Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6380 tấn mía ngày ( full bản vẽ )

Đồ án tốt nghiệp

trang 1

Thiết kế nhà máy đường RS

LỜI MỞ ĐẦU
Nước ta vẫn đang là một nước nông nghiệp đang trong quá trình công nghiệp
hóa - hiện đại hóa đất nước. Ngày nay, cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật thì
nhu cầu ăn uống của con người càng được quan tâm, đặc biệt là về chất lượng thực
phẩm và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Do đó, ngành công nghệ thực phẩm
ngày càng được coi trọng và phát triển ngang tầm với các ngành công nghiệp khác.
Trong đó, ngành công nghệ sản xuất đường là một trong những ngành sản xuất thực
phẩm được coi trọng. Đường sacaroza đóng vai trò rất quan trọng trong khẩu phần
ăn hằng ngày, là nguyên liệu cho các ngành chế biến thực phẩm khác như: Sản xuất
bánh kẹo, đồ hộp, các sản phẩm từ sữa, sản phẩm đồ hộp, nước giải khác... Đồng
thời, các sản phẩm phụ còn làm nguyên liệu cho sản xuất rượu, cồn, thức ăn gia
súc… [5, tr 13]
Với những yếu tố điều kiện khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho sự phát triển của
cây mía. Nó được trồng khắp nước ta, là nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất
đường đáp ứng trước mắt nhu cầu tiêu thụ đường trong nước, đồng thời xuất khẩu
ra thị trường thế giới thu hút thêm lợi nhuận. Tuy nhiên thực tế ngành mía đường
vẫn còn một số thực trạng cần đáng lưu tâm, ảnh hưởng đến phát triển của ngành
mía đường nói riêng và của nền kinh tế nước ta nói chung. “Theo Hiệp hội Mía
đường Việt Nam (VSSA) vừa đưa ra con số còn tới 400.000 tấn đường tồn kho”.
Nguyên nhân theo VSSA do “đường cát nhập lậu từ Thái Lan qua đường biên giới
Tây Nam ngã Campuchia chiếm lĩnh 70 – 80% thị phần thị trường khu vực đồng
bằng sông Cửu Long”. Mức chênh lệch giữa giá đường nội và ngoại lớn nhiều khi
đối tượng sử dụng là những doanh nghiệp chế biến thực phẩm. “Theo so sánh của
một doanh nghiệp sản xuất bánh kẹo, từ cuối năm ngoái đến nay, giá đường nhập
khẩu đang ở mức khá thấp, về đến cảng khoảng 11.000 – 12.000 đồng/kg, thấp hơn

4.000 – 6.000 đồng/kg so với đường trong nước” [20]. Trước tình hình đó, nước ta

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp

trang 2

Thiết kế nhà máy đường RS

đưa các giải pháp về tăng diện tích trồng mía, mở rộng quy mô sản xuất đường,
chuyển đổi cơ cấu cây trồng.
Xuất phát từ những phân tích trên, việc xây dựng thêm nhà máy đường hiện
đại và tăng diện tích trồng mía là điều rất cần thiết. Trước tình hình đó, em được
nhận đề tài “Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6380 tấn
mía/ ngày”.

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp

trang 3

Thiết kế nhà máy đường RS

CHƯƠNG 1. LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT
Hiện nay nước ta đã có nhiều nhà máy sản xuất đường nhưng vẫn chưa đáp
ứng được nhu cầu trong nước cũng như xuất khẩu sang nước khác. Vì vậy, việc xây
dựng một nhà máy đường mới là rất cần thiết nhằm góp phần giải quyết vấn đề
thiếu hụt đường hiện nay.
Bình Định là tỉnh thuộc vùng duyên hải Nam Trung Bộ Việt Nam, có tổng
diện tích tự nhiên 6039,56 km2, bắc giáp tỉnh Quảng Ngãi, nam giáp tỉnh Phú Yên,
tây giáp tỉnh Gia Lai và phía đông giáp Biển Đông [19]. Với nhiều điều kiện về vị
trí địa lý và vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa rất thích hợp cho cây mía phát triển.
Qua khảo sát tình hình thực tế cho thấy huyện An Nhơn, tỉnh Bình Định có nhiều
điều kiện tự nhiên và xã hội rất thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy đường RS.
1.1. Đặc điểm tự nhiên

