phân tích quy trình công nghệ làm sạch nước mía bằng phương pháp gia vôi

Nhóm: IV
Nhóm: IV
lớp 51TP1
lớp 51TP1
GVHD: Thái Văn Đức
GVHD: Thái Văn Đức
Đề tài:
Đề tài:


phân tích quy trình công nghệ làm sạch
phân tích quy trình công nghệ làm sạch
nước mía bằng phương pháp gia vôi
nước mía bằng phương pháp gia vôi
Nội dung
I.Giới thiệu về phương pháp gia vôi.
II. thuyết minh quy trình công nghệ
1.Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh.
2.Phương pháp gia vôi vào nước mía nóng.
3.Phương pháp gia vôi phân đoạn.
III. So sánh giữa các phương pháp.
1. Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh và phương pháp gia vôi
vào nước mía nóng.
2. Phương pháp gia vôi vào nước mía nóng và Phương pháp gia vôi
phân đoạn.
3. Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh và Phương pháp gia vôi
vào nước mía nóng và Phương pháp gia vôi phân đoạn.
IV. Các điều kiện công nghệ của phương pháp vôi.
I. Giới thiệu về phương pháp gia vôi.
•
Phương pháp vôi là phương pháp dùng vôi để làm sạch nước

mía có từ lâu đời, có từ hơn 300 năm nay và là phương pháp
đơn giản nhất.
•
Phương pháp này làm sạch nước mía chỉ dưới tác dụng của vôi
và nhiệt, thu được sản phẩm đường thô.
•
Quá trình làm sạch chủ yếu dựa vào sự tạo thành kết tủa
Ca
3
(PO
4
)
2
có khả năng hấp phụ các chất không đường, chất keo.
Nước mía hỗn hợp (pH =5÷5,5)
Lọc (sàng)
Gia vôi (pH=7.2-7.5 )
Gia nhiệt (102105
0
C)
Lắng nước bùn lọc bùn
Nước lắng trong nước lọc trong
nước mía trong
II. Thuyết minh quy trình công nghệ
1. Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh.

Giải thích quy trình.
(1) Nước mía hỗn hợp ban đầu có pH=5,0-5,5, là nước mía
tổng hợp rút ra bằng phương pháp ép hoặc phương pháp
khuếch tán.

(2) Lọc nước mía: Cho hỗn hợp nước mía đi qua lưới lọc loại
các tạp chất (cám mía và bã mía) sẽ bị giữ lại trên bề mặt
lưới lọc. Loại bỏ bã để tránh ở nhệt độ cao bã, vụn mía
thủy phân gây khó khăn cho sản xuất.
(3) Gia vôi: Cho vôi vào thùng trung hòa, khuấy trộn đều.
Khi cho vôi vào thì vôi có tác dụng:
•
Trung hòa nước mía hỗn hợp
•
Ngăn ngừa phản ứng acid của dung dịch nước mía hỗn hợp
và hạn chế sự chuyển hóa của đường saccaroza.
•
Làm kết tủa, đông tụ các chất không đường do ion Ca
2+
phản
ứng với các anion tạo thành muối canxi không tan.
•
Làm cho những chất kết tủa được tạo thành có tác dụng kéo
theo những chất rắn lơ lửng và những chất không đường
khác để kết tủa được hoàn toàn.
(4) Gia nhiệt:
•
Làm tăng quá trình tạo kết tủa .
•
Quá trình gia nhiệt làm giảm độ nhớt của nước mía, gảm sự
tạo bọt, có tác dụng diệt trùng, làm tăng nhanh các quá trình
phản ứng tạo kết tủa và thúc đẩy quá trình lắng, lọc.
•
Do dưới tác dụng của nhiệt tỷ trọng của nước mía giảm, một
số keo (anbumin, silic hydroxit) bị ngưng tụ, tăng nhanh tốc

độ lắng của các chất kết tủa.
(5) Lắng: sau khi gia vôi nước mía được đem đi lắng ở thiết
bị lắng để loại bỏ kết tủa. Khi lắng thì ta thu được 2 thành
phần: nước lắng trong và nước bùn. Nước bùn sẽ được đem
đi lọc để lọc lấy nước trong và loại bỏ bùn.
(6) Lọc nước bùn:
-Nước bùn chủ yếu: nước đường, bùn cát, vụn bã mía, chất
lơ lửng, chất kết tủa. Nước bùn còn khoảng > 90% nước mía
do đó cần phân ly và thu hồi.
Mục đích: loại hoàn toàn tạp chất không tan, chất kết tủa và
loại bỏ cám mía.
(7) Trộn nước lọc trong và nước lắng trong ta thu được nước
mía trong.
Nước mía hỗn hợp (pH =5÷5,5)
Lọc (sàng)
Gia nhiệt
Gia vôi ( thùng trung hòa pH= 7.2-7.5)
Lắng nước bùn lọc bùn
Nước lắng trong nước lọc trong
nước mía trong
 Giải thích quy trình. Các công đoạn giống như trên, chỉ
khác là gia nhiệt trước khi bỏ vôi.
(3) Gia nhiệt: trước khi gia vôi. Giảm khả năng hòa tan vôi,
tăng sự chuyển hóa đường saccaroza.(pH=5-5,5).
-Tác dụng:
+ giúp loại không khí ra khỏi nước mía, giảm sự tạo bọt.
+ Ngưng tụ các chất keo (anbumin, silic hydroxit) có trong
nước mía hỗn hợp.
+Giảm độ nhớt của nước mía hỗn hợp, tạo thuận lợi cho các
quá trình sau.

