Tiểu luận: Công nghệ sản xuất đường pptx

Tiểu luận

Công nghệ sản
xuất đường






- 1 -
Công nghệ sản xuất đ-ờng
Nhóm thực hiện
A Lịch sử và nguyên liệu
Đ-ờng có các tính chất vật lý nh- sau :
Chỉ tiêu Yêu cầu
Ngoại
hình
Tinh thể màu trắng, kích th-ớc t-ơng đối đồng đều, tơi khô,
không vón cục
Mùi vị Tinh thể đ-ờng hoặc dung dịch đ-ờng có vị ngọt, không có mùi
vị lạ
Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh. Khi pha vào n-ớc cất cho dung dịch

trong suốt.
Đ-ờng có ý nghĩa quan trọng đối với dinh d-ỡng của cơ thể con ng-ời.
Đ-ờng là hợp phần chính và không thể thiếu đ-ợc trong thức ăn cho ng-ời.
Đ-ờng còn là nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành công nghiệp (CN)
hiện nay nh- CN bánh kẹo, đồ hộp, đồ uống, CN lên men, sữa, CN d-ợc
phẩm, hóa học v.v Chính vì vậy mà công nghiệp đ-ờng trên thế giới và của
n-ớc ta đã không ngừng phát triển.
Trên thế giới đ-ờng đ-ợc sản xuất chủ yếu từ hai nguyên liệu chính là mía
và củ cải. ở n-ớc ta, mía là nguyên liệu duy nhất để chế biến đ-ờng ăn. Mía
đ-ờng là cây trồng có nhiều -u điểm và có giá trị kinh tế cao:
Xét về mặt sinh học:
- Khả năng sinh khối lớn:Trong vòng 10- 12 tháng, 1ha mía có thể cho năng
suất hàng trăm tấn mía cây và một khối l-ợng lớn lá xanh, gốc, rễ để lại
trong đất.
- Khả năng tái sinh mạnh: Mía là cây có khả năng để gốc đ-ợc nhiều năm,
một lần trồng thu hoạch nhiều vụ. Năng suất mía cây ở vụ gốc đầu th-ờng
cao hơn vụ mía tơ
- Khả năng thích ứng rộng: Cây mía có thể trồng ở nhiều vùng sinh thái khác
nhau, chịu đựng tốt các điêù kiện khắc nghiệt của tự nhiên và môi tr-ờng., đê
thích nghi với các trình độ sản xuất và chế biến.
Xét về mặt sản phẩm:
Ngoài sản phẩm chính là cây mía nguyên liệu để chế biến đ-ờng, cây mía
còn là nguyên liệu hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp của nhiều ngành công nghệp
nh- r-ợu cồn, bột giấy, gỗ ép, thức ăn gia súc, phân bón. Các sản phẩm phụ
của mía đ-ờng nếu khai thác triệt để , giá trị có thể tăng gấp 3-4 lần giá trị
của chính phẩm (đ-ờng ăn).
- 2 -
Thành phần hóa học của cây mía :
Thành phần %
Đ-ờng sacaroza 12,5

glucoza 0,9 14,0
fructoza 0,6
Xơ xenluloza 5,5
Pentozan 2,0 10,0
Cháút keo 0,5
Linhin 2,0
Chất chứa anbumin 0,12
N
2
amit 0,07
Axit 0,21 0,4
NH
3
có vết
Xantin có vết
Chất vô SiO
2
0,25
cơ K
2
O 0,12
Na
2
O 0,01
CaO 0,02
MgO 0,01 0,5
Fe
2
O
3

vết
P
2
O
5
0,07
SO
3
0,02
Cl vết
N-ớc 74,0
Tổng cộng 100
Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của mía, là sản phẩm của công
nghiệp sản xuất đ-ờng, là một disacarit có công thức C
12
H
22
O
11
.
Đ-ờng mía hoặc đ-ờng củ cải và đ-ờng sacaro tinh khiết về mặt hoá học, ở
dạng tinh thể.Đ-ờng thô ch-a pha thêm h-ơng liệu hoặc chất màu.Đ-ờng
mía,đ-ờng củ cải có pha thêm h-ơng liệu hoặc chất màu.Đ-ờng mía chiết
xuất từ n-ớc ép thân cây mía. Đ-ờng củ cải chiết xuất từ n-ớc ép củ cải
đ-ờng.
Đ-ờng thô của mía hoặc củ cải th-ờng ở dạng tinh thể có màu nâu, màu này
do có chất bẩn.Đ-ờng mía hoặc đ-ờng củ cải tinh chế thu đ-ợc qua xử lý
thêm đ-ờng thô. Chúng ở dạng tinh thể màu trắng đ-ợc th-ơng mại hoá theo
- 3 -
các mức độ tinh khiết hoặc d-ới dạng hình lập ph-ơng nhỏ, đóng bánh, các

mảnh, thỏi nhỏ hoặc là các miếng nhỏ đều đổ khuôn hạt cắt.
Ngoài đ-ờng thô và đ-ờng tinh chế kể trên, nhóm này còn gồm đ-ờng nâu
tạo thành từ đ-ờng trắng pha thêm với một l-ợng nhỏ n-ớc caramen hoặc
n-ớc mật, và đ-ờng phèn tạo thành từ các tinh thể lớn do sự kết tinh chậm
n-ớc đ-ờng đủ độ cô đặc.
Đ-ờng khác, bao gồm đ-ờng lacto, đ-ờng malto, gluco và flucto tinh khiết
về mặt hoá học, dạng tinh thể, siro đ-ờng ch-a pha thêm h-ơng liệu hoặc
chất màu, sản phẩm thay thế mật ong , đã hoặc ch-a pha thêm, mật ong tự
nhiên, đ-ờng và n-ớc đ-ờng ch-ng thành caramen.
Ngoài ra còn một số loại đ-ờng đ-ợc chế biến từ hoa quả,mật ong
1. Sự phát triển công nghiệp đ-ờng mía trên thế giới:
ấn Độ là n-ớc đầu tiên trên thế giới sản xuất đ-òng mía. Do đó danh từ
đ-ờng có nguồn gốc từ ấn Độ " sankara". Vào khoảng năm 398, ng-ời ấn Độ
và Trung Quốc đã biết chế biến mật thành đ-ờng tinh thể. Từ đó phát triển
sang Ba T- , Italia, Bồ Đào Nha, đồng thời đã mở ra ngành CN mới là ngành
CN luyện đ-ờng. Đến thế kỷ 16, nhiều nhà máy luyện đ-ờng đã mọc lên ở
Anh, Đức, Pháp.
Lúc đầu CN đ-ờng rất thô sơ, ép mía bằng 2 trục gỗ đứng, kéo bằng sức kéo
trâu bò, lắng bằng vôi, cô đặc ở chảo và kết tinh tự nhiên. CN đ-ờng tuy có
từ lâu đời nh-ng bắt đầu từ thế kỷ thứ 19 mới đ-ợc cơ khí hóa từ khi Châu
Âu phát hiện ra củ cải đ-ờng, nhiều thiết bị quan trọng đã đ-ợc phát minh:
- 1867, loại máy ép bằng gang 3 trục nằm ngang kéo bằng máy hơi n-ớc
đ-ợc dùng đầu tiên ở đảo Réunion ở Pháp. Sau đó cải tiến ghép nhiều trục ép
và có dùng n-ớc thẩm thấu để nâng cao hiệu suất ép.
- 1812, ông Barrnel ng-ời Pháp là ng-ời đầu tiên dùng khí CO2 để bão hòa
vôi và dùng ph-ơng pháp lọc để loại kết tủa CaCO3. Cũng thế kỷ 19, kỹ s-
Tratini ng-ời Italia đã dùng khí SO2 để kết tủa chất không đ-ờng và tẩy màu
trong n-ớc mía.
- 1813, Howard phát minh nồi bốc hơi chân không một hiệu nên hiệu quả
bốc hơi còn thấp.