An Nhơn là một thị xã đồng bằng, phát triển theo hướng công nghiệp và đô thị
hóa. Thị xã nằm dọc theo trục đường quốc lộ 1A, cách trung tâm thành phố Quy
Nhơn khoảng 20 km về hướng Tây Bắc. Có các tuyến đường chính quốc lộ 1A,
quốc lộ 19 và đường sắt Bắc Nam, cách sân bay Phù Cát 8 km.
Khí hậu nhiệt đới gió mùa, được chia làm hai mùa rõ rệt. Mùa khô: tháng 1
đến tháng 8, chịu ảnh hưởng của gió Tây- Tây Nam (tháng 5 đến tháng 8 có gió
Nam hay là gió Lào khô, nóng). Mùa mưa: tháng 9 đến tháng 12, chịu ảnh hưởng
của gió mùa Đông - Bắc. Hằng năm, thường có mưa nhiều vào tháng 10, 11; chiếm
60% lượng mưa cả năm, độ ẩm tương đối trung bình 81%. Nhiệt độ trung bình
trong năm là 250C. [28]
1.2. Vùng nguyên liệu

Nguyên liệu được cung cấp từ các xã trong huyện: Nhơn Hậu, Nhơn Phong,
Nhơn Khánh...; Các huyện khác trong tỉnh: Vĩnh Thạnh, Tây Sơn, Phù Cát...; Ngoài

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp

trang 4

Thiết kế nhà máy đường RS

ra, còn có thể nhập từ các tỉnh Quảng Ngãi, Gia Lai, Quảng Bình, Nghệ An hoặc có
thể nhập từ Lào. Khi nhà máy được xây dựng thì mở rộng thêm vùng nguyên liệu
bằng cách đầu tư vốn cho nông dân và khuyến khích dùng giống mới để năng cao
năng suất.
1.3. Hợp tác hóa - liên hiệp hóa

Nhà máy sản xuất đường sẽ là nguồn cung cấp nguyên liệu cho các khu công
nghiệp sản xuất các sản phẩm khác như khu công nghiệp Nhơn Hòa, cơ sở sản xuất
bánh kẹo thủ công nhỏ, sản phẩm từ sữa…Sự liên kết với các nhà máy này giúp cho
sản phẩm tiêu thụ nhanh hơn, đảm bảo cho quá trình sản xuất được liên tục.
Để đạt được hiệu quả kinh tế thì hầu hết các phế liệu được sử dụng triệt để. Bã
mía vừa là chất đốt phục vụ cho nhà máy, bùn lọc từ mật chè được bán cho các cơ
sở sản xuất phân vi sinh, mật rỉ của nấu đường được bán cho nhà máy sản xuất cồn
khô trong và ngoài tỉnh.
1.4.

Nguồn cung cấp điện

Mạng lưới điện quốc gia 500kV hạ thế xuống 220V/380V do sở điện lực tỉnh

cấp để sử dụng khi khởi động máy và khi máy ngừng hoạt động thì sử dụng sinh
hoạt hoặc dùng chiếu sáng. Để đảm bảo cho nhà máy được sản xuất liên tục thì lắp
thêm một máy phát điện dự phòng. Tuabin phát điện dùng hơi quá nhiệt từ việc tận
dụng bã mía cũng là nguồn điện chính cung cấp cho quá trình sản xuất.
1.5. Nguồn cung cấp hơi

Nguồn hơi cung cấp được lấy từ lò hơi của nhà máy để cung cấp nhiệt cho các
công đoạn sản xuất: đun nóng, bốc hơi, cô đặc. Trong quá trình sản xuất, ta tận
dụng hơi thứ của thiết bị bốc hơi để đưa vào sử dụng trong quá trình đun nóng, nấu
nhằm tiết kiệm hơi của nhà máy.
1.6. Nguồn cung cấp nhiên liệu

