phương pháp giải quyết về mặt môi trường của nhà máy đường lam sơn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.46 MB, 57 trang )
Phương pháp giải quyết về mặt môi trường của Nhà máy đường Lam
Sơn
Các ký hiệu viết tắt
BOD, BOB
5
Nhu cầu ôxy sinh hoá
COD Nhu cầu ôxy hoá học
DO Ôxy hoà tan trong nước
TS Tổng chất sắt
SS Chất rắn lơ lửng
BX Nồng độ phần trăm chất khí trong dung dịch
t
0
Nhiệt độ
DE Độ tinh khiết của đường dịch hoá
CCS Trữ đường
AP Độ tinh khiết biểu kiến của mía: Tỉ lệ giữa lượng
đường Saccaroza
Nm
3
Thể tích 1m
3
thể hiện ở đầu tiêu chuẩn
Q Lưu lượng
CC cm
3
TCCP Tiêu chuẩn cho phép
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TMN Tấn mía/ngày
TAGS Thức ăn gia sóc
VSCN Vệ sinh công nghiệp
Lời nói đầu
Công ty đường Lam Sơn thuộc tỉnh Thanh Hoá đã trải qua 20 năm hoạt
động. Qua 20 năm hoạt động công ty đã có nhiều cơ sở sản xuất các mặt hàng
khác nhau, trong đó có Nhà máy đường Lam Sơn-một trong những nhà máy sản
xuất đường lớn nhất khu vực miền Trung.
Năm 1997, nhà máy mở rộng quy mô sản xuất, năng suất từ 2000 TMN lên
6000 TMN. Việc mở rộng quy mô sản xuất là một bước tiến quan trọng thể hiện
sự lớn mạnh của nhà máy, nhưng bên cạnh nó là một áp lực không nhỏ về mặt
môi trường cần phải được giải quyết. Trước yêu cầu này, nhà máy đứng trước
nhiều lựa chọn về công nghệ cũng như quản lý nhằm đạt được sự tối ưu trong
hiệu quả cả về lợi Ých của nhà máy lẫn lợi Ých xã hội.
Là mét sinh viên khao kinh tế quản lý môi trường và Đô thị trường Đại học
KTQD Hà Nội, với mục đích tập sự, tiếp cận các mô hình quản lý môi trường và
được sự giúp đỡ củ Phòng quản lý môi trường thuộc Sở khoa học công nghệ và
môi trường Thanh Hoá, cùng sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Duy Hồng-
Giảng viên khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị, em đã đề xuất và trình mô
hình “sản xuất sạch hơn” trong Nhà máy đường Lam Sơn. Đây là một báo cáo
thực tập nên dẫu sao cũng còn nhiều hạn chế, nội dung mới mang tính tập sự,
còn sơ sài chưa đầy đủ về nội dung và yêu cầu của một công trình khoa học thực
sự.
Xin chân thành cảm ơn Phòng quản lý môi trường-Sở KHCN tỉnh Thanh
Hoá cùng khoa kinh tế quản lý môi trường và đô thị đã giúp đỡ em hoàn thành
báo cáo này.
Hà Nội Tháng 5/2002
Chương I Mô tả sơ lược về quá trình hoạt động của Nhà máy đường
Lam Sơn
1.1 Quá trình phát triển và quy mô sản xuất
Nhà máy đường Lam Sơn bắt đầu khởi công xây dựng từ năm 1982. Công
suất thiết kế ban đầu là 1500 TMN, dây chuyền máy và thiết bị nhập của Pháp,
chuyên sản xuất đường vàng, còn gọi là đường thô. Nhà máy được đưa vào hoạt
động sản xuất từ vụ Ðp 1987-1988. Từ 1993-1995 bằng nguồn vốn tự có, vốn
vay, nhà máy đã đầu tư mở rộng công suất lên 2000 TMN. Trong thời gian này
nhà máy đã tự trang bị thêm một số máy móc nhập của nước ngoài như: máy Ðp
và tua lin Ên Độ, máy lọc thùng quay chân không Trung Quốc và máy móc chế
tạo trong nước để nâng cấp chất lượng sản phẩm, đưa dây chuyền sản xuất
đường trắng vào hoạt động. Nhờ vậy vụ Ðp 1995-1996 đã thu mua 320.000 tấn
mía cây trong vùng trồng mía nguyên liệu của 4 nông trường quốc doanh: Sao
Vàng, Sông Âm, Lam Sơn, Thống Nhất và của nông dân 5 huyện: Thọ Xuân,
Triệu Sơn, Ngọc Lạc, Thiệu Yên, Thường Xuân với giá 240-250 đồng/kg.
Năm 1996, nhà máy lắp đặt máy kiểm tra trữ đường của mía nguyên liệu tự
động hoá khâu cân và kiểm tra nguyên liệu.
Sản lượng đường vụ 1995-1996 là 32.000 tấn đường (22.000 tấn đường
kính trắng đạt 100% công suất thiết kế, tăng hơn 1.5 lần so với vụ 1994-1995 và
tăng gấp 100 lần so với vụ Ðp đầu tiên).