+ Có tác dụng diệt côn trùng, đề phòng hiện tượng lên men
acid, chống sự xâm nhập của vi sinh vật vào nước mía.
Nước mía hỗn hợp (pH =5÷5,5)
Lọc (sàng)
Gia vôi sơ bộ (pH= 6,4)
Gia nhiệt I (90
0
C)
Gia vôi ( thùng trung hòa pH= 7,6)
Gia nhiệt II (102- 105
0
C)
Lắng nước bùn lọc bùn
Nước lắng trong nước lọc trong
nước mía trong
Thuyết minh quy trình:
1. gia vôi sơ bộ (pH= 6,4)
Để trung hòa các acid tự do trong dung dịch nước mía hỗn
hợp, ngăn ngừa phản ứng chuyển hóa đường saccharose.
2. gia nhiệt I
Gia nhiệt lần 1 t= 90
0
C, sau khi gia vôi và nhiệt độ cao sẽ giúp
•
ngưng kết chất keo tốt.
•
giúp loại không khí ra khỏi nước mía, giảm sự tạo bọt.
•
tiêu diệt vi sinh vật.
3. gia vôi (pH= 7,6)

Gia vôi về pH= 7,6 là do dưới tác dụng khuấy đảo pH sẽ giảm.
•
Kết tủa đông tụ những chất không đường.
•
Những chất kết tủa được tạo thành sẽ kéo theo những chất lơ
lửng và chất không đường khác.
•
Hình thành kết tủa Ca
3
(PO
4
)
2

4. gia nhiệt II
Gia nhiệt lần thứ 2, t= 102- 105
0
C
•
Làm tăng nhanh các quá trình phản ứng tạo kết tủa, và ngưng kết
chất keo.
•
Làm giảm tỉ trọng của nước mía, tăng nhanh tốc độ lắng của các
chất kết tủa.

Các công đoạn còn lại giống ở trên.

III. So sánh giữa các phương pháp.
1. Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh và phương
pháp gia vôi vào nước mía nóng.

Phương pháp cho vôi vào nước
mía lạnh
Phương pháp cho vôi vào
nước mía nóng
Phương
pháp

Trước hết nước mía hỗn hợp
được lọc bằng lưới lọc để loại
cám mía và bơm đến bình trung
hòa và cho vôi đến pH=7,5.

Mỗi tấn mía cho khoảng 0.5-
0.9kg vôi.

Khuấy đều nước mía, đun
nóng đến nhiệt độ 105
o
C rồi cho
vào thùng lắng để loại bọt và
chất kết tủa, sẽ thu được nước
lắng trong. Đem lọc nước bùn
từ thiết bị lắng được nước lọc
trong. Hổn hợp nước lắng trong
và nước lọc trong được đưa đi
cô đặc.

Trước hết đun nóng nước
mía hổn hợp đến nhiệt độ
105

0
C cho vôi vào trung
hòa đến pH=7.2- 7.5

Một số keo(abumin,
silic hidroxit) bị ngưng tụ
dưới tác dụng của nhiệt và
pH của nước mía hổn hợp.
Cho vôi vào thùng trung
hòa, khuấy trộn đều để kết
tủa được hoàn toàn , sau đó
loại chất kết tủa ở thiết bị
lắng.

Nước mía trong được
mang đi cô đặc.
Gia vôi vào nước mía lạnh Gia vôi vào nước mía nóng
Ưu
điểm

Thao tác đơn giản

Trung hòa trước khi đun
nóng, tránh chuyển hóa
đường saccarose

Gia vôi ở nhiệt độ cao nên giảm
độ hòa tan của vôi tiết kiệm được
khoảng 15-20% vôi so với phương
pháp vôi lạnh.


Một số chất keo bị kết dưới tác
dụng của nhiệt độ và pH môi
trường, đồng thời kết tủa Ca
3
(PO
4
)
2

tương đối hoàn toàn, tăng tốc độ
lắng.
Nhượ
c
điểm

Độ hòa tan trong nước
mía lạnh tăng nên tốn nhiều
vôi.

