bài tập tiểu luận Công nghệ sản xuất đường mía

Nội Dung
Nội Dung
I.
I.
Khái niệm đường
Khái niệm đường
II.
II.
Ứng dụng
Ứng dụng
III.
III.
Nguyên tắc sản xuất
Nguyên tắc sản xuất
IV.
IV.
Nguyên liệu
Nguyên liệu
V.
V.
Thành phần hoá học của mía
Thành phần hoá học của mía
VI.
VI.
Quy trình
Quy trình
VII.
VII.
Dây truyền công nghệ sản xuất
Dây truyền công nghệ sản xuất

VIII.
VIII.
Các yếu tố ảnh hưởng
Các yếu tố ảnh hưởng
IX.
IX.
Các vấn đề về môi trường
Các vấn đề về môi trường
X.
X.
Công nghệ xử lý
Công nghệ xử lý
I.
I.
Khái niệm đường
Khái niệm đường
Đường là một hợp chất ở
Đường là một hợp chất ở
dạng
dạng
tinh thể
tinh thể
, có thể ăn được.
, có thể ăn được.
Các loại đường chính là
Các loại đường chính là
sucrose
sucrose
,
,

lactose
lactose
, và
, và
fructose
fructose
.
.
Vị giác
Vị giác
của con người xem
của con người xem
vị
vị


của nó là ngọt. Đường là một
của nó là ngọt. Đường là một
loại thức ăn cơ bản chứa
loại thức ăn cơ bản chứa
carbohydrate lấy từ đường
carbohydrate lấy từ đường
mía hoặc củ cải đường, nhưng
mía hoặc củ cải đường, nhưng
nó cũng có trong trái cây, mật
nó cũng có trong trái cây, mật
ong và trong nhiều nguồn
ong và trong nhiều nguồn
khác.
khác.

I
I
I
I
. Ứng dụng
. Ứng dụng




-
-
Đ
Đ
ường thô dùng để lên men rượu cho sản xuất
ường thô dùng để lên men rượu cho sản xuất
cồn.
cồn.


-
-
làm bánh kẹo các loại, làm nước giải khát,
làm bánh kẹo các loại, làm nước giải khát,


uống
uống
chè, cà phê
chè, cà phê

hoặc làm tăng hương vị của các loại
hoặc làm tăng hương vị của các loại
thực phẩm khác như trong kỹ nghệ sản
thực phẩm khác như trong kỹ nghệ sản


xuất đồ hộp
xuất đồ hộp
hoặc dùng trong y học để chữa bệnh.
hoặc dùng trong y học để chữa bệnh.




- Mật rỉ có thể được sử dụng để sản xuất ra men
- Mật rỉ có thể được sử dụng để sản xuất ra men
thức ăn gia
thức ăn gia


súc, men làm bánh mì hay dùng trực tiếp
súc, men làm bánh mì hay dùng trực tiếp
làm thức ăn gia súc hoặc sử dụng như một nguồn
làm thức ăn gia súc hoặc sử dụng như một nguồn
cacbon hydrate dùng cho nhiều sản phẩm lên men
cacbon hydrate dùng cho nhiều sản phẩm lên men
khác.
khác.

- Đường chưa kết tinh được tách ra
từ đường trong các giỏ của thiết bị
ly tâm được sử dụng để sản xuất cồn
sau khi lên men và chưng cất. Mỗi
giỏ 60 kg đường tinh luyện cho 25 -
30 kg mật rỉ, sau khi lên men và
chưng cất cho 1 lít cồn có nồng độ
95 - 96 %.
- Chất bã thu được ngoài việc sử
dụng làm chất đốt, còn có thể sử dụng
làm các sản phẩm khác như bảng, bột
giấy và giấy, nuôi gia súc và sản xuất
gas.
- Vinasse trong sản xuất cồn từ đường
thô có thể được sử dụng để làm phân bón
cung cấp Nitơ, Kali, Phốt pho cho đất.


-
-
Sản xuất đường là một qui trình đáp ứng
Sản xuất đường là một qui trình đáp ứng
những yêu cầu về năng lượng cho quá trình sản
những yêu cầu về năng lượng cho quá trình sản
xuất. Sau khi nước mía được tách
xuất. Sau khi nước mía được tách
r
r

a khỏi cây miá
a khỏi cây miá
bằng các qui trình nghiền và rửa, miá cây trở
bằng các qui trình nghiền và rửa, miá cây trở
thành bã, một loại vật liệu có chứa cellulose cho
thành bã, một loại vật liệu có chứa cellulose cho
phép sử dụng làm chất đốt sinh nhiệt
phép sử dụng làm chất đốt sinh nhiệt
,
,
nhiệt này
nhiệt này
được sử dụng để sinh hơi với áp suất cao trong
được sử dụng để sinh hơi với áp suất cao trong
nồi hơi. Hơi nước sinh ra được sử dụng cho các
nồi hơi. Hơi nước sinh ra được sử dụng cho các
nồi hơi nén đặc biệt và sử dụng trong các quá
nồi hơi nén đặc biệt và sử dụng trong các quá
trình nén, gia nhiệt, bay hơi và sấy cũng như để
trình nén, gia nhiệt, bay hơi và sấy cũng như để
sinh điện
sinh điện
.
.