Ngoài ra nhà máy còn sản xuất các sản phẩm phụ:
- Cồn rượu từ mật rỏ với năng suất 6000 lít/ngày
- Bia hơi: 1400 lít/ngày
- Siroglucôza (nha): 3 tấn/ngày
Từ năm 1996, nhà máy tiến hành mở rộng thêm quy mô sản xuất. Nhà máy
đã đầu tư xây dựng phân xưởng chế biến đường công suất 4000 TMN, đến tháng
3/1998 đã hoàn thành và đi vào hoạt động nâng tổng công suất của nhà máy lên
6000 TMN.
Năng lực sản xuất của Công ty sẽ không chỉ tăng về công nghệ chế biến
mía đường mà các loại hình công nghệ khác như sản xuất cồn, bia, nha trong
nhà máy và bánh kẹo, phân bón trong các xí nghiệp khác thuộc Công ty.
1.2 Giới thiệu dây chuyền công nghệ của nhà máy
1.2.1. Giới thiệu hệ thống tổ chức và sản xuất của nhà máy
1.2.1.1 Tổ chức của nhà máy: Nhà máy đường gồm nhiều phân xưởng trực
thuộc Công ty đường Lam Sơn.
Các phân xưởng hoạt động tại địa bàn của nhà máy gồm có:
- Phân xưởng sản xuất đường mía công suất 6000 TMN
- Phân xưởng sản xuất: cồn, bia, nha
- Phân xưởng cơ điện.
- Trạm cơ giới dịch vụ nguyên liệu
Sơ đồ quản lý của công ty nêu trong hình (2.1)
1.2.1.2 Tương quan giữa nguyên liệu chính, sản phẩm và phế thải của nhà
máy
Hình 2.2: Sơ đồ quan hệ giữa nguyên liệu chính với sản phẩm và phế thải
của nhà máy.
Hình 2.1 Tổ chức quản lý sản xuất và bố trí nhân lực
!"#
$%
!"#
&
!"#
!"#
&
'%
()*
(+
,
(/0!"#12
34
56#
!"#7
8&
9:#;#
8<
=
(+0
(+*>
(+*>>
(?
(+
(+
@A
(
!
(
!
!"#12
BCDEF G
(
EF
EF
F$HI
3F'
#56#
3F'
8?$6
3F'
8I6
3F'
!"#J
3K0
/0L#! -M
3KNB
$
3K#5
6#
'0/,!
3"O?
$6
-?PAM
/J#56#
Chu trình chế biến nguyên liệu mía khép kín trong nhà máy
Hình 2.3 Sơ đồ dòng năng lượng trong sản xuất đường
1.3 Công nghệ sản xuất đường
3K13K1
3K#5#
3K1
3K1Q#,
3KR8
(@9?!
8/K
$A6
(0
$/0S
3K!/6
@12
'>TTUVF
@&
@64
NW*
'@98(
'S
-#5
B#H
(+ T? '6
'%
1.3.1. Một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
a> Thành phần nguyên liệu
Pol: 12.5%
Xơ mía: < 14%
Tạp chất: < 2.5%
b> Thành phần của sản phẩm: sản phẩm đường vàng tinh khiết và đường
trắng tinh luyện của nhà máy đạt chỉ tiêu chất lượng theo như trình bầy trong
bảng sau:
ST
T
Chỉ tiêu Đườn
g vàng
Đường trắng tinh
luyện
1 Độ Pol (%) 98.7-
99
99.8-99.82
2 Độ Èm (%) 0.14-
0.15
0.04-0.05
3 Độ mầu IU 500-
600
40-45
4 Độ tro (%) < 0.25 0.03
5 Hàm lượng đường
thử
< 0.3 0.03
b> Tiêu hao nguyên vật liệu và năng lượng định mức tiêu hao nguyên liệu
vật tư, năng lượng trên một tấn đường thành phẩm.
ST
T
Khoản
Mục
Định mức cho 1 tấn
sản lượng
Nhu cầu sử dụng
tính theo năm
Tính %
theo mía
cây %
Đv tính Khối
lượng
Đv tính Khối
lượng
A> Đường vàng tinh khiết
Mía Tấn 9.4 Tấn 950.000
Vôi Kg 8 Tấn 856.8 0.0901
Sepazan Kg 0.05 Tấn 2.25 0.000236
NaOH Kg 0.3 Tấn 32.1 0.00337
NaCl Kg 0.3 Tấn 32.1 0.00337
Na
2
CO
3
Kg 0.8 Tấn 85.8 0.00903
Na
3
PO
4
Kg 0.6 Tấn 64.2 0.00675
H
3
PO
4
Kg 0.7 Tấn 75 0.00785
Dầu mì phụ Kg 2 Tấn 214.2 0.0225
Dầu FO đốt lò Kg 2 Tấn 214.2 0.0225
Dầu DO đốt lò Kg 0.3 Tấn 32.1 0.00337
Điện lưới KWh 16 Tấn 1713.00 2.273.000
Bao PD Cái 20.1
5
Cái 1.057.875 1.763.125
Bao PE Kg 1.3 Tấn 68.25 113.75
Chỉ khâu Kg 0.05 Tấn 2.625 4.75
B> Đường tinh luyện
X
Đường vàng thô Tấn 1.1 Tấn 38.50
=
Vôi Kg 8 Tấn 280
Y
Bột đường Kg 1 Tấn 35
Z
NaCl Kg 7 Tấn 2.45
[
NaOH Kg 0.07 Tấn 2.45
\
HCl Kg 0.04 Tấn 1.4
]
Na
3
PO
4
Kg 0.07 Tấn 2.45
^
Hoá chất trao đổi Kg 0.125 Tấn 4.98
1.3.2 Công nghệ sản xuất đường hiện tại của nhà máy
Quá trình sản xuất đường từ mía cây gồm 3 giai đoạn chủ yếu là: lấy nước
mía, làm sạch dung dịch nước mía, kết tinh thể saccaroza và xử lý đường thành
phẩm.