- 1820, máy ép khung bản ra đời.
- 1843, Rillieux phát minh hệ bốc hơi nhiều nôi, tiết kiệm đ-ợc hơi dùng.
- 1837, Pouzolat phát minh máy li tâm truyền động ở đáy, lấy đ-ờng ở trên,
thao tác không thuận tiện. Sau đó Bessener phát minh máy li tâm kiểu thùng
quay.
-1867 Weston cải tiến máy li tâm truyền động ở trên, lấy đ-ờng ở d-ới, hiện
đang đ-ợc dùng phổ biến tại các nhà máy đ-ờng.
- 1892, máy ép 3 trục hiện đại đ-ợc dùng ở Mỹ.
- 1878 máy sấy thùng quay xuất hiện, 1884 thiết bị trợ tinh ra đời.
- 4 -
Trong mấy chục năm nay, kỹ thuật ngành đ-ờng đã phát triển với tốc độ
nhanh. Vấn đề cơ khí hóa, tự động hóa, tin học hóa toàn bộ dây chuyền sản
xuất, các thiết bị trong dây chuyền công nghệ cũng nh- các thiết bị phân tích
hiện đại đã đ-ợc ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy đ-ờng. Trong 20 năm
qua, kỹ thuật công nghiệp đ-ờng trên TG có nhiều biến đổi quan trọng, bắt
đầu từ thập kỷ 80 và tiếp tục trong nhiều năm 90. Ví dụ:
. Thập kỷ 80, Công ty Benghin- Say Pháp và công ty Teron và Eridania của ý
đã nghiên cứuvà phát minh thiết bị, ph-ơng pháp kết tinh chân không liên
tục. Năm 1982, ngà máy luyện đ-ờng Nantes thực nghiệm thành công, đến
1984 nhà máy Elsdof ( Tây Đức) tiến hành sản xuất và 1985 đã dùng thiết bị
kết tinh liên tục của Công ty Fives Cail Babcock ( FCB) để nấu đ-ờng. Hiện
nay nhiều thiết bị nấu đ-ờng liên tục của FCB đã đ-ợc dùng trong nhiều nhà
máy đ-ờng trên thế giới.
. Cùng với sự phát triển của nấu đ-ờng liên tục, các n-ớc Đức, Pháp, ý v.v
đã nghiên cứu thiết bị trợ tinh chân không liên tục . Và chính Công ty
Benghin- Say Pháp đã thành công trong việc dùng trợ tinh chân không liên
tục ở nhà máy đ-ờng luyện Nantes, sau đó ở nhà máy đ-ờng củ cải
Sermaize, nhà máy Gol và Bois- Rouge (Pháp), nhà máy đ-ờng Allscoff
(Anh). Hiện nay là thiết bị trợ tinh chân không liên tục MET của Công ty
BMA, đã làm trọng l-ợng tinh thể đ-ờng non tăng 15-30%.

2. Tình hình sản xuất mía đ-ờng ở n-ớc ta:
N-ớc ta là một n-ớc có truyền thống sản xuất đ-ờng từ lâu đời. Từ lâu, nhân
dân ta đã biết dùng những máy ép giản đơn nh- máy ép bằng đá, máy ép
bằng gỗ dùng sức trâu bò kéo. N-ớc mía ép đ-ợc nấu ra nhiều dạng sản
phẩm khác nhau: Mật trầm, đ-ờng phên, đ-ờng thô, đ-ờng cát vàng. ở miên
Trung, nhân dân ta đã biết dùng lòng trắng trứng, đát bùn, vôi để làm
sạch n-ớc mía, sản xuất các loại đ-ờng đặc sản nh- đ-ờng muỗng, đ-ờng
phèn, đ-ờng phổi, đ-ờng bông, đ-ờng bát dùng trong n-ớc và xuất khẩu.
Trong thời kỳ Pháp thuộc, CN đ-ờng hiện đại của ta hầu nh- không có gì.
N-ớc ta chỉ có hai nhà máy đ-ờng hiện đại: Hiệp Hòa (miền Nam) và Tuy
Hòa (miền Trung). CN đ-ờng ở n-ớc ta trong vòng 100 năm vẫn ở trong
tình trạng sản xuất thủ công là chủ yếu.
Sau ngày hoà bình lập lại, d-ới chế độ xã hội chủ nghĩa, CN đ-ờng hiện đại
của n-ớc ta mới bắt đầu phát triển. ở miền Bắc có các nhà máy đ-ờng hiện
đại nh-: Việt trì, Sông Lam ( 350Tấn mía/ ngày), nhà máy đ-ờng Vạn Điểm
(1000tấnmía/ ngày). ở miền nam có các nhà máy đ-ờng nh- Quảng Ngãi,
Bình D-ơng (1500tấn mía/ ngày), Phan Rang (350tấn mía/ ngày), và hai nhà
máy luyện đ-ờng Khánh Hội (150 tấn đ-ờng thô/ngày), Biên Hòa (200 tấn
mía/ngày). Sau này mới xây dựng thêm các nhà máy nh- La Ngà (2000 tấn
mía/ ngày).v v
- 5 -
Tính đến thời điểm vụ mía 1997- 1998 cả n-ớc có trên 250.000ha mía tăng
hơn 67% so với năm 1994 và đạt sản l-ợng 11,5 triệu tấn mía cây.
Về công nghiệp chế biến:
Năm 1994 cả n-ớc mới có 12 nhà máy đ-ờng cơ giới chế biến khoảng 20%
sản l-ợng mía cây, phần còn lại chế biến bán cơ giới và thủ công, hiệu suất
thu hồi thấp.
Thực hiện ch-ơng trình 1triệu tấn đ-ờng vào năm 2000 của chính phủ, đến
vụ mía 1997-1998, cả n-ớc đã có 35 nhà máy đ-ờng hoạt động với tổng
công suất ép 50.800 tấn, tăn gâp 5 lần so với năm 1994. Cùng với các cơ sở

chế biến bán cơ giới và thủ công, tổng sản l-ợng chung cả n-ớc năm đó đạt
552.000 tấn. Vào năm 2000 thì cả n-ớc đã có 50 nhà máy đ-ờng mía hiện
đại ( trong đó có 4 nhà máy mở rộng công suất) đ-a tổng công suất ép lên
93.500 tấn mía / ngày d-ới nhiều hình thức đầu t- nh- liên doanh hay 100%
vốn n-ớc ngoài
Các nhà máy đ-ờng của n-ớc ta
Tên nhà máy
Công
suất
(tấn
mía/
ngày)
Tên nhà máy
Công
suất
(tấn mía/
ngày)
CAO BằNG
TUYÊN QUANG
SƠN DƯƠNG
THáI NGUYÊN-ĐàI LOAN
SƠN LA
VIệT TRì
HOà BìNH
THANH HOá - ĐàI LOAN
LAM SƠN
NÔNG CốNG
NGHệ AN ANH
SÔNG CON
SÔNG LAM

LINH CảM
QUảNG BìNH
ThừA THIÊN HUế-ấN Độ
QUảNG NAM
QUảNG NGãI
700
700
1000
2000
1000
500
700
6000
6000
1500
6000
1250
350
1000
1500
2500
1000
4500
ĐĂK LĂK
NINH HòA
DIÊN KHáNH
CAM RANH
ĐứC TRọNG
NINH THUậN - ấN Độ
PHAN RANG

NINH THUậN
BìNH PHƯớC
LA NGà
TRị AN
BìNH DƯƠNG
NƯớC TRONG
TÂY NINH - PHáP
THÔ TÂY NINH
HIệP HòA
LONG AN - ấN Độ
BếN TRE
1000
1250
400
3000
2500
2500
350
1000
2000
2000
1000
2000
900
8000
2500
2000
3500
1000
- 6 -

NAM QUảNG NGãI
KON TUM
BìNH ĐịNH
GIA LAI - PHáP
ĐồNG XUÂN
TUY HòA
SƠN HòA
EAKNốP
1000
1000
1000
2800
100
1250
3000
500
TRà VINH - ấN Độ
SóC TRĂNG
PHụNG HIệP
Vị THANH
KIÊN GIANG
THớI BìNH
VạN ĐIểM (đ-ờng luyện)
BIÊN HòA (đ-ờng luyện)
KHáNH HộI (đ-ờng luyện)
2500
1000
1250
1000
1000