Nếu vôi quá thừa thì sau
khi đun nóng vôi sẽ bị đóng
cặn ở thiết bị

Trong môi trường kiềm mạnh và
dưới tác dụng của nhiệt độ cao màu
sắc của nước mía sậm lại, saccarase
bị chuyển hóa đáng kể.
2. So sánh phương pháp gia vôi phân đoạn và phương
pháp gia vôi vào nước mía nóng


Giống nhau:
•
Là phương pháp đơn giản, được sử dụng từ lâu.
•
Làm sạch nước mía dưới tác dụng của nhiệt độ và vôi
•
Sản phẩm thu đươc là sản phẩm đường thô.
•
Tiết kiệm vôi hơn so với phương pháp gia vôi vào nước
lạnh.
•
Tốc độ lắng nhanh, dung tích nước bùn nhỏ
•
Hiện tượng đóng cặn ở thiết bị giảm.
•
Độ tinh khiết của nước mía và hiệu suất làm sạch cao
•
Sự phân hủy và chuyển hóa saccarose tương đối lớn
 Khác nhau
Gia vôi vào nước mía nóng Gia vôi phân đoạn

Gồm một lần gia nhiệt và
một lần gia vôi

Tiết kiệm được một lượng
vôi 15-20% so với phương
pháp lạnh

Sơ đồ công nghệ đơn giản.


Đường khử dề bị phân hủy,
saccarose dễ bị chuyển hóa nếu
khống chế pH không tốt

Gồm hai lần gia nhiệt và hai
lần gia vôi xen kẽ nhau.

Tiết kiệm được một lượng
vôi 35% so với phương pháp
lạnh.

Sơ đồ công nghệ phức tạp
hơn

Sự phân hủy saccarose ít hơn

Đây là phương pháp tối ưu
nhất của việc làm sạch nước
mía bằng vôi
3. Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh và Phương pháp gia
vôi vào nước mía nóng và Phương pháp gia vôi phân đoạn.
4.Các điều kiện công nghệ của phương pháp vôi
a. chất lượng vôi:
Chất lượng vôi ảnh hưởng lớn đến hiểu quả làm sạch. Nếu vôi
chứa nhiều tạp chất , khi cho vôi vào nước mía sẽ làm tăng tạp
chất, lắng, lọc và kết tinh khó khăn hơn.
Tiêu chuẩn quy định của vôi là: CaO > 85%; MgO < 2%; SiO
2< 0.6%; Fe2O3, Al2O3< 1%; CaCO3 < 1%.

+ nếu MgO > 2% sẽ gây những tác hại sau đây:
•
giảm thấp độ hòa tan của vôi.
•
thời gian lắng kéo dài.
•
tác dụng với đường khử, tăng màu sắc của nước mía.
•
MgO có độ hòa tan lớn là thành phần đóng cặn chủ yếu của thiết bị
bốc hơi.
•
Làm cho đường có vị đắng.
+ các thành phần khác như: Fe2O3, Al2O3, SiO2 làm tăng chất keo,
tăng màu sắc của nước mía và đóng cặn trong thiết bị.
b. Độ hòa tan của vôi.
- Độ hòa tan của vôi trong dung dịch đường lớn hơn độ hòa tan của vôi
trong nước nguyên chất.
- Độ hòa tan giảm của vôi giảm khi nhiệt độ tăng.
Nhiệt độ

oc
Độ hòa tan của vôi
g CaO/l
Vôi sống Vôi mới Vôi cũ
100
90
80
70
50
0.249

0.302
0.366
0.573
1.384
0.230
0.254
0.305
0.405
0.829
0.201
0.210
0.278
0.333
0.132
c. Nồng độ sữa vôi
- Thường dùng trong khoảng 10-18
0
Bé
-
Nồng độ quá đặc sẽ làm tắc đường ống dẫn, khi tác dụng
với nước mía sẽ gây hiện tương kiềm cục bộ, làm đường
khử phân hủy.
-
Khi nồng độ tương đối cao tác dụng tạo kết tủa nhanh,
giảm lượng nhiệt bốc hơi.
d. Tác dụng của khuấy sau khi cho vôi.
-
Khuấy có tác dụng phân bố vôi đều trong nước mía và
phản ứng được hoàn toàn. Khuấy vôi còn tránh được hiên
tượng kiềm cục bộ khi nồng độ sữa vôi cao.

-
Nếu kéo dài thời gian khuấy nước mía sau khi cho vôi sẽ
có tác dụng lam sạch, có thể tăng độ tinh khiết của nước
mía, dung tích bùn giảm.
e. Các dạng vôi cho vào nước mía
-
Vôi bột: phản ứng chậm, khó khống chế lượng chính xác, khi
phản ứng tỏa nhiệt gây phân hủy đường khử, màu sắc nước mía
đậm. Hiên nay không sử dụng vôi bột.
-
Vôi dạng sữa: tác dụng làm hỗn hợp đồng đều, khống chế dễ
dàng. Được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường.
-
Canxi sacarat: phản ứng với nước mía hoàn toàn nhưng cần pha
chế trước. Có thể dùng cho vào nước mía nóng để đề phòng vôi
làm đường khử phân hủy.
g. Lượng vôi.
- Lượng vôi dùng phụ thuộc vào thành phần nước mía. Đối với
phương pháp vôi, mỗi tấn mía dùng khoảng 0.5-0.9 kg vôi.