Dây chuyền công nghệ sản xuất đường của nhà máy có thể chia thành các
công đoạn sau:
- Công đoạn tiếp nhận và chuẩn bị nguyên liệu
- Công đoạn mía Ðp
- Công đoạn làm sạch nước mía
- Công đoạn kết tinh và xử lý đường thành phẩm
- Các công đoạn phụ trợ: đốt lưu huỳnh, tôi vôi
Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất đường vàng và đường trắng được
biểu diễn trên các hình 2.4 và 2.5.
a.Công nghệ sản xuất đường vàng
Sản xuất đường vàng tinh khiết lần lượt qua các công đoạn sau:
* Công đoạn tiếp nhận và chuẩn bị mía nguyên liệu
Với mục đích tách hết đường trong mía cây, công đoạn này lần lượt qua các
bước sau:
+ Bốc dỡ và cân nguyên liệu: mía cây được bó lại và đưa đến nhà máy
bằng xe ô tô tải, qua cân đo xác định trọng lượng và kiểm tra chất lượng, rồi
được để tại bãi mía.
+ Chuẩn bị nguyên liệu: các bó mía được cẩu lên bàn lùa, đưa vào băng
chuyền mía qua bộ phận xử lý mía gồm 2 dao chặt và 1 máy xé. Mía qua xử lý
có độ xé tơi 85%, đi qua máy tách sắt từ vào hệ thống máy Ðp.
* Công đoạn Ðp
Hệ máy Ðp gồm 5 máy, mỗi máy có 3 trục Ðp và một trục phụ dẫn mía.
Các trục được dẫn động bằng tuốcbin hơi nước qua hộp giảm tốc độ với vận tốc
4-6 vòng/phút. Hệ thống máy Ðp mía làm việc theo nguyên tắc thẩm thấu
ngược. Máy đầu tiên là Ðp sơ bộ. Nước mía thu được từ máy Ðp 2 và 3 là nước
mía hỗn hợp. Nước mía từ máy 4 tưới cho máy 2, máy 5 tưới cho máy 3. Nước
mía hỗn hợp qua thùng lọc vụn cám mía. Cám mía quay lại Ðp 3 để thu hết
nước mía còn trong bã, còn nước mía hỗn hợp qua cân lưu lượng xuống thùng
chứa.
Trong công đoạn này lượng nước nóng (47-51
0
C) cần cung cấp cho máy
Ðp bằng 200-250% so với trọng lượng xơ của bã.
Các chất thải còn lại chủ yếu là nước thải, nước thải ở đây là nước rửa sàn
và thiết bị được tiến hành định kỳ trong vô Ðp. Trong nước thải này có bùn đất
(do bám ở mía cây), dầu mỡ, váng bợt và một lượng mùn bã mía.
* Công đoạn làm sạch:
Nước mía hỗn hợp sau khi Ðp có thành phần các chất sau:
Bảng 2.3: Thành phần của nước mía hỗn hợp
St
t
Thành
phần
% khối lượng
tính theo mía
Tính theo % khối
lượng nước mía hỗn hợp
X
Đường
sac
11.88 12.62
=
Đường
khử
1.35 1.44
Y
Prôtêin 0.42 0.48
Z
Axit tù
do
0.13 0.14
[
Axit kết
hợp
0.14 0.15
\
Chất keo 0.39 0.41
7 Chất vô
cơ
0.57 0.60
8 Nước 69.12 78.15
Làm sạch nước mía là khâu quan trọng, quyết định đến chất lượng đường
thành phẩm. Làm sạch nước mía nhằm đạt những mục đích như:
+ Loại tối đa các tạp chất ra khỏi nước mía để tăng độ tinh khiết của nước
mía hỗn hợp.
+ Trung hoà nước mía hỗn hợp
Để sản xuất đường vàng tinh khiết, nhà máy sử dụng sữa vôi Ca(OH)
2
để
trung hoà đạt độ PH = 6,4 - 6,8. Sau đó bổ sung P
2
O
5
rồi đem giữ nhiệt lần I tới
nhiệt độ 55-60
0
C. Tiếp tục gia vôi trung hoà lần II tới PH = 7,8 - 8,2. Sau trung
hoà lần II, nước mía hỗn hợp được giữ nhiệt lần II đạt 102-105
0
C, rồi chuyển
sang thiết bị lắng trong để tách nước mía trong và nước bùn, nước bùn được
bơm qua lọc chân không thùng quay để loại bã bùn, còn dịch lọc cùng phần
nước mía trong được đem đi giữ nhiệt lần III tới 115
0
C, rồi chuyển qua công
đoạn tiếp theo.