1000
200
300
180
B Quy trình sản xuất
I Lấy n-ớc mía
1. Lấy n-ớc mía bằng ph-ơng pháp ép
Để lấy n-ớc mía ra khỏi cây mía, hiện nay trong công nghiệp đ-ờng
ng-ời ta sử dụng hai ph-ơng pháp:
- ép
- Khuếch tán.
Ph-ơng pháp ép vẫn đ-ợc sử dụng phổ biến từ mấy trăm năm nay.
Nguyên lí chung là xé và ép dập thân cây mía nhằm phá vỡ các tế bào để lấy
n-ớc mía.
ép mía là công đoạn đầu tiên của cả quá trình làm đ-ờng đ-ợc chia làm
các giai đoạn nhỏ nh- sau:
- Vận chuyển, cấp mía vào máy ép.
- Xử lí mía tr-ớc khi ép.
- ép dập.
- ép kiệt nhiều lần.
1.1. Vận chuyển và cấp mía vào máy ép:
Mía đ-ợc vận chuyển từ ruộng mía về bằng hệ thống đ-ờng sắt, đ-ờng
thuỷ hoặc đ-ờng bộ đ-ợc tập kết trên bãi rộng. Mía từ bãi đ-ợc chuyển dần
vào để ép. Thông th-ờng sử dụng các ph-ơng tiện sau đây: cần cẩu hoặc cầu
cẩu, xe goòng, băng xã mía, máy cào và băng chuyền mía.
1.2. Xử lí cây mía tr-ớc khi ép:
Vỏ mía có lớp sáp, phấn. Cây mía cong, thẳng, dài ngắn khác nhau. Cho
nên cần xử lí sơ bộ tr-ớc khi ép. Sau xử lí, tính chất vật lí của mía thay đổi.
Tế bào mía bị phá vỡ, mía bị băm thành những sợi dài thích hợp cho vấn đề
- 7 -

ép mía. Vậy mục đích của giai đoạn này là xử lý tr-ớc khi đ-a vào máy ép để
tạo điều kiện ép dễ dàng, nâng cao nâng suất và hiệu suất của công đoạn ép.
Các thiết bị xử lí sơ bộ th-ờng dùng là: Máy san bằng, máy băm, máy
đánh tơi.
1.2 1. Máy san bằng:
Máy dùng để san đều lớp mía vừa đổ xuống băng . Gồm 1 trục quay có
từ 24 - 32 cánh cong đ-ợc lắp trên đoạn băng ở đoạn bằng, quay ng-ợc chiều
với chiều băng mía đi. Tốc độ quay 40 - 50 vòng/phút. Tác dụng của thiết bị
này không lớn lắm, công suất tiêu hao nhiều nên hiện nay các nhà máy
đ-ờng hiện đại ít dùng.
1.2.2. Máy băm mía:
Máy băm mía không thể thiếu đ-ợc trong nhà máy Đ-ờng hiện đại. Hiện
nay các dao băm th-ờng đ-ợc điều khiển bởi 2 môtơ: Môtơ điện và tua bin
hơi.
Máy băm mía điều khiển bằng môtơ điện.
Máy băm cây mía thành những mảnh nhỏ.phá vỡ các tế bào mía, san mía
thành lớp dày ổn định trên băng, nâng cao mật độ mía trên băng từ 125 - 150
Kg/m
3
lên đến 250 - 300kg/m
3
.
Tác dụng chính:
- Nâng cao năng suất ép do san mía thành lớp dày đồng đều, mía dễ
đ-ợc kéo vào máy ép không bị tr-ợt, nghẹt.
- Nâng cao hiệu suất ép, do vỏ cứng đã đ-ợc xẻ nhỏ, tế bào mía bị phá
vỡ, lực ép đ-ợc phân bố đều trên mọi điểm nên máy ép làm việc ổn định và
luôn đầy tải, n-ớc mía chảy ra dễ dàng.
* Số l-ợng dao băm và ph-ơng cách lắp đặt các dao băm:
Hiện nay số l-ợng máy băm th-ờng không quá hai máy. L-ợng ép

tăng nh-ng không tăng tỉ lệ thuận với số máy băm. Một dao băm duy nhất
khó có thể băm tốt hết bề dày lớp mía và băm vụn mía đ-ợc. Theo nghiên
- 8 -
cứu của Hugot, công suất t-ơng đối của các hề thống ép có số dao băm khác
nhau nh- trong bảng.
Công suất t-ơng đối của các hề thống ép có số dao băm khác nhau
Không có dao
băm
Có 1 dao băm Có 2 dao băm
Công suất t-ơng
đối
1 1,15 1,20
Nếu hệ thống có 2 dao băm thì th-ờng lắp đạt nh- sơ đồ d-ới
Cách lắp đặt hai dao băm
1.2.3 . Máy đánh tơi:
Sau khi qua máy băm mía thành lớp, còn nhiều cây mía ch-a đ-ợc băm
nhỏ, cần đ-ợc qua máy đánh tơi để xé và đánh tơi ra để mía vào máy ép dễ
dàng hơn, hiệu suất ép tăng lên. Nếu dùng máy đánh tơi, hiệu suất ép mía có
thể tăng lên 1%. Nó làm tơi mía, nh-ng không có tác dụng trích li n-ớc mía.
Máy đánh tơi dùng đầu tiên trên thế giới do Fiske phát minh vào năm
1886. Hiện nay trên thế giới dùng các máy đánh tơi:
- Kiểu búa ( Gruendler)
- Kiểu đĩa
- Kiểu searby
+ Máy đánh tơi kiểu searby :
Hiệu suất tăng 2,5 % với hệ máy ép 11 trục
1,25% với hệ máy ép 14 trục
10% với hệ máy ép 15 trục.
Hiệu suất trích li nứoc mía:
Có máy đánh tơi Không có máy đánh tơi

L-ợng ép (Tấn mía/h) 88 87,2
Đ-ờng trong bã (%) 2,55 3,05
Hiệu suất trich li(%) 93,55 92,25
Điều kiện thí nghiệm:
- 9 -
1 bộ ép dập : 1066,8 2209,8 mm
4 bộ ép nát : 914,4 x 2132,6mm
+ Máy đánh tơi kiểu búa: Đ-ợc sử dụng ở nhà máy đ-ờng Quảng Ngãi
và Bình D-ơng và đ-ợc dùng phổ biến nhất hiện nay. Đây là một dạng máy
đập bằng các búa xoay, lắp thành hàng song song xung quanh trục quay
bằng thép, đặt trong vỏ máy hình trụ, mặt cắt ngang hình máng. Bên s-ờn
trong của vỏ có gắn nhiều miếng sắt dọc theo thân máy và đ-ợc coi là các
tấm kê của búa đập. Mía đi vào cửa trên của máy và ra ở cửa d-ới. Búa đập
quay với tốc độ khoảng 1200 vòng/phút, theo chiều chuyển động của mía.
Khi lắp một máy đánh tơi kiểu búa, tỉ lệ tế bào mía bị xé là 85%. Nếu dùng
hai máy, tỉ lệ này tăng lên 95%. Đối với dàn ép, th-ờng dùng một máy.
Máy đánh tơi kiểu búa lắc
+ Máy đánh tơi kiểu đĩa: Kiểu này gồm hai trục ghép lại bởi nhiều đĩa răng
c-a hình nón, lắp từng đôi một úp vào nhau. Hai trục quay tốc độ khác nhau,
do đó mía sẽ bị xé tơi.
Máy đánh tơi kiểu đĩa.
- 10 -
1.2.4 . Máy ép dập:
ép dập vùa có tác dụng lấy n-ớc mía, vừa làm cho mía dập vụn hơn, thu
nhỏ thể tích lớp mía để cho hệ thống máy ép sau làm việc ổn định, tăng năng
suất ép, tăng hiệu suất ép và giảm bớt công suất tiêu hao.
Vì vậy máy ép dập có các đặc tính:
. Mặt trục cần có răng để kéo mía
. Mặt trục có tác dụng vừa làm dập, vừa đánh tơi và ép.
. Tốc độ máy ép dập phải lớn hơn tốc độ máy ép phía sau.Th-ờng lớn