- Đường chúng ta sử dụng hàng ngày được chế biến từ
mía hay củ cải đường. Cây mía thường trồng ở khu vực
nhiệt đới, chủ yếu là các nước đang phát triển, củ cải
đường trồng ở vùng khí hậu ôn đới (phần lớn là các

nước phát triển). Sản xuất đường chiếm một vị trí khá
quan trọng đối với ngành công nghiệp thực phẩm trên
thế giới, với tổng sản lượng hàng năm khoảng 95 triệu
tấn. Nếu tính đến trước năm 1915 thì đa số đường được
sản xuất ra từ củ cải đường, sau năm 1915, chiếm đa số
là đường sản xuất từ mía (60%).

Cây mía thuộc họ hòa thảo, giống Sacarum chia làm 3
Cây mía thuộc họ hòa thảo, giống Sacarum chia làm 3
nhóm chính
nhóm chính

Nhóm Sacarum officinarum: Là giống thường gặp và
Nhóm Sacarum officinarum: Là giống thường gặp và
bao gồm phần lớn các chủng đang trồng phổ biến trên
bao gồm phần lớn các chủng đang trồng phổ biến trên
thế giới
thế giới

Nhóm Sacarum violaceum: Lá màu tím, cây ngắn cứng
Nhóm Sacarum violaceum: Lá màu tím, cây ngắn cứng
và không trổ cờ
và không trổ cờ

Nhóm Sacarum simense: Cây nhỏ cứng, thân màu vàng
Nhóm Sacarum simense: Cây nhỏ cứng, thân màu vàng
nâu nhạt, trồng từ lâu ở Trung Quốc
nâu nhạt, trồng từ lâu ở Trung Quốc
V. Thành phần hoá học của mía

1.Thành phần hoá học
Gồm 2 phần:
•
Phần rắn: xơ mía, cenlulosa, pentosan, areban, linhin
•
Phần lỏng: chất khô và nước
- Chất khô gồm chất không đường (CKĐ) và đường
saccaroza
CKĐ Không
chứa nitơ:
Glucoza ,
fructoza
CKĐ Chứa
nitơ:
Prôtêin, amit,
a.amin, NH
3
Chất màu:
Xantophin,
caroten,
antoxian
Chất vô cơ:
SiO
2
, K
2
O,
Na
2
O, CaO,

P
2
O
5
, Cl


Thành phần hoá học trung bình khi mía chín dao
Thành phần hoá học trung bình khi mía chín dao
động trong khoảng sau đây:
động trong khoảng sau đây:


- Nước : 70
- Nước : 70


-
-


75%
75%


- Xơ : 9 -
- Xơ : 9 -


14%

14%


- Saccaroza : 10 -
- Saccaroza : 10 -


16%
16%


- Glucoza và Fructoza : 0,32%
- Glucoza và Fructoza : 0,32%


- Các chất phi đường khác : 1 - 3%
- Các chất phi đường khác : 1 - 3%


Trong đó đường saccaroza là thành phần quan trọng
Trong đó đường saccaroza là thành phần quan trọng
nhất của cây mía và là sản phẩm của quá trình sản
nhất của cây mía và là sản phẩm của quá trình sản
xuất đường.
xuất đường.


- Trong cây mía cũng chứa các chất màu

- Trong cây mía cũng chứa các chất màu
như trong tất cả các loại cây khác. Khi ép, chất
như trong tất cả các loại cây khác. Khi ép, chất
màu đi vào nước mía gây khó khăn cho sản
màu đi vào nước mía gây khó khăn cho sản
xuất đường.
xuất đường.