* Công đoạn kết tinh và hoàn thành sản phẩm
Hệ thống bốc hơi gồm 6 nồi, 4 hệ làm việc theo sơ đồ xuôi chiều: hơi thử
của nồi trước được làm hơi đốt của nồi sau, hơi thử ở nồi cuối cùng đi vào thiết
bị tạo chân không. Áp suất làm việc của nồi đầu: 1.4 - 1.5 kg/cm
3
và ở nồi cuối
đạt độ chân không là 580 - 600 mmHg. Dung dịch sau khi cô đặc được gọi là
mật chè đạt nồng độ Bx = 58 - 62, mật chè được đưa vào nồi nấu đường A, áp
suất làm việc của nấu A bằng 620 - 640 mmHg, nhiệt nấu 70
0
C, đường nấu A,
sau khi nấu xong xả xuống trợ tinh A rồi qua ly tâm A thành đường A và mật A.
Mật A được bơm đi nấu B. Nấu B làm việc ở áp suất 640 - 680 mmHg, nhiệt độ
nấu 80
0
C. Mật A phế liệu nấu đường B xong xả xuống trợ tinh B và được đưa đo
ly tâm B thành đường cát B và mật B. Đường cát B hồi dung về nấu A, còn mật
B được bơm lên nấu C. Hệ nấu C tương tự hệ nấu B. Sản phẩm sau khi nấu C xả
xuống trợ tinh C rồi qua ly tâm C thành đường C và mật C (mặt rỉ). Đường C
hồi dung lại nấu A, mật C được bơm vào các bồn chứa mặt rỉ dung tích 9000m
3
.
Đường cát A từ ly tâm A đi qua băng chuyền làm nguội và sàng chọn hạt, rồi
chuyển sang bộ phận đóng gói đường thành phẩm và nhập kho.
b) Công nghệ sản xuất đường kính trắng
Hiện tại công nghệ sản xuất đường kính trắng tinh luyện của nhà máy cũng
lần lượt qua các công đoạn như sản xuất đường vàng, chỉ khác là giai đoạn làm
sạch nước mía hỗn hợp, ngoài dùng vôi còn phải dùng SO
2
để xông làm hai lần
gọi là phương pháp sunphít hoá. Sơ đồ công nghệ sản xuất đường kính trắng tinh
luyện được thể hiện trên hình 2.5. Công đoạn làm sạch nước mía ở dây chuyền
sản xuất đường kính trắng lần lượt qua các bước sau:
Nước mía hỗn hợp qua cân nước mía được gia vôi sơ bộ đến PH = 6,8 - 7,0
rồi gia nhiệt lần I tới 55-60
0
C. Sau đó dung dịch nước mía được bơm sang tháp
xông SO
2
lần I, cường độ xông đạt 10-12. Tại đây xảy ra các phản ứng sau:
SO
2
+ H
2
O H
2
SO
3
H
2
SO
3
2H
+
+ SO
3
-2
SO
3
-2
+ Ca
+ 2
CaSO
3
CaCO
3
sẽ kéo theo các tạp chất không đường và chất mầu kết tủa theo.
Ra khỏi tháp xông, nước mía được trung hoà ngay bằng sữa vôi để tăng PH lên
7,1 - 7,3. Nước mía được gia nhiệt lần II tới nhiệt độ 102-105
0
C và qua thiết bị
lắng trong để tách thành 2 phần: nước mía trong và nước bùn.
Phần nước bùn được bơm qua lọc chân không để tách bã bùn. Dịch lọc
được bổ sung thêm vôi trung hoà rồi cùng phần nước mía trong đi gia nhiệt lần
III nâng nhiệt độ tới 115
0
C và đưa vào hệ thống bốc hơi.
Hệ thống bốc hơi gồm 6 nồi, bốn nồi hiện làm việc theo sơ đồ xuôi chiều.
Nước mía sau bốc hơi đạt nồng độ 52-62
0
Bx gọi là mật chè thô. Mật chè thô đi
qua hệ thống lắng nổi để loại tạp chất lơ lửng sau đó đi xông SO
2
lần II để tẩy
màu ra mật chè tinh. Xông SO
2
lần II cũng được thực hiện trong thiết bị biểu
ống đứng cường độ xông từ 6-8. Mật chè tinh cũng đem nấu và kết tinh giống
như công nghệ sản xuất đường vàng tinh khiết.
1.3.3 Công nghệ sản xuất đường kính trắng
Hiện nay, nhà máy đã áp dụng phương pháp Cácbonat hoá để chế biến sản
phẩm truyền thống là đường vàng thành đường kính trắng RS. So với phương
pháp sunfít hoá, phương pháp cácbonát hoá có những ưu điểm sau:
+ Tạo được sự kết tụ thành khối lớn của chất không đường và chất kết tủa.
Hạn chế được chất không đường kết hợp với vôi tạo muối canxi hoà tan tồn tại
trong dung dịch đường.
+ Loại được nhiều sunfát và phốtphát cùng các chất hữu cơ, các chất có
chứa ion âm bao gồm chất mầu, axít polyacarít.
+ Cho độ trong suốt cao hơn phương pháp sunfít hoá
+ Chi phí về hoá chất sẽ Ýt hơn 2 lần so với phương pháp sunfít hoá
+ Phương pháp cácbonát hoá đòi hỏi vốn đầu tư lớn hơn nhưng giá thành
sản phẩm thấp hơn. Khí CO
2
cần thiết được thu hồi từ hệ thống xử lý bôi trong
khói lò đốt bã mía.
Sơ đồ công nghệ sản xuất đường tinh luyện bằng phương pháp cácbonát
hoá được minh hoạ trên hình 2.6.