hơn 20% để thực hiện việc cung cấp mía. Nếu 2 tốc độ bằng nhau thì việc
cung cấp mía không đều.
Phân loại: Về cấu tạo, máy ép dập có nhiều loại nh-ng phổ biến nhất là 2
loại:
- Loại cấu tạo răng chữ nhân ( Krajewski)
- Loaị cấu tạo răng chữ V ( Fulton)
Trục ép dập kiểu Krajewski có những rãnh dày cong hình chữ Z dọc theo
chiều dài trục cách đều nhau 15 cm. Mỗi trục có 15 hàng, mỗi hàng 5 -7 chữ
Z. Góc giữa các răng 90
0
.
Trục ép dập kiểu Fulton đ-ợc dùng thông dụng hơn cả. Khi ta cắt trục
bằng 1 mặt phẳng dọc trục thì răng trục ở vết cắt có dạng hình chữ V. Góc
mở hình chữ V bằng 60
0
. Để trục kéo mía dễ dàng, ở trục đỉnh và trục tr-ớc,
ng-ời ta đục những rãnh dọc theo thân trục cách nhau 20cm hình chữ nhân.
Đỉnh chữ nhân ở giữa thân trục, góc mở của chữ nhân là 140 - 144
0
. Góc
răng càng nhỏ có tác dụng kéo mía dễ nh-ng nhọn quá thì dễ gãy.
So sánh giữa răng chữ nhân và chữ V:
- Chữ V dùng 3 trục có lắp tấm dẫn mía.
- Chữ nhân dùng 2 trục không lắp tấm dẫn mía.
- Khi không có máy băm, mía vào cả cây, dùng chữ nhân kéo mía tốt hơn
chữ V.
Nếu có máy băm mía thì dùng chữ V tốt hơn, kéo và thoát mía dễ dàng.
- 11 -
Trục ép dập kiểu Fulton
So sánh về hiệu suất ép của 2 loại máy:

Loại máy ép dập Hiệu suất ép (%)
. ép dập 2 trục ( chữ nhân) 40 - 50
. ép dập 2 trục ( chữ V) 45 - 55
. 2 bộ ép dập ( 4 trục) 60 - 70
. ép dập 3 trục 60 - 75
Tr-ớc đây máy ép dập th-ờng dùng 2 trục, hiện nay dùng 3 trục, thậm chí
2 bộ trục để nâng cao năng suất và hiệu suất nh-ng hiệu quả không lớn vì
th-ờng ng-ời ta có dùng máy băm. Do đó các nhà máy đ-ờng th-ờng không
dùng quá 2 bộ ép dập.
1.2.4 . ép kiệt nhiều lần:
Mục đích: Lấy kiệt l-ợng n-ớc mía có trong mía tới mức tối đa cho phép
vì ở bộ ép dập chỉ ép ra 1 l-ợng n-ớc mía nh- sau:
- ép dập 2 trục : 45 - 55 % n-ớc mía có trong cây mía
- ép dập 3 trục : 65 - 75% n-ớc mía trong cây mía.
Trong quá trình tiến bộ kĩ thuật, ph-ơng pháp ép thay đổi từ ép khô đến ép
có phun n-ớc thẩm thấu hoặc kết hợp ép và ngâm khuếch tán. Các loại máy
ép cũng đ-ợc cải tiến không ngừng.
1.2.5. Thẩm thấu:
Do đặc tính của n-ớc mía không thể thuần túy dùng lực cơ học để lấy
hết phần đ-ờng trong mía.Do đó phải dùng ph-ơng pháp thẩm thấu: mía bị
ép, màng tế bào mía bị tách và tế bào bị ép lại, n-ớc mía chảy ra.Sau khi ra
khỏi máy ép, tế bào nở lại, có khả năng hút n-ớc mạnh, nên ng-ời ta đã
phun n-ớc vào lớp bã để hoà tan đ-ờng còn lại trong tế bào và khi qua lần
ép sau n-ớc đ-ờng loãng đó lấy ra.Và làm nh- vậy tới khi đ-ờng đ-ợc lấy
ra tới mức cao nhất.
Các ph-ơng pháp thẩm thấu:
-Thẩm thấu đơn: Chỉ dùng n-ớc thẩm thấu 1 lần, 2 lần, 3 lần
-Thẩm thấu kép: vừa phun n-ớc lã vừa sử dụng lại các loại n-ớc mía
loãng để làm n-ớc phun vào bã của các máy tr-ớc dựa trên nguyên tắc N-ớc
nhiều đ-ờng phun vào bã chứa nhiều đ-ờng, n-ớc ít đ-ờng phun vào bã chứa

ít đ-ờng (hình d-ới).
- 12 -
Sơ đồ thẩm thấu kép
Các điều kiện kĩ thuật của phun n-ớc thẩm thấu:
- L-ợng n-ớc 20 30 % so với mía.
Nếu n-ớc > 30%,hiệu suất ép tăng ít nh-ng do t-ới n-ớc nhiều gây ma
sát tr-ợt ảnh h-ởng đến sản phẩm, và t-ới n-ớc nhiều tổn hao năng l-ợng.
- Ap lực phun n-ớc thẩm thấu: Ap lực phun càng lớn càng tốt vì n-ớc dễ
dàng thấm tận xuống đáy băng chuyền (2- 3 kg/cm
2
).
- Nhiệt độ : Khoảng 45 - 47
0
C
Nhiệt độ thẩm thấu càng cao, sự chuyển động của các phân tử càng
nhanh, sự hỗn hợp của các phân tử đ-ờng càng tốt.Nh-ng nhiệt độ cao,
sacaroza bị chuyển hoá , các chất không đ-ờng trong n-ớc mía bị phân
huỷ nhiều.
ở nhiệt độ cao bã mía bị tr-ơng nở nhiều, thể tích bã tăng nên l-ợng bã
đi vào máy ép lớn.
- Thời gian thẩm thấu:
Bã mía có tính đàn hồi nên sau khi tế bào mía bị phá vỡ, n-ớc mía thoát
ra tạo thành những lỗ hổng ở trạng thái không cân bằng. Nếu thẩm thấu
chậm, không khí lọt vào khó ép. Do đó cần thẩm thấu ngay sau khi n-ớc
mía ra khỏi máy ép.
2 . Lấy n-ớc mía bằng ph-ơng pháp khuếch tán:
Khuếch tán là một hiện t-ợng trong đó hai dung dịch có nồng độ khác
nhau tập trung lại sát bên nhau, hoặc chẳng hạn chỉ cách nhau bởi một
màng mỏng, tự trao đổi với nhau bằng thẩm thấu xuyên qua màng mỏng
ấy. Nếu là hai dung dịch cùng một chất thì sự trao đổi kéo dài cho đến khi

cả hai bên màng mỏng nồng độ bằng nhau.
ở nhà máy đ-ờng, khuếch tán là hiện t-ợng trong đó những tế bào của
mía ngâm vào trong n-ớc hay trong một dung dịch có nồng độ đ-ờng thấp
hơn nồng độ đ-ờng của mía, nh-ờng lại cho n-ớc hay cho dung dịch đó
một phần hay tổng l-ợng đ-ờng có trong đo.
Ph-ơng pháp khuếch tán đ-ợc dùng nhiều năm trong tất cả các nhà
máy đ-ờng củ cải. Đối với mía thì ph-ơng pháp này mới đ-ợc dùng gần
đây. Sau thế chiến I, nhờ thành công trong việc nghiên cứu thiết bị khuếch
- 13 -
tán liên lạc, có tác dụng thúc đẩy việc nghiên cứu hệ khuếch tán mía. Từ
năm 1950 trở lại đây, nhiều thiết bị khuếch tán đã đ-ợc dùng cho mía.
Tuy nhiên việc khuếch tán củ cải và mía không hòan toàn giống nhau. ở
nhà máy đ-ờng củ cải chỉ cần dùng thiết bị khuếch tán là đủ, nh-ng mía,
do tính chất của mía, cần phải dùng 1 số máy ép để xử lí tr-ớc và sau
khuếch tán. Qua thí nghiệm, thấy rằng khi cắt lát má và củ cải thành từng
lát có kích th-ớc t-ơng tự và ngâm trong n-ớc có nhiệt độ 750C, thì thời
gian khuếch tán của lát mía so với lát củ cải tăng gấp ba lần. Vì vậy, cần
phải có dao băm mía, máy ép dập, máy đánh tơi v.v để phá vỡ tế bào mía,
ép một phần n-ớc mía, sau đó dùng thiết bị khuêch tán để lấy phần n-ớc
mía còn lại.
Nh- vậy, thiết bị khuếch tán chỉ thay thế mấy bộ trục ép ở giữa công
đoạn ép nên có thể coi đó là ph-ơng pháp kết hợp giữa ép và khuếc
2.1 . Sơ đồ các hệ khuếch tán điển hình:
D-ới đây là sơ đồ khuếch tán bã và khuếch tán mía với cách xử lý
n-ớc ép khác nhau:
2.1.1. Sơ đồ 1: Trích ly tr-ớc và xử lý n-ớc ép
Trích ly tr-ớc và xử lý n-ớc ép.
Mía
Máy băm mía
Thiết bị đánh tơi