Dùng bã mía làm nhiên liệu đốt lò hơi nhằm giảm bớt chi phí tăng hiệu suất
tổng thu hồi của nhà máy. Ngoài ra, dùng dầu FO và củi đốt.
Dùng dầu bôi trơn để bôi trơn thiết bị trong sản xuất.
1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp

trang 5

Thiết kế nhà máy đường RS

Tùy theo mục đích sử dụng mà nước phải bảo đảm các chỉ tiêu về hóa lý và
sinh học nhất định.
Nhà máy sử dụng nguồn nước chính lấy từ sông Kôn và sông An Tượng. Cần
xử lý nuớc trước khi đưa vào sản xuất đảm bảo các yêu cầu về công nghệ. Làm
mềm nước bằng các phương pháp hóa học hoặc bằng nhựa trao đổi ion. Ngoài ra,
nhà máy sử dụng nguồn nước phụ do các nhà máy nước cung cấp đã qua giai đoạn
lắng lọc và khử trùng.
Sơ đồ xử lý nước thải:
Khu nấu lò hơi và sinh hoạt Khu kiểm nghiệm và dung dịch nấu sữa

Khu eïp

Bể trung hòa

Song chắn rác chàõn raïc

Hóa chất trung hòa

Bể lắng cát

Bể xử lý sinh học

Nước xử lý

Cặn

Làm phân vi sinh

1.8. Thoát nước và khí thải

Do nước thải chứa nhiều chất bẩn nên cần xử lý trước khi đưa ra môi trường
xung quanh, rác được đem đi xử lý định kì, bùn lắng được dùng làm phân vi sinh và
khí thải nhiều bụi, khói từ lò hơi, lò sấy cần được tách bụi bằng xyclon rồi mới thải
ra ngoài môi trường.
1.9.

Giao thông vận tải
Giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng đối với các nhà máy đường, nhà

máy phải vận chuyển hằng ngày một khối lượng rất lớn nguyên liệu về nhà máy
cũng như vận chuyển sản phẩm và phụ phẩm đến nơi tiêu thụ.
GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp

trang 6

Thiết kế nhà máy đường RS

Vận chuyển chủ yếu bằng đường bộ, nhà máy gần quốc lộ 1A để giảm chi phí
vận chuyển, hoạt động lưu thông dễ dàng.
1.10.

Năng suất nhà máy
Dựa vào vị trí địa lí thuận lợi cả về vùng nguyên liệu và khả năng tiêu thụ sản

phẩm nên chọn năng suất nhà máy là 6380 tấn mía/ngày.
Khả năng tiêu thụ được lượng đường do nhà máy sản xuất ra là rất lớn.
1.11.

Cung cấp nhân công
Việc xây dựng nhà máy sẽ giải quyết được một phần lao động trong khu vực

giúp tỉnh nhà phát triển.
Cán bộ kỹ thuật và công nhân được đào tạo từ các trường đại học, cao đẳng,
trung cấp ở khu vực miền trung như Đại học Huế, Đại học Đà Nẵng… Yêu cầu phải
đảm bảo vận hành nhà máy ổn định, có thể giải quyết khắc phục khi có sự cố xảy ra.
Tóm lại: Việc thiết kế xây dựng nhà máy đường RS năng suất 6380 tấn mía/
ngày tại tỉnh Bình Định là cần thiết và hợp lí với nhu cầu sử dụng và tình hình kinh
tế của khu vực.

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp

trang 7

Thiết kế nhà máy đường RS

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN
2.1. Lịch sử phát triển của ngành công nghiệp đường mía