* Công nghệ sản xuất đường tinh luyện {3}
Đường vàng đưa đi hoà tan thành dung dịch đường có nhiệt độ là 80
0
C và
nồng độ 65-68 Bx gọi là mật chè hoà tan. Mật chè hoà tan được đem đi làm sạch
theo phương pháp cácbonát hoá. Quá trình cácbonát hoá chia làm 2 giai đoạn:
cácbonát hoá lần 1 và lần 2. Quá trình cácbonát hoá lần 1 có cho thêm sữa vôi để
duy trì PH = 10 - 11, sau đó đi xông CO
2
lần II giữ PH = 7,8 - 8. Mật chè qua
xông CO
2
lần 2 được qua máylọc quay liên tục để tách cặn và thu được mật chè
trong, tiếp tục cho qua thiết bị trao đổi ion để khử màu và mật chè thu được có
độ màu tương đương 200 IU gọi là mật chè tinh luyện.
Mật chè tinh luyện có AP = 98,7 - 99 đưa đi nấu đường với chế độ nấu ba
hệ R
1
, R
2
, R
3
. Đường non R
1
qua trợ tinh, ly tâm thu được đường tinh luyện R
1
có độ POL > = 99,8% và mật R
1
. Mật R
1
dùng để nấu đường non R
2
, qua trợ tinh
và ly tâm thu được đường R
2
và mật R
2
. Mật R
2
dùng để nấu đường non R
3
, qua
trợ tinh, ly tâm thu được đường cát R
3
và mật R
3
. Đường cát R
3
hoà tan để nấu
đường luyện hoặc hồ để làm giống nấu R
1
, R
2
. Mật R
3
đưa về nấu đường vàng.
Đường R
1
và R
2
hỗn hợp đưa đi sấy đến độ Èm 0,04 - 0,05% và là sản
phẩm đường tinh luyện của nhà máy.
1.3.4 Đánh giá chung về kỹ thuật sản xuất đường mía của nhà máy
Đường vàng là sản phẩm đặc thù của nhà máy đường Lam Sơn trên cơ sở
cải tiến công nghệ, nâng cao chất lượng đường thô. Thực chất đường vàng là
đường thô có độ POL cao và giữ được hương vị tự nhiên. Phương pháp công
nghệ duy nhất để sản xuất đường thô là phương pháp vôi hoá. Để sản xuất
đường kính trắng, nhà máy đã áp dụng phương pháp cácbonát hoá để sản xuất
đường tinh luyện tại phân xưởng sản xuất đường II. Đây là quy trình công nghệ
tiên tiến với những đặc điểm sau:
- Phương pháp lấy mẫu, thử đường nhanh, kịp thời , chính xác
- Phương pháp Ðp thẩm thấu ngược với hệ máy Ðp mới cho hiệu suất
thu hồi cao: 95%.
- Xử lý ché hoá hiện đại, áp dụng các công nghệ tiên tiến góp phần
giảm chi phí sản xuất và tăng năng suất lao động. Thêm vào đó thu hồi khí CO
2
từ khói thải đốt bã mía sẽ có lợi về vệ sinh môi trường.
- Hệ thống máy và thiết bị làm việc liên tục, cơ giới hoá ở hầu hết các
công đoạn.
Nhờ việc sản xuất đường vàng và đường tinh luyện trong cùng một nhà
máy nên có thể bỏ qua giai đoạn tinh chế sơ bộ để rút ngắn quy trình sản xuất.
Chỉ cần nấu 3 hệ cũng đảm bảo được hiệu suất thu hồi do đó giảm được vốn đầu
tư, giảm tiêu hao nhiệt năng nên hạ giá thành sản phẩm.
- Nhà máy được thiết kế theo nguyên lý sản xuất khép kín để tận dụng
được các nguyên liệu phụ như bã mía, mật rỉ. Mức tiêu nước được giảm thiểu
nhờ hệ thống tuần hoàn và thu hồi nước ngưng tụ, tạo chân không và nước làm
mát. Công nghệ sản xuất đạt đến trình độ tiên tiến và có xu hướng đổi mới theo
chiều hướng giảm thiểu chất thải.
- Do lượng mật rỉ và bã mía dư còn lớn, nên công ty không có hướng
giải quyết đúng thì đây sẽ là mặt hạn chế về hiệu quả sản xuất đường và gây nên
vấn đề môi trường.
1.2.5. Các chất thải của phân xưởng sản xuất đường
a. Nước thải.
Bao gồm nước thải ở các công đoạn Ðp mía, công đoạn làm sạch nước mía
và công đoạn kết tinh, xử lý đường thành phẩm. Nước thải ở các công đoạn này
có thể chia làm 3 luồng
- Luồng nước thải do rửa thiết bị và rửa sàn, giặt vải lọc, chứa bùn đất,
CaSO
9
CaCO
3
bọt váng đổ vãi, dầu mỡ, màn bã mía và còn chứa một lượng
đường khá lớn do đường bám trong thiết bị, đường ống và đường thất thoát do
rò rỉ từ hệ thống vận chuyển và cung cấp các chất lượng chứa đường.
- Luồng nước thải do làm sạch thiết bị trao đổi nhiệt có sử dụng axit và
kiềm, hoặc xôđa (Na
2
CO
3
) nên mang tính axit hay kiềm. Nước thải chứa nhiều
muối do tái sinh chất trao đổi ion trong phân xưởng đường II và khu vực lò hơi.