Máy ép
3 trục
N-ớc ép
Tách n-ớc từ
bã -ớt
Bã
Đun nóng và
cho vôi
Thiết bị lắng
Bùn
Thiết bị lọc
Khuếch tán
N-ớc mía
hỗn hợp
N-ớc mới
- 14 -
2.1.2. Sơ đồ 2: Không trích ly tr-ớc và không xử lý n-ớc ép
Không trích ly tr-ớc và không xử lý n-ớc ép.
2.2.3. Sơ đồ 3: Không trích ly tr-ớc và có xử lý n-ớc ép.
Sơ đồ 3không trích ly tr-ớc và có xử lý n-ớc ép đ-ợc trình bày trên
hình.
Bã
Mía
Máy băm
mía
Ep dập
3 trục
N-ớc ép
Tách n-ớc
từ

bã -ớt
Đun nóng và
cho vôi
Thiết bị
khuếch tán
N-ớc
khuếch tán
N-ớc mới
N-ớc ép
N-ớc mía
hỗn hợp
Mía
Máy băm mía
Thiết bị đánh tơi
N-ớc ép
Tách n-ớc từ
bã -ớt
Bã
Đun nóng và
cho vôi
Thiết bị lắng
Thiết bị lọc
Thiết bị
khuếch tán
N-ớc
khuếch
tán
N-ớc mới
Bốc
hơi

- 15 -
Không trích ly tr-ớc và có xử lý n-ớc ép.
2.4. So sánh ph-ơng pháp ép và khuếch tán:
+ Hiệu suất ép : Hệ máy ép cồng kềnh, tiêu hao năng l-ợng lớn và công
suất lớn. Ph-ơng pháp ép không thể lấy hoàn toàn n-ớc mía trong cây mía
vì trong quá
trình ép, bã mía có khả năng hút lại những phần n-ớc mía đã ép lại.
Hiệu suất ép chỉ đạt 97%.
Hiệu suất lấy n-ớc mía bằng ph-ơng pháp khuếch tán đạt 98 99%.
+ Về tổng hiệu suất thu hồi đ-ờng: Qua nghiên cứu tổng hiệu suất thu hồi
đ-ờng 2 ph-ơng pháp trên ở một số n-ớc nh- Péru, Nam Phi v v ng-ời
ta kết luận: Hiệu suất thu hồi đ-ờng bằng ph-ơng pháp khuếch tán tốt hơn
ph-ơng pháp ép
+ Về tiêu hao năng l-ợng :
Theo tài liệu Ai Cập, năng l-ợng tiêu hao cho 1 hệ khuếch tán 2000
tấn/mía ngày là 132.480W. Với công suất trên, tiêu hao năng l-ợng cho bộ
máy ép phải là 438.160W. Do đó dùng ph-ơng pháp khuếch tán tiết kiệm
đ-ợc 305.680W.
Theo Bairov, 1 phân x-ởng ép có 18 trục, nếu thay một thiết bị khuếch
tán có thể giảm đ-ợc 9 trục. Hiệu suất lấy đ-ờng cao hơn, cứ 100kg mía
tăng đ-ợc 0,5kg đ-ờng thu hồi.
Một nhà máy đ-ờng năng suất 4000tấn mía/ngày. Nếu tăng thêm 2
thiết bị khuếch tán thì có thể xử lí 8000 tấn mía/ngày mà công suất chỉ cần
tăng không quá 515.400 W.
+ Vốn đầu t-:
Theo tài liệu của công ty BMA (Đức), vốn đầu t- của nhá máy đ-ờng
dùng ph-ơng pháp khuếch tán với công suất 500 tấn mía/ngày có thể giảm
30% vốn đầu t- so với nhà máy đ-ờng dùng ph-ơng pháp ép.
So sánh vốn đầu t- của nhà máy 1500 tấn/ngày theo ph-ơng pháp
khuếch tán so với ph-ơng pháp ép:

- Hiệu suất lấy đ-ờng tăng 2,5% .
- Tổng thu hồi đ-ờng tăng 1,24%
- Tỉ lệ đ-ờng thành phẩm trên mía tăng 0,61%.
- Số l-ợng đ-ờng tăng trong 1 vụ là 32.635tấn/vụ.
- Chi phí vốn đầu t- giảm 3-5% tức là 129.462 đôla.
- Tiết kiệm điện và nhiệt 30%.
- Tiết kiệm lao động 50%, tiết kiệm bao bì 50%.
+ Tồn tại của 2 ph-ơng pháp:
Ph-ơng pháp khuếch tán:
- Tăng nhiên liệu dùng cho bốc hơi.
- Tăng chất không đ-ờng trong n-ớc mía hỗn hợp, do đó tăng tổn thất
đ-ờng trong mật cuối.
- 16 -
Ph-ơng pháp ép:
- Trục ép là thiết bị thô kệch nặng nề. Lõi trục ép làm bằng thép hợp kim
đắt tiền. Giá tiền chế tạo, sửa chữa, bão d-ỡng nhiều.
- Tiêu hao nhiều năng l-ợng.
- Tổng hiệu suất thu hồi ít.
Từ những so sánh trên cho thấy ph-ơng pháp khuếch tán có nhiều -u điểm
hơn so với ph-ơng pháp ép.
II - LàM SạCH NƯớC MíA
1. Mục đích của làm sạch n-ớc mía:
- Loại tối đa chất không đ-ờng ra khỏi n-ớc mía hỗn hợp đặc biệt là
những chất có hoạt tính bề mặt và chất keo.
- Trung hoà n-ớc mía hỗn hợp.
- Loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong n-ớc mía.
2. Cơ sở lí thuyết của làm sạch n-ớc mía:
2.1. Tác dụng của pH:
N-ớc mía hỗn hợp có pH = 5 5,5. Trong quá trình làm sạch, do
sự biến đổi của pH dẫn đến các quá trình biến đổi hoá lí và hoá học các

chất không đ-ờng trong n-ớc mía và có ảnh h-ởng rất lớn đến hiệu quả làm
sạch.
Việc thay đổi pH có tác dụng sau:
2.1.1. Ng-ng kết chất keo:
Chất keo trong n-ớc mía chia làm 2 loại : keo thuận nghịch và keo
không thuận nghịch .Keo không thuận nghịch là keo khi đã bị ng-ng tụ (ví
dụ, d-ới tác dụng của nhiệt), nếu thay đổi điều kiện của môi tr-ờng không
có khả năng trở lại trạng thái keo ban đầu. Keo thuận nghịch là keo khi đã
bị ng-ng tụ nh-ng nếu thay đổi điều kiện môi tr-ờng, có khả năng trở lại
trạng thái ban đầu.
Trong NMHH tồn tại 2 loại keo: keo -a n-ớc và keo không -a n-ớc.
Đa số keo trong n-ớc mía đều có tính -a n-ớc, mức độ -a n-ớc của chúng
cũng khác nhau. D-ới tác dụng của vi sinh vật, trong n-ớc mía sản sinh các
loại keo có tính nhớt và -a n-ớc nh- glucozan và levulozan.
Keo tồn tại trong n-ớc mía và ở trang thái ổn định khi keo mang điện
tích hoặc có lớp n-ớc bao bọc bên ngoài. Nếu vì 1 nguyên nhân nào đó,
keo mất các tính chất trên và sẽ bị ng-ng kết.
Để ng-ng kết keo, th-ờng cho vào n-ớc mía những chất điện li để thay
đổi pH của môi tr-ờng. D-ới điều kiện pH nhất định, keo hấp phụ chất điện
ly và dẫn đến trạng thái trung hoà điện. Lúc đó, keo mất trạng thái ổn định
va ng-ng kết. ở trị số pH làm chất keo ng-ng kết gọi là pH đẳng điện.
Điểm đẳng điện của các chất keo khác nhau thì khác nhau. (pH
anbumin
= 4,6
4,9 ; pH
asparagin
= 3 )
- 17 -
ở pH đẳng điện, đối với keo -a n-ớcvà không -a n-ớc, sản sinh tác
dụng trung hoà điện theo sơ đồ sau:

Sơ đồ tác dụng trung hoà điện của chất keo
ở n-ớc mía có 2 điểm pH làm ng-ng tụ chất keo: pH trên d-ới 7 và pH
trên d-ới 11. Điểm pH tr-ớc là điểm pH đẳng điện. Điểm pH sau là điểm
ng-ng kết của protein trong môi tr-ờng kiềm mạnh. Điểm này không gọi là
điểm đẳng điện vì lúc đó trong n-ớc mía có đ-ờng sa ca roza và l-ợng vôi
nhiều sẽ tạo thành hợp chất có tính hấp phụ protein tạo thành kết tủa.
Sản xuất đ-ờng theo ph-ơng pháp cacbonat hoá có thể lợi dụng 2 điểm
ng-ng tụ keo. Đối với ph-ơng pháp sunfit hoá chỉ lợi dụng đ-ợc một điểm
ng-ng tụ.
2.1.2 . Làm chuyển hoá đ-ờng sacaroza:
Khi n-ớc mía ở môi tr-ờng axit (pH< 7) sẽ làm chuyển hoá đ-ờng
sacaroza và tạo thành hỗn hợp đ-ờng glucoza và fructoza gọi là phản ứng
nghịch đảo:
[H
+
]
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O C
6
H
12
O
6

+ C
6
H
12
O
6
sacaroza glucoza fructoza
Tốc độ chuyển hoá tăng theo sự tăng nồng độ [_H
+
] trong n-ớc mía,
nếu nồng độ H
+
trong n-ớc mía càng lớn thì tốc độ chuyển hoá càng nhanh.
Mặt khác, các axit khác nhau sẽ làm chuyển hoá sac a roza với tốc độ khác
Keo
-a n-ớc
Keo ng-ng tụ
Kết tủa
Keo không
-a n-ớc
Mất n-ớc
Mất n-ớc
Trung hòa
điện
- 18 -
nhau. VD: Nếu lấy tốc độ chuyển hoá sacaroza của HCl là 100 thì tốc độ
chuyển hoá của các axit khác nh- ở bảng 3.1
Bảng 3.1. Tốc độ chuyển hoá sacaroza của các axit khác nhau
Tên axit Tốc độ chuyển
hoá

Tên axit Tốc độ chuyển
hoá
HCl
H
2
SO
3
( COOH )
2
H
3
PO
4
Axit tactric
A xit nitric
100,0
30,4
18,60
6,20
3,08
1,72
Axit focmic.
Axit malic.
Axit lactic.
Axit suxinic.
Axit axetic.
1,53
1.27
1,07
0,55

0,40
Tốc độ chuyển hoá sacaroza còn phụ thuộc vào nồng độ đ-ờng, nhiệt
độ và thời gian. Khi nồng độ đ-ờng, nhiệt độ và thời gian tăng thì tốc độ
chuyển hoá tăng.
2.1.3. Làm phân huỷ sacaroza:
Trong môi tr-ờng kiềm, d-ới tác dụng của nhiệt, đ-ờng sacaroza bị
phân huỷ. Khi pH càng cao, -ợng chất phân huỷ càng lớn. Sản phẩm phân
huỷ của sacaroza rất phức tạp: fufurol, 5-hidroximetyl -fucfurol,
metylglioxan, glixeandehyt, dioxiaxeton, axit lactic, axit trioxiglutaric, axit
trioxibuteric, axit axetic, axit focmic v v Những sản phẩm đó có thể tiếp
tục bị oxi hoá d-ới tác dụng của oxi không khí.
2.1.4. Làm phân huỷ đ-ờng khử:
Trong n-ớc mía hỗn hợp có chừng 0,3 2,4% đ-ờng khử. Khi n-ớc
mía ở môi tr-ờng axit, sự tồn tại của đ-ờng khử t-ơng đối ổn định. ở pH =
3 đ-ờng khử ổn định nhất. Nếu pH của n-ớc mía hay dung dịch đ-ờng v-ợt
quá 7 sẽ phát sinh các phản ứng phân huỷ đ-ờng khử, sự phân huỷ này dựa
vào pH hay nhiệt độ. Tốc độ phân huỷ của đ-ờng khử trong n-ớc mía
t-ơng đối chậm. Hình d-ới cho thấy sự phân huỷ đ-ờng khử phụ thuộc vào
pH khác nhau, khi trị số pH càng cao, tốc đô phân huỷ càng lớn.
2.1.5. Tách loại các chất không đ-ờng:
Đối với pH khác nhau, có thể tách loại đ-ợc các chất không đ-ờng
khác nhau.
Hình d-ới cho thấy quan hệ giữa hiệu suất tách loại chất không đ-ờng
ở các pH khác nhau:
Khi pH = 7 -10, các muối vô cơ của Al
2
O
3
, P
2

O
5
, SiO
2
, Fe
2
O
3
, MgO
dễ bị tách loại trong đó Al
2
O
3
, P
2
O
5
, SiO
2
có thể bị loại hơn 95%, còn
Fe
2
O
3
, MgO có thể bị loại đến 60%.
Khi pH khoảng 7,0, tách loại đ-ợc 50% chất keo (pentozan).
- 19 -
Khi pH khoảng 5,6 trên 98% protein có thể bị tách loại, nếu v-ợt quá
trị số pH đó, hiệu quả tách loại rất thấp.
Khi chọn pH thích hợp để loại chất không đ-ờng, không nên tách loại

đơn độc từng chất mà phải xét 1 cách toàn diện để tách loại nhiều chất
không đ-ờng.
Hiệu quả tách loại chất không đ-ờng còn phụ thuộc vào giống mía và
hiệu quả làm sạch có thể biểu thị bằng hiệu quả loại chất không đ-ờng.
2.2 . Tác dụng của nhiệt độ:
Ph-ơng pháp dùng nhiệt để làm sạch n-ớc mía là một trong những
ph-ơng pháp quan trọng. Để đảm bão chất l-ợng sản phẩm và nâng cao
hiệu suất thu hồi đ-ờng cần khống chế điều kiện nhiệt độ.
Khống chế nhiệt độ tốt sẽ thu đ-ợc những tác dụng chính sau:
a. Loại không khí trong n-ớc mía, giảm bớt sự tạo bọt. Tăng nhanh các
quá trình phản ứng hoá học.
Ví dụ: Tạo thành CaSO
3
và CaCO
3
kết tủa, trong các ph-ơng pháp làm
sạch.
b. Có tác dụng diệt trùng, đề phòng sự lên men axit và sự xâm nhập của vi
sinh vật vào n-ớc mía.
c. Nhiệt độ tăng cao làm tỉ trọng n-ớc mía giảm, đồng thời làm chất keo
ng-ng tụ, tăng nhanh tốc độ lắng của các chất kết tủa.
Nếu khống chế nhiệt độ không tốt th-ờng gặp các tr-ờng hợp không tốt
sau:
+ N-ớc mía ở pH = 5 5,5 có tính axit, d-ới tác dụng nhiệt, đ-ờng
sacaroza bị chuyển hoá tăng tổn thất đ-ờng.
+ Nếu thời gian tác dụng nhiệt kéo dài, và ở nhiệt độ cao th-ờng sinh ra
hiện t-ợng caramen hoá ảnh h-ởng đến màu sắc của n-ớc mía, làm
n-ớc mía có màu sẫm.
+ Trong NMHH có chứa hàm l-ợng đ-ờng khử nhất định, d-ới tác dụng
của nhiệt độ, đặc biệt ở nhiệt độ cao, đ-ờng khử bị phân huỷ tạo các chất