2.1.1. Trên thế giới
Ấn Độ là nước đầu tiên trên thế giới sản xuất đưòng mía. Do đó, danh từ
đường có nguồn gốc từ Ấn Độ “Sankara”. Năm 398, người Ấn Độ và Trung Quốc
đã biết chế biến mật thành đường tinh thể. Sau đó phát triển sang Ba Tư, Italia, Bồ
Đào Nha, đồng thời đã mở ra ngành công nghiệp mới là công nghiệp luyện đường.
Đến thế kỷ 16, nhiều nhà máy luyện đường đã mọc lên ở Anh, Đức, Pháp.
Trong mấy chục năm nay, kỹ thuật ngành đường đã phát triển với tốc độ nhanh.
Trong 20 năm qua, kỹ thuật đường trên thế giới có nhiều biến đổi quan trọng, bắt
đầu từ thập kỷ 80 và tiếp tục trong nhiều năm 90 [3, tr 2-3].
2.1.2. Trong nước
Nước ta là một nước có truyền thống sản xuất đường từ lâu đời. Từ lâu, nhân
dân đã biết dùng những máy ép đơn giản: bằng đá, ép bằng gỗ dùng sức trâu bò kéo.
Nước mía sau khi ép được nấu ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau: mật trầm, đường
thô, đường cát vàng. Ở miền Trung, biết dùng lòng trắng trứng, đất bùn, vôi để làm
sạch nước mía, sản xuất các loại đường đặc sản.
Thời kỳ Pháp thuộc, nước ta chỉ có hai nhà máy đường hiện đại: Hiệp Hòa và
Tuy Hòa. Sau hòa bình lập lại, ngành đường hiện bắt đầu phát triển. Ở miền Bắc có
nhà máy đường hiện đại như: Việt Trì, Sông Lam, Vạn Điểm. Miền nam có các nhà
máy đường Quảng Ngãi, Bình Dương, Phan Rang, nhà máy luyện đường Khánh
Hội, Biên Hòa [3, tr 3-4].
2.2. Giới thiệu về cây mía
2.2.1. Nguồn gốc

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp

trang 8

Thiết kế nhà máy đường RS

Cây mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, nó xuất hiện từ một loại cây lau sậy hoang
dại đã trở thành một trong những cây công nghiệp quan trọng trên thế giới. Mía
trồng nhiều nhất ở châu Mỹ và châu Á, châu Âu trồng mía ít nhất. Các nước trồng
nhiều mía như: Cuba, Brazil, Ấn Độ, Mehico, Trung Quốc… [5, Tr 9]

Hình 2.1: Cây mía
Trên thế giới, mía và củ cải đường là hai loại nguyên liệu quan trọng nhất của
ngành công nghiệp sản xuất đường.
Ở nước ta, do đặc điểm khí hậu nên mía là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất
đường ăn. Mía là cây trồng có nhiều ưu điểm và có giá trị kinh tế cao, được trồng từ
miền Bắc tới miền Nam.
2.2.2. Phân loại
Cây mía thuộc họ hòa thảo (Graminee), giống Sacarum. Theo Penhin, giống
Sacarum có thể chia làm 3 nhóm chính:
•

Nhóm Saccharum officinarum, là giống thường gặp và bao gồm phần lớn các

chủng đang trồng phổ biến trên thế giới.
•
Nhóm Saccharum Violaceum, giống lá màu tím, cây ngắn, cứng và không trổ
cờ.
•

Nhóm Saccharum Simense, cây nhỏ cứng, thân màu vàng pha nâu nhạt trồng

từ lâu ở Trung Quốc [5, tr9].
2.3. Thành phần hóa học của mía
Mía là nguyên liệu để sản xuất đường, quá trình gia công và điều kiện kỹ thuật
đều căn cứ vào đặc tính mía; đặc biệt là tính chất, thành phần hoá học của nước mía.

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp

trang 9

Thiết kế nhà máy đường RS

Thành phần hoá học của mía phụ thuộc vào giống mía, đất đai, khí hậu, mức
độ chín, phương pháp canh tác…
2.3.1. Đường sacaroza
Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của mía, sản phẩm của ngành sản suất
đường. Sacaroza được cấu tạo từ 2 đường đơn α, d- glucoza và β, d- fructoza.
2.3.1.1.

Tính chất lý học

Tinh thể sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu, tỉ trọng 1,5878
g/ml, nhiệt độ nóng chảy 186 – 188 0C, dễ hoà tan trong nước, không tan trong các
dung môi hữu cơ. Độ hòa tan tăng theo chiều tăng của nhiệt độ. Ngoài ra, độ hoà
tan còn phụ thuộc vào các chất không đường có trong dung dịch đường.

Độ nhớt của dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo
chiều tăng nhiệt độ. Nhiệt dung riêng trung bình của sacaroza từ 22 0C tới 510C là
0,3019 kJ/kg.độ.
Dung dịch sacaroza có tính quay cực phải, độ quay cực riêng của sacaroza rất
ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ. Trị số độ quay cực trung bình của sacaroza là
+66,50 [3, tr 13-15].
2.3.1.2.