- Luồng nước thải do làm sạch máy nén, tua bin và cổ trục Ðp ngưng tụ hơi
từ nồi cô và nấu đường, nước cấp cho nồi hơi, phòng thí nghiệm, nước dùng
cho thiết bị tạo chân không chưa được thu hồi để tuần hoàn trong sản xuất.
Ngoài ra còn nước thải sinh hoạt của cán bộ, công nhân viên toàn nhà máy!
b) Khí thải:
Khí thải chủ yếu của nhà máy đường Lam Sơn là khí thải của lò hơi, lò đốt
S và tháp xông lưu huỳnh và cácbonic, khí thải từ ống xả xe vận tải gom lại, các
loại khí độc hại như: CO
2
, NO
x
. Ngoài ra có thể kể thêm các tác hại của tiếng ồn
và của nhiệt độ.
c) Chất thải rắn:
Bã thải rắn của quá trình sản xuất đường chủ yếu là bã mía, bã bùn lọc. Hầu
hết những chất thải này có thể tận dụng được, có loại để đốt hay làm ván Ðp, có
loại làm phân bón. Các nguồn thải trong phân xưởng mía đường được thể hiện
trên hình vẽ 2.7
3/ Công nghệ sản xuất cồn từ mật rỉ:
Hiện nay lượng mật rỉ thu được của nhà may khoảng 30.000 tấn/năm
(khoảng 4% so với mía). Mật rỉ được sử dụng để sản xuất cồn theo công nghệ cổ
điển công nghệ sản xuất cồn từ mật rỉ của nhà máy như sau:
Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất cồn trong hình 2.8
Quy trình công nghệ sản xuất cồn
a) Nguyên liệu sản xuất cồn từ mật rỉ gồm có: mật rỉ, nước, men giống,
axít, muối khoáng và chất sát trùng.
Mật rỉ là phế phẩm của công đoạn sản xuất đường mía, là các đường không
kết tinh trong quá trình sản xuất đường. Thành phần ủa mật rỉ phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như: giống mía, điều kiện trồng trọt, phương pháp sản xuất đường
và các điều kiện bảo quản, vận chuyển. Thông thường lượng nước trong mật rỉ
chiếm khoảng 15-20%, còn lại là 80-85% là chất khô. Trong chất khô có 60% là
đường và 40% là các hợp chất hữu cơ và vô cơ: axít aconitic, pectin, axít
lactic , các chất khử không lên men như caramen, melanoit, hợp chất amin,
K
2
O, CaO, MgO, P
2
O
5
, Fe
2
O
3
, SiO
2
Mặt khác trong mật rỉ còn có một số vi
sinh vật gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng cồn.
Nước dùng để sản xuất cồn yêu cầu có chất lượng như nước ăn (vô trùng,
độ cứng trung bình), cần một lượng nước lớn cho mục đích công nghệ, làm lạnh
và ngưng tụ thường để sản xuất 1 lít cồn cần 80-100 lít nước.
Axít dùng trong sản xuất cồn là axít H
2
SO
4
tỷ trọng 1.84 dùng để axít hoá
mật rỉ.
Muối khoáng là sunfát amon (NH
4
)
2
SO
4
và superphotphat Ca
3
(PO
4
)
2
,
Ca(H
2
PO
4
)
2
dùng trong khâu pha chế dịch đường.
Chất sát trùng hiện tại nhà máy không sử dụng, vì thế giống men thường bị
thoái hoá và phải thay thế.
b) Quy trình sản xuất lần lượt qua các giai đoạn sau:
* Hoà loãng và xử lý: Mật rỉ từ bồn chứa được bơm lên thùng cân, qua thiết
bị làm loãng sơ bộ để đạt nồng độ yêu cầu, sau đó đo xuống thùng axit hoá để
đạt độ PH = 5. Mục đích của axít hoá: loại bớt tạp chất, keo và tạp trùng, tạo độ
PH thích hợp cho men phát triển trong dung dịch mật rỉ, đồng thời cho các thức
ăn có đạm, lân như: (NH
4
)
2
SO
4
và Ca
3
(H
2
PO
4
) và sau đó được chuyển vào thùng
lên men.
* Lên men mật rỉ: Sau khi đã chuẩn bị xong dịch đường lên men và dịch
men giống. Trong quá trình lên men tạo ra các sản phẩm phụ: CO
2
, glyxêrin, axít
succinic, alđehyd, dầu fuzel, metylic Hiện nay phân xưởng thu hơi CO
2
vào
bình chứa với áp suất 12, khối lượng 20-30 kg/bình, mỗi ngày thu được khoảng
1500 kg CO
2
, dịch đường sau lên men gọi là dấm chín. Dấm chín được bơm
chuyển sang tháp chưng cất.
* Chưng cất cồn thô và tinh chế:
Quá trình trưng cất là quá trình tách rượu cùng các tạp chất dễ bay hơi ra
khỏi dấm chín và kết thúc quá trình chưng cất ta nhận được cồn thô. Nhà máy
sử dụng hệ thống chưng cất liên tục gồm 3 tháp chóp nối tiếp(1 tháp cất thô và 2
tháp cất tinh). Cồn thô lần lượt qua 2 tháp cất tinh để tách rượu êtylic ra khỏi các
tạp chất và kết thúc quá trình tinh chế ta nhận được cồn tinh chế đạt tiêu chuẩn
loại 2. Còn bã dấm (bã hòm) ở tháp chưng cất thô được đổ vào bể chứa và làm
nguội, hàng ngày phải chở bằng ôtô đến bộ phận sản xuất phân bón cách nhà
máy 6 km tại huyện Thọ Xuân.