màu và các axit hữu cơ.
+ Đun nóng n-ớc mía có tác dụng thuỷ phân vụn mía, sản sinh chất
keo.
2.3. Tác dụng của các chất điện ly
2.3.1. Vôi :
Vôi là hóa chất quan trọng đ-ợc dùng nhiều trong sản xuất đ-ờng. Các
ph-ơng pháp sản xuất đ-ờng hiện nay đều dùng vôi.
Vôi là chất vô định hình có độ phân tán cao. Khi hòa tan trong n-ớc có
tính chất keo. Độ hòa tan của vôi trong n-ớc còn giảm khi nhiệt độ tăng.
Herzfelt tìm đ-ợc công thức độ hòa tan của vôi phụ thuộc vào nhiệt độ:
Z = 0,1394 - 0,000649t - 0,00000157t
2
Trong đó: Z : độ hòa tan của vôi
- 20 -
t : nhiệt độ, OC.
Ngoài ra độ hòa tan của vôi còn phụ thuộc vào hàm l-ợng chất khô của
dung dịch, nồng độ đ-ờng sacaroza và chất không đ-ờng.
Độ hòa tan của vôi tăng khi nhiệt độ giảm và nồng độ của đ-ờng và chất
không đ-ờng tăng.
Tác dụng của vôi
- Trung hòa các axit hữu cơ và vô cơ.
- Tạo các điểm đẳng điện để ng-ng kết các chất keo.
- Làm trơ phản ứng axit của n-ớc mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự
chuyển hóa đ-ờng sacaroza.
- Kết tủa hoặc đông tụ những chất không đ-ờng, đặc biệt protein,
pectin, chất màu và những axit tạo muối không tan.
- Phân hủy một số chất không đ-ờng, đặc biệt đ-ờng chuyển hóa,
amit. Do đó để hạn chế sự phân hủy đ-ờng cần có những ph-ơng án cho vôi
thích hợp: cho vôi vào n-ớc mía lạnh, cho vôi vào n-ớc mía nóng, cho vôi
phân đoạn

- Tác dụng cơ học: Những chất kết tủa đ-ợc tạo thành có tác dụng kéo
theo những chất lơ lửng và những chất không đ-ờng khác.
- Sát trùng n-óc mía: Với độ kiềm khi có 0,35% CaO, phần lớn vi sinh
vật không sing tr-ởng. Tuy nhiên có tr-ờng hợp phải dùng đến l-ợng 0,8%
CaO.
* Tác dụng của ion Ca
2+
- Những phản ứng do tác động của ion Ca
2+
thuộc loại phản ứng kết
tủa và đông tụ. Ion Ca
2+
có thể phản ứng với những anion để tạo ra muối
canxi là những chất không tan:
Ca
2+
+ 2A
-
= CaA
2
Trong đó A: anion.
Tùy theo độ hòa tan của muối canxi trong n-óc mía, có thể chia làm 3
nhóm nh- sau:
Muối canxi không tan: muối cacbonat, oxalat, sunfat hoặc photphat
canxi.
Muối canxi khó tan: muối của axit glicolic, glioxilic, malonic, adipic,
sucxinic, tricacboxilic và hidroxixitronic.
Muối ccanxi dễ tan nh- muối Canxi của các axit focnic, propionic,
lactic, butiric, glutaric, sacarinic, asfactic và glutamic.
Tác dụng của ion OH

Ion OH
-
từ n-ớc vôi cho vào n-ớc mía có tác dụng trung hòa axit tự
do. Ion OH
-
tác dụng với ion kim loại tạo thành muối.
2Al
3+
+ 3[Ca
2+
+ 2(OH)
-
= 2Al(OH)
3
+ 3Ca
2+
Mg
2+
+ Ca
2+
+ 2(OH)
-
= 2Mg(OH)
2
+ Ca
2+
Những ion trên tồn tại trong dung dịch ở dạng hidroxit
- 21 -
Nếu trong dung dịch thừa vôi sẽ tạo những phản ứng kiềm và sẽ dẫn

đến hàng loạt phản ứng phân hủy.
2.3.2. L-u huỳnh đioxit SO
2
SO
2
dùng trong sản xuất đ-ờng có thể ở dạng khí, lỏng hoặc muối
(NaHSO
3
, Na
2
SO
3
, Na
2
S
2
O
4
), và hiện nay th-ờng dùng nhất là dạng khí.
SO
2
có khả năng giảm pH (mà ở trị số pH thấp hiệu quả tẩy màu tốt
hơn) nên khí SO
2
tác dụng mạnh hơn NaHSO
3
và Na
2
SO
3

.
Tác dụng của SO
2
:
- Tạo kết tủa CaSO
3
có tính hấp phụ :
Khi cho SO
2
vào n-ớc mía có vôi d-, phản ứng xảy ra nh- sau:
Ca(OH)
2
+ H
2
SO
3
= CaSO
3
+ 2H
2
O .
CaSO
3
là chất kết tủa có khả năng hấp phụ các chất không đ-ờng, chất
màu và chất keo có trong dung dịch.
- Làm giảm độ kiềm, độ nhớt của dung dịch:
N-ớc mía sau khi trung hòa, một phần chất keo bị loại nên làm giảm
độ nhớt mật chè. Hơn nữa trong n-ớc mía có hàm l-ợng kali, canxi nhất
định. Sau khi thông khí SO
2

tạo thành canxi sunfit và kali sunfit:
K
2
CO
3
+ H
2
SO
3
= K
2
SO
3
+ CO
2
+ H
2
O
CaCO
3
+ H
2
SO
3
= CaSO
3
+ CO
2
+ H
2

O
Sự thay đổi từ muối K
2
CO
3
, CaSO
3
thành K
2
SO
3
, CaSO
3
có ý nghĩa
quan trọng. Muối cacbonat có khả năng tạo mật lớn và có ảnh h-ởng đến
màu sắc của dung dịch đ-ờng. Muối sunfit khả năng tạo mật kém và lại có
khả năng làm giảm độ kiềm và độ nhớt của mât chè, có lợi cho thao tác nấu
đ-ờng và kết tinh, đồng thời hạn chế sự phát triển của sinh vật.
- Tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu:
Tẩy màu : SO
2
là chất khử có khả năng biến chất màu của n-ớc mía hoặc
mật chè thành chất không màu sắc hoặc màu nhạt hơn. Có thể biểu diển sự
khử theo sơ đồ sau:
SO
2
+ H
2
O = H
+

+ HSO
3
-
HSO
3
-
+H
2
O = HSO
4
-
+ H
2
Chất màu Chất không màu
Nh-ng những chất màu bị khử, d-ới tác dụng của oxi không khí lại trở
thành chất màu. Điều đó giúp ta giải thích đ-ợc hiện t-ợng sinh màu trong
thời gian bão quản đ-ờng thành phẩm sản xuất theo ph-ơng pháp SO
2
. Đối
với mật chè và đ-ờng non hiện t-ợng trở lại màu trên không nhiều.
H
2
SO
3
và muối của nó khử màu kém hơn Na
2
S
2
O
4

vì từ hidrosunfit sản
sinh đến 6 nguyên tử hidro :
C = C + H
2
= H -
C
-
C
-
H
- 22 -
Na
2
S
2
O
4
= 2Na
+
+ S
2
O
4
2-
S
2
O
4
2-
+ 4H

2
O = 2HSO
4
-
+3H
2
Ngăn ngừa sự tạo màu:
SO
2
không chỉ làm mất màu mà còn ngăn ngừa sự sinh màu, tác dụng
này còn quan trọng hơn cả sự khử màu. Cơ chế ngăn ngừa tạo màu là bao
vây nhóm cacbonyl theo sơ đồ sau:
Nhờ vậy ngăn ngừa đ-ợc khả năng tạo màu Melanoidin.
SO
2
còn là chât xúc tác chống oxi hóa, nó ngăn chặn ảnh h-ởng không
tốt của oxi không khí (O
2
không khí chỉ phát huy tác dụng khi có chất xúc
tác nh- khi có mặt Fe
2+
, Fe
3+
, Cu
2+
). SO
2
khử Fe
3+
thành Fe