- Chất màu gồm 2 loại:
- Chất màu gồm 2 loại:



Chất màu có trong bản thân cây mía
Chất màu có trong bản thân cây mía



Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất:
Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất:
gồm chất màu caramen, chất màu melanoidin,
gồm chất màu caramen, chất màu melanoidin,
phức chất giữa polyphênol và ion sắt
phức chất giữa polyphênol và ion sắt



Chất không đường vô cơ:
Chất không đường vô cơ:

- Các chất vô cơ chủ yếu là K
- Các chất vô cơ chủ yếu là K
2
2
O, SiO
O, SiO
2
2
, Na
, Na
2
2
O,
O,
CaO, P
CaO, P
2
2
O
O
5
5
, MgO
, MgO


Hàm lượng của nó tuỳ thuộc
Hàm lượng của nó tuỳ thuộc

và giống mía, điều kiện canh tác, khí hậu
và giống mía, điều kiện canh tác, khí hậu


- Ảnh hưởng đến sản xuất:
- Ảnh hưởng đến sản xuất:
+ K
+ K
2
2
O và Na
O và Na
2
2
O là nguyên nhân tạo mật cuối.
O là nguyên nhân tạo mật cuối.
+ Ca
+ Ca
2
2
+
+


, Mg
, Mg
2
2

+
+


, SiO
, SiO
2
2
tạo cặn trong các thiết bị
tạo cặn trong các thiết bị
truyền nhiệt
truyền nhiệt
VI. Quy trình:
VI. Quy trình:


- Công nghệ sản xuất đường thông
- Công nghệ sản xuất đường thông
thường trải qua 3 công đoạn chính: ép,
thường trải qua 3 công đoạn chính: ép,
làm sạch nước mía và kết tinh.
làm sạch nước mía và kết tinh.


Gồm 5 giai đoạn:
Gồm 5 giai đoạn:
1.Lấy nước mía (ép hoặc khuyếch tán)
1.Lấy nước mía (ép hoặc khuyếch tán)
2.Tinh chế nước mía
2.Tinh chế nước mía

3. Cô đặc
3. Cô đặc
4. Kết tinh đường
4. Kết tinh đường
5. Phân tách
5. Phân tách
6. Sấy khô – bảo quản
6. Sấy khô – bảo quản
2. Tinh chế nước mía:
Mục đích là loại bỏ tối đa các chất bã có trong
nước mía theo khả năng có thể. Quá trình lọc
được thực hiện nhờ đưa SO
2
vào, sau đó đưa
vôi vào và tiến hành gia nhiệt. Độ pH đạt
được là 8 - 8,5. Nước mía ép đã xử lý hóa
chất sẽ để lại một chất kết tủa trong bình, chất
kết tủa này được lọc qua bộ lọc chân không.
Nước mía sạch thu từ bình và nước mía thu từ
bộ lọc chân không được trộn chung với nhau.
a. NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA VIỆC LÀM SẠCH
NƯỚC MÍA.
- Tác dụng của vôi:
3Ca(OH)
2
+ 2K
3
PO
4

Ca
3
(PO
4
)
2
+ 6KOH
Ca(OH)
2
+ K
2
SO
4
CaSO
4
+ 2KOH
- Tác dụng của SO
2
:
•
Trung hoà lượng vôi dư trong nước mía:
SO
2
+ H
2
O H
2
SO
3
Ca(OH)

2
+ H
2
SO
3
CaSO
3
+ H
2
O
•
Hòa tan muối canxi sunphit kết tủa:
CaSO
3
+ SO
2
+ H
2
O Ca(HSO
3
)
2
Ca(HSO
3
)
2
CaSO
3
+ SO
2

+ H
2
O
•
Giảm độ nhớt: Khi cho SO
2
vào làm thay đổi pH
nên ngưng kết được số keo và giảm độ nhớt

Biến muối cacbônat thành muối sunphit:
Biến muối cacbônat thành muối sunphit:


Muối sunphit làm giảm độ kiềm, độ nhớt của mật chè
Muối sunphit làm giảm độ kiềm, độ nhớt của mật chè
có lợi cho việc nấu đường, kết tinh
có lợi cho việc nấu đường, kết tinh


K
K
2
2
CO
CO
3
3
+ H
+ H
2

2
SO
SO
3
3
= K
= K
2
2
SO
SO
3
3
+ H
+ H
2
2
O + CO
O + CO
2
2


CaCO
CaCO
3
3
+ H
+ H
2

2
SO
SO
3
3
= CaSO
= CaSO
3
3
+ H
+ H
2
2
O + CO
O + CO
2
2

Tẩy màu dung dịch đường:
Tẩy màu dung dịch đường:


SO
SO
2
2
+ H
+ H
2
2

O H
O H
+
+
+ HSO
+ HSO
3
3
-
-


HSO
HSO
3
3
-
-
+ H
+ H
2
2
O HSO
O HSO
4
4
-
-
+ 2 [H]
+ 2 [H]

C=C + 2H CH – CH
C=C + 2H CH – CH

Ngăn ngừa sự tạo màu.
Ngăn ngừa sự tạo màu.