1.4 Quy trình công nghệ sản xuất nha glucoza
Dây chuyền công nghệ được mô tả trong hình 2.9
Quy trình công nghệ sản xuất nha: gồm các công đoạn sau
- Công đoạn đường hoá: Công việc này là thực hiện hoà tinh bột sắn khô,
sử dụng enzim chuyển đổi tinh bột về dịch đường hoá.
- Xử lý dịch đường hoá: khi đường hoá kết thúc, dịch được bơm vào thiết
bị lọc Ðp để loại bã, chuyển qua thiết bị tẩy màu, tác nhân tẩy màu là than hoạt
tính. Sau đó dùng máy Ðp khung bản để loại than hoạt tính và tạp chất ra khái
dung dịch đường hoá.
Công đoạn cô đặc: Sau khi được lọc sạch, dịch đường được bơm vào nồi cô
đặc chân không và được cô đặc cho tới khi đạt nồng độ theo yêu cầu rời tháo
đem đi làm nguội và đóng góp nha thành phẩm.
Trong dây chuyền sản xuất nha glucoza, các chất thải chính:
+Nước thải: bao gồm nước vệ sinh nhà xưởng, thiết bị, nước giặt vải lọc,
nước cô nha, nước làm mát
+ Chất thải rắn: Chủ yếu là bã than hoạt tính dùng để tẩy màu, bã than lãm
tạp chất hữu cơ được tách từ bể lắng và được dùng làm phân bón.
1.6 Công nghệ sản xuất bia:
Từ năm 1995, nhà máy đầu tư xây dựng dây truyền công nghệ sản xuất bia
hơi công suất 1400 lít/ngày để phục vụ nhu cầu của công nhân và nhân dân
quanh vùng. Hàng năm, dây chuyền công nghệ sản xuất bia hoạt động từ tháng 3
đếntháng 8. Công suất hiện tại 4000 lít/ngày.
Lượng malt: 1200 kg/ngày
Lượng gạo: 1200 kg/ngày
Hoà houblon: 3kg/ngày
Lượng hơi nóng sử dụng: 3 tấn/h
Lượng nước công nghệ sử dụng 200 m
3
/ ngày
* công nghệ sản xuất bia của nhà máy như sau: sơ đồ 2.10
* Nghiền nguyên liệu:
Malt đại mạch và gạo được đổ vào các máy nghiền. Malt được nghiền trên
máy nghiện trục để đạt độ mịn theo yều cầu. Tại nhà máy này, trấu không được
mịn như bột đại mạch để tách dễ dàng trong quá trình sau. Gạo được nghiền
trong máy nghiền búa. Malt và gạo được nghiền theo mẻ. Tỷ lệ mỗi loại là 50
malt và 50 gạo.
* Quy trình nấu:
Nấu cháo: Thuật ngữ chuyên môn gọi là hồ hoá và dịch hoá. Bột gạo và
10% malt được đưa vào nồi nấu 2 vỏ cùng với nước. Hỗn hợp được gia nhiệt
bằng hơi nước và được khuấy trộn. Khi nhiệt độ của hỗn hợp tăng dần đến 86
0
C
thì giữ nguyên trong một thời gian nhất định để hồ hoá tinh. Nhiệt độ của cháo
sẽ hạ xuống giữ trong một thời gian nhất định để dịch cháo loãng ra (còn gọi là
dịch hoá), tiếp tục gia nhiệt đến sôi và giữ trạng thái này trong một thời gian
nhất định để hoàn tất giai đoạn dịch hoá.
Đường hoá: Lượng malt còn lại được khuấy cùng với nước đến tan trong
nồi 2 vỏ được gia nhiệt bằng hơi nước. Một phần cháo được bơm sang. Nâng
dần nhiệt độ giữ trong một thời gian nhất định. Tiếp tục nâng dần nhiệt độ và
giữ nguyên để đường hoá cho triệt để tạo thành dịch đường.
La: Dịch đường được bơm qua máy lọc Ðp khung bản để tách bã Malt ra
khỏi dịch lọc. Khi độ trong của dịch lọc chưa đạt yêu cầu thì phải cho hồi lưu để
lọc lại. Trước khi kết thúc quá trình lọc, rửa bã bằng nước nóng để tách hết dịch
đường trong bã. Nước rửa bã chỉ chứa 0.5 độ đường thì kết thúc lọc
Nấu hoa: Dịch đường được bơm vào nồi 2 vỏ có bổ sung một lượng xác
định hoa houblon, gia nhiệt đến sôi và để sôi mạnh trong thời gian nhất định
nhằm chiết các chất cần thiết trong hoa. Sau đó lọc hỗn hợp qua vải để loại bỏ
bã hoa.
Trong các khâu đường hoá và nấu hoa, hơi nước gia nhiệt được cấp từ lò
hơi đốt than.
* Làm nguội sơ bộ dịch đường lên men và lắng trong.