2+
. Khi thông
SO
2
có tác dụng khử ion sắt .
- Làm cho CaSO
3
kết tủa tạo thành chất tan.
Tính chất của CaSO
3
không tan trong n-ớc nh-ng tan trong H
2
SO
3
. Do
đó nếu cho SO
2
quá l-ợng có thể làm CaSO
3
kết tủa thành hòa tan.
CaSO
3
+ SO
2
+ H
2
O = Ca(HSO
3
)
2

T-ơng tự: K
2
SO
3
+ SO
2
+ H
2
O = 2KHSO
3
D-ới tác dụng của nhiệt độ cao, Ca(HSO
3
)
2
có thể phân giải thành
CaSO
3
kết tủa tạo thành chất đóng cặn trong thiết bị truyền nhiệt và bốc hơi
Ca(HSO
3
)
2
= CaSO
3
+ SO
2
+ H
2
O
2.3.3. CO

2
(cacbonđioxit):
Khí CO
2
đ-ợc sản xuất từ lò vôi của nhà máy đ-ờng. Tr-ớc khi phản
ứng CO
2
cần đ-ợc hòa tan trong n-ớc. Do đó về mặt kỹ thuật sự hấp thụ CO
2
trong dung dịch kiềm có ý nghĩa quan trọng.
Tác dụng của CO
2
đối với qúa trình làm sạch n-ớc mía.
- Tạo kết tủa với vôi: Tr-ớc hết, CO
2
hòa tan trong n-ớc và thủy phân thành
axit cacbonic đồng thời CO
2
tác dụng với OH
-
tạo thành HCO
3
-
:
H
2
CO
3
= H
+

+ HCO
3
-
HCO
3
-
= H
+
+ CO
3
-2
Ion CO
3
-2
phản ứng với vôi theo ph-ơng trình
Ca
2+
+ CO
3
-2
= CaCO
3
Nh- vậy khi thông CO
2
vào n-ớc mía, CO
2
tác dụng với vôi d- tạo chất
kết tủa:
CO
2

+ H
2
O = H
2
CO
3
CaO + H
2
O = Ca(OH)
2
Ca(OH)
2
+ H
2
CO
3
= CaCO
3
+ 2 H
2
O
CaCO
3
là chất kết tủa có khả năng hấp phụ các chất không đ-ờng
cùng kết tủa.
C = O + H
2
O + SO
2
= C

HSO
3
OH
- 23 -
- Phân ly muối sacarat canxi: Khi cho CO
2
vào n-ớc mía, CO
2
phân giải
muối sacarat thành sacaroza và CaCO
3
kết tủa, lúc nhiệt độ tăng đến 70-80
0
C tác dụng phân hủy t-ơng đối hoàn toàn.
C
12
H
22
O
11 .
CaO + CO
2
= C
12
H
22
O
11
+ CaCO
3

C
12
H
22
O
11
.2CaO + 2CO
2
= C
12
H
22
O
11
+ 2CaCO
3
C
12
H
22
O
11
.3CaO + 3CO
2
= C
12
H
22
O
11

+ 3CaCO
3
* Nếu thông CO
2
vào n-ớc mía quá l-ợng sẽ làm CaCO
3
kết tủa thành
hòa tan.
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O = Ca(HCO
3
)
2
Muối Ca(HCO
3
)
2
d-ới tác dụng nhiệt sẽ tạo thành CaCO
3
đóng cặn
trong các thiết bị truyền nhiệt và bốc hơi
Ca(HCO
3
)
2

= CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O
2.3.4. P
2
O
5
: (Photphat pentaoxit)
Hàm l-ợng photphat trong mía là yếu tố rất quan trọng. Bản thân cây
mía chứa một hàm l-ợng P
2
O
5
nhất định. L-ợng P
2
O
5
trong mía phụ thuộc
vào điều kiện canh tác, phân bón
Qua thí nghiệm và thực tế sản xuất, l-ợng P
2
O
5
có ảnh h-ởng nhiều
đến hiệu quả làm sạch nhất là đối với sản xuất đ-ờng thủ công.
Để có hiệu quả làm sạch tốt l-ợng P

2
O
5
trong n-ớc mía cần 0,3 - 0,5
g/l, nh-ng th-ờng trong n-ớc mía ít khi đạt hàm l-ợng trên nên phải cho
thêm vào, th-ờng ở dạng muối super photphat Ca(H
2
PO
4
)
2
. Trong sản xuất
đ-ờng tinh luyện cho ở dạng axit photphoric.
Tác dụng chủ yếu của P
2
O
5
nh- sau :
P
2
O
5
dạng muối hoặc axit sẽ kết hợp với vôi tạo thành muối photphat
canxi kết tủa
Ca(H
2
PO
4
)
2

+ Ca(OH)
2
= Ca
3
(PO
4
)
2
+ H
3
PO
4
+ H
2
O
Kết tủa Ca
3
(PO
4
)
2
có tỷ trọng lớn có khả năng hấp phụ chất keo và
chất màu cùng kết tủa. Chất keo trong n-ớc mía chủ yếu là keo của axit silic,
của sắt, nhôm. Khi vôi làm sạch n-ớc mía có đủ l-ợng P
2
O
5
nhất định thì
hiệu quả làm sạch tăng lên rõ rệt.
Trong sản xuất đ-ờng thủ công, tác dụng hấp phụ của Ca

3
(PO
4
)
2
là yếu
tố chủ yếu để làm sạch n-ớc mía. Đối với việc tinh luyện đ-ờng vàng (đ-ờng
thô), dùng axit photphoric để tách chất màu của hợp chất phenol và sắt.
Trong những thùng lắng đặc biệt có thể tách 20 -40 % chất màu.
3. CáC PHƯƠNG PHáP LàM SạCH NƯớC MíA:
3.1. Ph-ơng pháp vôi:
Ph-ơng pháp vôi có từ lâu đời và là ph-ơng pháp đơn giản nhất làm
sạch n-ớc mía chỉ d-ới tác dụng của nhiệt và vôi và thu sản phẩm đ-ờng thô.
Ph-ơng pháp vôi có thê chia làm mấy loại sau đây:
- Cho vôi vào n-ớc mía lạnh
- Cho vôi vào n-ớc mía nóng
- 24 -
- Cho vôi nhiều lần đun nóng nhiều lần
3.1.1. Ph-ơng pháp cho vôi vào n-ớc mía lạnh:
Ưu điểm:
- Quản lý thao tác giản đơn
- Tr-ớc khi đun nóng, cho vôi vào n-ớc mía đến trung tính, tránh đ-ợc
chuyển hóa đ-ờng sacaroza. Nếu cho vôi đều đặn có thể tránh đ-ợc sự
phân giải đ-ờng khử
Khuyết điểm:
- L-ợng vôi dùng nhiều
- Độ hòa tan của vôi ở n-ớc mía lạnh tăng. Nếu vôi quá thừa sau khi đun
nóng vôi sẽ đóng cặn ở thiết bị.
- Hiệu suất làm sạch thấp
3.1.2. Ph-ơng pháp cho vôi vào n-ớc mía nóng

Tr-ớc hết đun n-ớc mía hỗn hợp đến nhiệt độ 105
0
C. Một số keo
(anbumin, silic hidoroxit) bị ng-ng tụ d-ới tác dụng của nhiệt và pH của
n-ớc mía hỗn hợp. Cho vôi vào thùng trung hòa, khuấy trộn đều để kết tủa
đ-ợc hoàn toàn, sau đó loại chất kết tủa ở thiết bị lắng.
Ưu điểm: - Loại protein t-ơng đối nhiều. Do nhiệt độ cao sự tạo kết tủa
Ca
3
(PO
4
)
2
t-ơng đối hoàn toàn.
- Hiệu quả làm sạch tốt. Sự chênh lệch độ tinh khiết của n-ớc
mía cao.
- Tốc độ lắng lớn, dung tích n-ớc bùn nhỏ
N-ớc mía hỗn hợp
Thùng trung hòa ( pH= 7,2
-
7,5)
Đun
nóng ( 102
-
105
0
C)
Thùng lắng
N-ớc lọc trong
N-ớc lắng trong

N-ớc bùn
Bùn
é
p
lọc
Cô đặc
Sữa vôi