Tính chất hoá học

+ Tác dụng của axit: Dưới tác dụng của axit, sacaroza bị thuỷ phân thành
glucoza và fructoza theo phản ứng:
C12H22O11 + H2O

H+

C6H12O6 + C6H12O6

sacaroza

glucoza

fructoza

+ 66,50

+ 52,50

- 93,00

Hỗn hợp đường thu được có góc quay ngược với góc quay cực của đường
sacaroza nên gọi là hỗn hợp đường nghịch đảo. Đường sacaroza bị chuyển hoá làm
giảm sản lượng đường, giảm hiệu suất thu hồi đường.
+ Tác dụng với chất kiềm: Phân tử sacaroza không có nhóm hidroxyt glucozit
nên không có tính khử. Trong môi trường kiềm, sacaroza có thể coi như một axit
yếu, vì vậy nó tác dụng với vôi tạo thành sacarat, phản ứng này phụ thuộc vào nồng
độ dung dịch, lượng kiềm và lượng sacaroza.
GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 10

Thiết kế nhà máy đường

Ở môi trường kiềm loãng và dung dịch đường lạnh, hầu như không có tác
dụng. Ở pH từ 8 đến 9 và đun nóng trong một thời gian dài, sacaroza bị phân huỷ
thành các hợp chất có màu vàng và màu nâu. Ở nhiệt độ cao, đường bị phân huỷ tạo
ra các axit và các chất màu, tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH.
+ Tác dụng của nhiệt độ: Ở nhiệt độ cao (160-180 0C), sacaroza mất nước tạo
thành caramen là sản phẩm có màu như caramenlan, caramenlen, caramenlin.
+ Tác dụng của emzim: Dưới tác dụng của enzyme invectaza, sacaroza sẽ
chuyển hoá thành glucoza và fructoza. Sau đó dưới tác dụng của phức hệ enzim,
glucoza và fructoza sẽ chuyển hoá thành ancol và CO2 [3, tr 16-17].
2.3.2. Chất không đường

Trong ngành đường, người ta gọi tất cả những chất có trong nước mía trừ
sacaroza, là chất không đường kể cả glucoza, fructoza và rafinoza.
Chất không đường trong nước mía bao gồm:
- Chất không đường không chứa nitơ: Glucoza, fructoza, axit hữu cơ, chất béo.
- Chất không đường chứa nitơ: Anbumin và các chất tương tự, axit amin, amit,
NH3, muối nitrat.
- Chất màu: Diệp lục tố, xantophin, caroten, melannoidin, caromen…
- Chất không đường vô cơ: K2O, Na2O, P2O5, Ca, Mg [3, tr 17].
2.4. Cơ sở lý thuyết trong quá trình sản xuất đường
Công nghệ sản xuất đường gồm các công đoạn: Ép, làm sạch và cô đặc nước
mía, nấu đường và kết tinh.
2.4.1. Quá trình lấy nước mía
Để lấy nước mía ra khỏi cây mía, hiện nay trong công nghiệp đường người ta
sử dụng hai phương pháp: ép và khuếch tán.
2.4.1.1. Phương pháp ép

Trong hai phương pháp trên, phương pháp ép vẫn được sử dụng phổ biến từ
mấy trăm năm nay. Nguyên lý chung của phương pháp là xé và ép dập cây mía
nhằm phá vỡ các tế bào để lấy nước mía.

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 11

Thiết kế nhà máy đường

Ép mía là công đoạn đầu tiên của cả quá trình sản xuất đường, được chia làm
các giai đoạn nhỏ như sau: vận chuyển cấp mía vào máy ép, xử lý mía trước khi ép,
ép dập và ép kiệt.
-

Ưu điểm: Đơn giản, dễ thao tác, nước mía thu được không bị loãng nên tiết kiệm

-

hơi cho quá trình cô đặc, rút ngắn thời gian bốc hơi.
Nhược điểm: Hệ thống máy ép cồng kềnh, tốn nhiều năng lượng để vận hành, chi
phí bảo dưỡng và thay thế phụ tùng cao, hiệu suất ép thấp, chỉ đạt tối đa 97%, vốn
đầu tư cao và tổng hiệu suất thu hồi đường thấp [3, tr 40].
2.4.1.2. Phương pháp khuếch tán
Phương pháp khuếch tán ra đời sau phương pháp ép. Nguyên lý của phương
pháp này là dựa vào hiện tượng khuếch tán, có nghĩa là hai dung dịch có nồng độ
khác nhau tập trung lại sát bên nhau, hoặc chỉ cách nhau một màng mỏng, tự trao
đổi với nhau bằng thẩm thấu xuyên qua màng mỏng ấy. Công nghệ khuếch tán bao
gồm các công đoạn: Xử lý mía, khuếch tán nước mía, ép nước khỏi bã mía và xử lý