Bơm toàn bộ dịch đường này vào thùng làm nguội có cấu tạo hai vỏ và để
lắng. Tác nhân làm nguội là nước thường để nhiệt độ dịch đường giảm xuống.
Làm lạnh nhanh: Dịch đường từ thùng làm nguội qua thiết bị làm lạnh dạng
bản mỏng. Tác nhân làm lạnh là NH
3
. Nhiệt độ của dịch đường được duy trì ở
từng giai đoạn thích hợp cho nấm mem phát triển khi lên men.
Lên men: Bơm dịch đường rồi cho men có bổ sung các chất dinh dưỡng
vào thùng lên men. Thùng có cấu tạo 2 vỏ, chất làm lạnh là nước muối.
Phản ứng lên men diễn ra sẽ chuyển hoá maltose thành rượu etylic và các
axit amin. Các axit này sẽ chuyển thành rượu bậc cao. Khí CO
2
sinh ra được thu
vào một bình chứa bên ngoài. Khi độ đường giảm xuống và đạt đến đỉnh chỉ tiêu
quy định thì hạ thấp nhiệt độ và để trong một thời gian nhất định cho men lắng
xuống đáy. Bia tạo thành được kiểm tra chất lượng và được đưa sang lọc khi đạt
yêu cầu.
Lọc bia: Bia được bơm sang máy lọc khung bản để tách các tạp chất và tế
bào men. Bột điatomit được dùng làm chất trợ lọc để đảm bảo độ trong của bia.
Quy trình hoàn thành:
Bão hoà CO2: Bia sau khâu lọc sẽ mất một lượng CO
2
là một thành phần
cần thiết tạo gas cho bia. Bia được chứa trong thùng 2 vỏ chịu áp lực, làm lạnh
bằng nước muối. Bia được bổ sung CO
2
từ các bình chứa khí nén đến trạng thái
bão hoà. Sản phẩm cuối cùng là bia hơi.
Chất thải rắn: Bã malt, gạo, bột trợ lọc, xác men là những chất thải rắn
trong sản xuất bia hơi.
Nước thải: Nước dư thừa từ khâu làm mát, nước giặt vải lọc, nước rửa thiết
bị, vệ sinh nhà xưởng và thiết bị khác.
Khí thải: Khí CO
2
dư thừa từ qúa trình bão hoà bia hơi là khí thải chính
trong sản xuất bia hơi, NH
3
bị rò rỉ trong hệ thống làm lạnh.
Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ sản xuất đường vàng tinh khiết
8
(0)
_>>>
$?
T6`X=YZ[
(+
(+B
PaW
F/I?
F6>
F/I-#0
8b-
cd-
c*0
F6>>>
T6H?Z6#
P)
c*1I
P*-
()*
cK?
!e
8D<TG
=
8D<TG
=
F6>>
,bI
cdN
3
=
<
[
DT
Y
3<
Z
G
8D<TG
=
8$IJ
,b
#$f%
'%E
-W
3,D84
-gPG
'%E
,E
R
$%(-W3
,('%8-W3,
'%8
,8D, G
T&8DG
(&B
'%(T&(DG
Hình 2.5 sơ đồ công nghệ sản xuất đường trắng
8
(0)
_>>>
$?
T6`X=YZ[
(80(0
(+B
fP
aW
F/I?
F6>
@I##h:X
-#0F6>>cd-c*F6>>>
T6HH?
bIcdN
c*1I
fP*
-
fP)
8D<TG
=
()*
@I##h>>
,b
8$IJ
3
=
<
[
DT
Y
3<
Z
G
8D<TG
=
#$%
'%E
-W7
3,D4-g
PG
'%E
,E
R
Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ sản xuất đường tinh luyện.
'%(
-W7
3,
'%(
,(
T&(DG
'%8
-W7
3,
,8D,-G
(&B
'%8
T&8DG
T0$%/K
@I8<
=
:X
3TiXjkXX
8D<TG
=
3Ti][k^
c* 8_
-$N>
@I8<
=
:=
Hình 2.7 Sơ đồ dòng chảy phân xưởng sản xuất đường
,b#6
'%lX '%l= '%lY
-Wl=
,lX ,l=
clX
cl=
'%lX '%l= '%lX ,lY
!$%#6
'4
#$%
/0
-WlX -WlY
clY
()$`/0*4
Ð
P!A:#m/*)+
(+,4n
P0S 8
@go*
3/0
3
=
<
[
8D<TG
=
T?P
P/60"O
<
=
_8<
=
P!B8 <
Z
8 <
Y
T8<
Y
88<
Y
_d/0?g8
'H
<
=
8<
=
P!D_d_?gp#?/0/I?
Hình 2.8 Sơ đồ công nghệ sản xuất cồn
cd*
/0*
1I
8_d
+)
c0
4
P_/!JqS 8
P-g+
P!D) p#?/0/I?
(H?I$_
P!n1#1I
P-gD
j
p#?GPJ
T?P
P1I
PS 8
#
-W
c
(!
R$%
P1I
PS 8 P-gD
j
p#?3TG
P!n1#1IPJ
PJ
PS 8
,
P0
P-gD
j
p#?3TG
!"#
&
RI1
(J$%
c0+
E"
H
2
O
H
2
SO
4
9MH
Hình 2.9 Sơ đồ công nghệ sản xuất Nha
c5
9
8
8&
Y=
j
8
8<
=
T?P
d1I
T0+
p
P
r>
