C được xem là
một trong những khâu quan trọng nhất để tăng hiệu suất thu hồi, giảm tổn thất cho nhà máy.
Quá trình kết tinh làm lạnh đường non cuối có những khó khăn sau đây :
- Quá trình kết tinh chậm do độ nhớt cao không tương ứng với sự giảm hệ số quá bão hòa. Có
khi độ quá bão hòa tăng lên sinh ra các tinh thể “dại”
- Độ nhớt mật quá cao, li tâm khó.
- Độ nhớt đường non cao dẫn đến ngừng trệ quá trình kết tinh, gẫy trục khuấy.
Vì vậy cần phải khống chế tốt quá trình kết tinh như sau
- Hệ số quá bão hòa  = 1,1 để tránh tạo kết tinh dại
- Giảm nhiệt độ theo một chế độ thích hợp

- Tốc độ giảm nhiệt độ khoảng 1- 1,5
0
C, nhiệt độ máy ly tâm là 45 - 55
0
C.
- Khống chế tốc độ khuấy trộn, đảm bão đường non không bị lắng xuống đáy thiết
bị, tinh thể phân bố đều, bão đảm quá trình truyền nhiệt nhanh. Không nên khuấy nhanh dễ
gẫy trục và tinh thể bị hòa tan. Thường khuấy với v= 0,36 - 10v/ph.
- Tính toán tốt thành phẩm đường non và thành phần mật cái để giảm độ nhớt.
- Hàm lượng tinh thể, kích thước tinh thể phải đảm bão tính đồng đều và tốc độ kết
tinh nhanh.
7.4.Cấu tạo thiết bị kết tinh làm lạnh:
Quá trình kết tinh lam lạnh được thực hiện trong các thiết bị thùng hở. Để giảm thể tích
thùng và tăng nhanh quá trình kết tinh, thường dùng phương pháp làm lạnh cưỡng bức bằng
bề mặt truyền nhiệt kiểu ruột gà (đối với đường non A,B) (hình 5.4) và kiểu các đĩa khuyết
quay đối với đường non cuối (hình 5.5)

71

Hình 5.4: Thiết bị kết tinh ống ruột gà.
1 - Thân thiết bị 2 - Cánh khuấy 3 - Trục.
.

Trong thiết bị đĩa khuyết quay, đường non và nước làm lạnh đi ngược chiều. Nước
làm lạnh đi trong đĩa theo đường ziczac nhờ bên trong đĩa có các tấm ngăn, rồi chuyển dần từ
chỗ này sang chỗ khác, qua các đoạn trục nối 2 đĩa và ra ngoài theo đoạn trục rỗng cuối cùng.
Các đĩa khuyết được lắp đối diện nhau, để đường non chuyển động từ đầu đến cuối thiết bị.
Ưu điểm của thiết bị là diện tích làm lạnh lớn, hệ số truyền nhiêt cao.
Hiện nay, đối với trợ tinh đường non cuối, còn sử dụng thiết bị trợ tinh kiểu đứng, rất
có hiệu quả trong việc nâng cao hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất.

Hình 5.5: Thiết bị kết
tinh loại đĩa khuyết
quay.
1 - Thân thiết bị
2 - Trục quay.
3 - Cửa tháo đường non.
4 - Đia khuyết.
5 - Bộ phận truyền động.
6 - Đường non vào.

72


Hình 5.6. Thiết bị trợ tinh đứng trong nhà máy đường

Chương 6: LI TÂM - SẤY - ĐÓNG BAO VÀ BẢO QUẢN ĐƯỜNG.

1 - LI TÂM
Là giai đoạn tách tinh thể ra khỏi mật bằng lực li tâm trong các thùng quay với tốc độ
cao. Sau khi li tâm thu được đường mật nâu và mật trắng
Trước khi li tâm cần tiến hành xử lý đường non như sau:
Đường non từ nồi nấu đưa xuống các thiết bị kết tinh làm lạnh
Thời gian KTLL: Đối với non A 2 -3h
B 6 - 8h
C 22 - 32h