-

nước ép.
Ưu điểm: Hiệu suất lấy nước mía cao 98%-99%, tiêu hao năng lượng cho hệ khuếch

-

tán ít hơn cho một bộ máy ép, vốn đầu tư thấp và tiết kiệm lao động.
Nhược điểm: Tăng nhiên liệu dùng cho bốc hơi, tăng chất không đường trong nước
mía hỗn hợp, do đó tăng tổn thất đường trong mật cuối [3, tr 41].
2.4.2. Quá trình làm sạch nước mía
2.4.2.1. Tác dụng của pH
Nước 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 lý và hoá học các chất không đường
trong nước mía và có hiệu quả rất lớn đến quá trình làm sạch.
- Ngưng kết chất keo: Ở nước mía có hai điểm pH làm ngưng tụ keo: pH trên
dưới 7 và pH trên dưới 11. Điểm pH trước là pH đẳng điện, điểm pH sau là điểm
ngưng kết của protein trong môi trường kiềm mạnh. Trong quá trình làm sạch, ta lợi
dụng các điểm pH này để ngưng tụ chất keo.
- Làm chuyển hoá đường sacaroza: Khi nước mía ở môi trường axit (pH < 7)
sẽ làm chuyển hoá sacaroza thành hỗn hợp glucoza và fructoza gọi là phản ứng
GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 12

Thiết kế nhà máy đường

ngịch đảo, gây tổn thất đường và làm giảm độ tinh khiết của mật chè, ảnh hưởng
đến tốc độ kết tinh đường.
- Làm phân huỷ sacaroza: Trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của nhiệt,

sacaroza bị phân huỷ thành các sản phẩm rất phức tạp: Fufurol, metylglioxan, axit
lactic, dioxiaxeton…
- Làm phân huỷ đường khử.
- Tách loại các chất không đường.
2.4.2.2. Tác dụng của nhiệt độ
Khống chế được nhiệt độ tốt sẽ thu được những tác dụng chính sau:
- Loại không khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt, tăng nhanh các quá
trình phản ứng hoá học.
- Có tác dụng tiệt trùng, đề phòng sự lên men axit và sự xâm nhập của vi sinh
vật vào nước mía.
- Nhiệt độ tăng cao làm tỉ trọng nước mía giảm, đồng thời làm chất keo ngưng
tụ, tăng nhanh tốc độ lắng của các chất kết tủa [3, tr 45].
2.4.2.3. Tác dụng của các chất điện ly
1. Tác dụng của vôi
- Trung hoà các axit hữu cơ và vô cơ.
- Tạo các điểm đẳng điện để ngưng kết các chất keo.
- Làm trơ phản ứng axit của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự chuyển hoá
đường sacaroza.
- Kết tủa hoặc đông tụ những chất không đường: Protein, pectin, chất màu…
- Phân huỷ một số chất không đường, đặc biệt là đường chuyển hoá, amit.
- Tác dụng cơ học: Các chất kết tủa tạo thành có tác dụng kéo theo những chất
lơ lửng và những chất không đường khác.
- Sát trùng nước mía [3, tr 46].
2. Tác dụng của SO2

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp

Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 13

Thiết kế nhà máy đường

- Tạo kết tủa CaSO3 có khả năng hấp thụ các chất không đường, chất màu và
chất keo có trong dung dịch.
Ca(OH)2 + H2SO3 = CaSO3

+ H2O

- Làm giảm độ kiềm, độ nhớt của mật chè do một phần chất keo đã bị loại.
- Tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu.
- Làm tan kết tủa CaSO3 khi dư SO2 [3, tr 47- 48].
3. Tác dụng của CO2
- Tạo kết tủa CaCO3 với vôi có khả năng hấp thụ chất không đường cùng kết
tủa.