Tác dụng sát trùng:
Tác dụng sát trùng:
SO
SO
2
2
có tính khử mạnh, khống chế
có tính khử mạnh, khống chế
được VSV bảo vệ nước mía khỏi bị hư hỏng.
được VSV bảo vệ nước mía khỏi bị hư hỏng.
b. LẮNG:
b. LẮNG:


- Nguyên lý lắng:
- Nguyên lý lắng:
Nguyên lý chính của lắng là sự
Nguyên lý chính của lắng là sự
chênh lệch tỷ trọng giữa vật liệu phải được lắng
chênh lệch tỷ trọng giữa vật liệu phải được lắng
xuống (các kết tủa) và dung dịch chứa vật liệu phải
xuống (các kết tủa) và dung dịch chứa vật liệu phải

lắng đó (khối nước mía sau khi hóa chế). Các kết
lắng đó (khối nước mía sau khi hóa chế). Các kết
tủa dưới tác dụng của trọng lực có thể lắng xuống
tủa dưới tác dụng của trọng lực có thể lắng xuống
dưới.
dưới.
- Tỷ trọng hạt kết tủa > tỷ trọng nước mía: kết tủa
- Tỷ trọng hạt kết tủa > tỷ trọng nước mía: kết tủa
lắng xuống
lắng xuống
- Tỷ trọng hạt kết tủa < tỷ trọng nước mía: kết tủa nổi
- Tỷ trọng hạt kết tủa < tỷ trọng nước mía: kết tủa nổi
- Tỷ trọng hạt kết tủa = tỷ trọng nước mía: kết tủa lơ
- Tỷ trọng hạt kết tủa = tỷ trọng nước mía: kết tủa lơ
lửng.
lửng.


c. LỌC:
c. LỌC:

Quá trình lắng phân chia nước mía được xử lý thành 2
Quá trình lắng phân chia nước mía được xử lý thành 2
phần: nước mía trong nổi lên trên và nước bùn lắng tập
phần: nước mía trong nổi lên trên và nước bùn lắng tập
trung ở phía đáy.
trung ở phía đáy.

Nước bùn chứa khoảng 95% nước đường. Lọc nhằm
Nước bùn chứa khoảng 95% nước đường. Lọc nhằm

tách các kết tủa chứa trong đó gồm các muối không hòa
tách các kết tủa chứa trong đó gồm các muối không hòa
tan và cám mía bị kéo theo và thu hồi lượng nước
tan và cám mía bị kéo theo và thu hồi lượng nước
đường.
đường.

d. LẮNG NỔI:
d. LẮNG NỔI:


Về mặt cơ bản là cho thêm các tác nhân hóa lý
Về mặt cơ bản là cho thêm các tác nhân hóa lý
như phôtphat natri, chất tạo bọt, axit photphoric và
như phôtphat natri, chất tạo bọt, axit photphoric và
một chất trợ lắng anion.
một chất trợ lắng anion.


-
-
C
C
hất lượng đường thu được tốt hơn do loại được
hất lượng đường thu được tốt hơn do loại được
tạp chất và chất màu
tạp chất và chất màu
.
.

-
-
C
C
ông nghệ này cho phép duy trì chất lượng của
ông nghệ này cho phép duy trì chất lượng của
đường trong trường hợp xấu nhất là bị xáo trộn từng
đường trong trường hợp xấu nhất là bị xáo trộn từng
phần của bồn lắng nước mía hoặc một lượng dư bã
phần của bồn lắng nước mía hoặc một lượng dư bã
nhuyễn
nhuyễn
.
.
3. Cô đặc
3. Cô đặc
:
:


Tiến hành nấu đường tức là tách nước từ mật
Tiến hành nấu đường tức là tách nước từ mật
chè đưa dung dịch đến trạng thái quá b
chè đưa dung dịch đến trạng thái quá b
ã
ã
o hòa

o hòa
.
.


Dung dịch chứa nhiều đường hơn dung dịch
Dung dịch chứa nhiều đường hơn dung dịch
bão hòa gọi là dung dịch quá bão hòa. Nghĩa là
bão hòa gọi là dung dịch quá bão hòa. Nghĩa là


lượng đường hòa tan trong mỗi phần nước vượt
lượng đường hòa tan trong mỗi phần nước vượt
quá lượng đường hòa tan trong mỗi phần nước
quá lượng đường hòa tan trong mỗi phần nước


của
của
dung dịch bảo hòa ở cùng nhiệt độ gọi là dung
dung dịch bảo hòa ở cùng nhiệt độ gọi là dung
dịch quá bão hòa.
dịch quá bão hòa.


Nước mía được cô đặc trong thiết bị chưng
Nước mía được cô đặc trong thiết bị chưng
cất chân không nhiều tầng để đạt được lượng
cất chân không nhiều tầng để đạt được lượng
đường là 55 - 65%. Hơi nước sử dụng được cung

đường là 55 - 65%. Hơi nước sử dụng được cung
cấp từ lò hơi sử dụng bã mía làm chất đốt.
cấp từ lò hơi sử dụng bã mía làm chất đốt.