CO2 + H2O = H2CO3
CaO + H2O = Ca(OH)2`
Ca(OH)2 + H2CO3 = CaCO3

+ H2O

- Phân ly muối sacarat canxi tạo thành sacaroza và CaCO3 kết tủa.
- Nếu CO2 dư sẽ làm tan kết tủa CaCO3 làm đóng cặn trong thiết bị truyền
nhiệt và bốc hơi [3, tr 49].

4. Tác dụng của P2O5
P2O5 ở dạng muối hoặc axit sẽ kết hợp với vôi tạo thành kết tủa Ca 3(PO4)2, kết
tủa này có tỷ trọng lớn có khả năng hấp thụ chất keo và chất màu cùng kết tủa. Khi
vôi làm sạch nước mía có đủ lượng P2O5 nhất định thì hiệu quả làm sạch tăng rõ rệt.
2.4.3. Quá trình cô đặc
Nước mía sau khi làm sạch có nồng độ chất khô khoảng 13– 15Bx. Để đáp
ứng nhu cầu nấu đường, cần cô đặc nước mía đến khoảng 60- 65 Bx gọi là mật chè
và do đó cần bốc hơi một lượng nước lớn. Để tiết kiệm hơi cần thực hiện ở hệ bốc
hơi nhiều hiệu. Trong quá trình bốc hơi, tuy tiêu hao một lượng hơi nhiều nhưng
đồng thời cũng sản sinh ra một lượng hơi thứ lớn. Hơi thứ có nhiệt độ cao, nên được
sử dụng làm nguồn nhiệt cho các công đoạn khác như nấu đường, gia nhiệt. Do đó,
công đoạn bốc hơi là trung tâm hệ thống nhiệt của toàn nhà máy, là trạm cung cấp
hơi áp lực thấp. Có 3 phương án nhiệt của hệ bốc hơi:
- Phương án bốc hơi áp lực

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 14

Thiết kế nhà máy đường

- Phương án bốc hơi chân không
- Phương án bốc hơi áp lực chân không

Trong quá trình bốc hơi, dưới tác dụng của nhiệt độ cao xảy ra nhiều phản ứng
hoá học và hoá lý dẫn đến sự thay đổi thành phần và đặc tính của dung dịch đường
như: Sự chuyển hoá sacaroza, sự phân huỷ sacaroza và tăng màu sắc, độ tinh khiết
tăng cao, sự thay đổi độ kiềm và tạo cặn.
2.4.4. Quá trình nấu đường và kết tinh
Nấu đường là tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến quá bão hoà, sản phẩm
nhận được sau khi nấu gọi là đường non gồm tinh thể đường và mật cái. Quá trình
nấu đường được thực hiện trong nồi nấu chân không để giảm nhiệt độ sôi của dung
dịch, tránh hiện tượng caramen hoá và phân huỷ đường. Đối với các sản phẩm cấp
thấp, quá trình kết tinh còn tiếp tục thực hiện trong các thiết bị kết tinh làm lạnh
bằng phương pháp giảm nhiệt độ.
Quá trình kết tinh đường gồm 2 giai đoạn: Sự xuất hiện của nhân tinh thể hay
sự tạo mầm và sự lớn lên của tinh thể.
2.4.4.1. Sự xuất hiện nhân tinh thể hay sự tạo mầm tinh thể
Trong dung dịch đường mía, các phân tử đường phân bố đều trong không gian
phân tử nước và chuyển động hỗn độn không ngừng tạo thành một dung dịch đồng
nhất. Ở một nhiệt độ nhất định trở thành nước đường bão hoà, các phân tử đường sẽ
điền đầy ổn định vào không gian của phân tử nước, kết hợp với các phân tử nước
tạo thành trạng thái cân bằng.
Khi số lượng phân tử đường vượt quá số lượng phân tử lúc bão hoà tạo thành
trạng thái quá bão hoà thì sự cân bằng bị phá vỡ. Khi phân tử đường nhiều đến một
số lượng nhất định, thì khoảng cách giữa chúng ngắn lại, cơ hội va chạm tăng lên,
vận tốc giảm đi tương ứng và đạt tới mức lực hút giữa các phân tử lớn hơn lực đẩy,
khi đó một số phân tử đường kết hợp với nhau hình thành thể kết tinh rất nhỏ tách

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp

Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 15

Thiết kế nhà máy đường

khỏi nước đường, từ đường ở trạng thái hoà tan trở thành đường ở thể rắn. Đó là các
tinh thể đường hình thành sớm nhất gọi là nhân tinh thể [10, tr 42].
2.4.4.2. Sự lớn lên của tinh thể
Sau khi nhân tinh thể xuất hiện mà dung dịch đường vẫn ở trạng thái quá bão
hoà thấp thì những phân tử đường ở gần nhân tinh thể không ngừng bị mặt ngoài
của nhân tinh thể hút vào, lắng chìm vào bề mặt tinh thể, đồng thời xếp từng lớp
ngay ngắn theo hình dạng tinh thể làm cho tinh thể lớn dần lên.
Trong quá trình đó, do các phân tử đường không ngừng lắng chìm vào tinh thể
nên số lượng phân tử đường trong nước đường gần bề mặt tinh thể giảm đi và số
lượng phân tử đường trong nước đường xa bề mặt tinh thể tăng lên tương đối, hình
thành hai khu vực nồng độ thấp và nồng độ cao. Do 2 khu vực nồng độ khác nhau
nên xuất hiện hiện tượng khuếch tán của các phân tử đường từ khu vực nồng độ cao
sang khu vực nồng độ thấp, đến rìa tinh thể bị tinh thể hút vào và lắng chìm xuống.
Quá trình cứ tiếp tục như vậy làm cho tinh thể đường lớn dần lên [10, tr 43].
2.4.4.3. Động học của quá trình kết tinh đường
Quá trình kết tinh đường gồm hai giai đoạn:
• Sự xuất hiện nhân tinh thể được biểu diễn
theo đồ thị. Trạng thái của dung dịch sacaroza chia
làm 3 vùng quá bão hòa:
- Vùng ổn định: α = 1,1- 1,15, vùng này tinh thể
chỉ lớn lên mà không xuất hiện các tinh thể mới.
- Vùng trung gian: α = 1,2- 1 ,25. Thể lớn lên và

xuất hiện một lượng nhỏ tinh thể mới.
- Vùng biến động: α >1,3. Ở đây, tinh thể
sacaroza tự xuất hiện mà không cần tạo mầm hoặc
kích thích.

Đồ thị quá bão hòa của sacaroza
[3, Tr 70 ]

• Sự lớn lên của tinh thể: Các phân tử đường khuếch tán đến bề mặt mầm tinh
thể và kết tinh làm tăng kích thước của tinh thể đường. Quá trình kết tinh có ý nghĩa
GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 16

Thiết kế nhà máy đường

rất quan trọng, do đó chúng ta cần kiểm soát tốt quá trình này để nấu đường đạt hiệu
suất cao.

CHƯƠNG 3. CHỌN VÀ THUYẾT MINH
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Chọn phương pháp sản xuất
Ngày nay, công nghệ sản xuất mía đường đã có nhiều phương pháp cải tiến và

dần hoàn chỉnh. Vấn đề đặt ra ở đây là phải biết chọn phương pháp công nghệ thích
hợp với sản phẩm đầu ra và phù hợp với điều kiện thực tế của quá trình sản xuất và
thỏa mãn với nhu cầu của con người về số lượng và chất lượng đường. Hiện nay sản
phẩm đường rất phong phú, trong đó đường kính trắng vẫn là mặt hàng ưa chuộng
nhất.
Thông thường sản xuất đường gồm có 3 phương pháp: Phương pháp vôi,
phương pháp sunfit hóa và phương pháp cacbonat hóa.
Phương pháp vôi là một phương pháp làm sạch đơn giản, thao tác tương đối
dễ, nguyên liệu dễ tìm và rẻ, làm sạch nước mía chỉ với tác dụng nhiệt và vôi, dây
chuyền công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư thấp và tốc độ kết lắng nhanh, dung tích
bùn nhỏ. Tuy nhiên hiệu suất thu hồi đường không cao, dễ gây chuyển hoá và phân
huỷ đường. Sản phẩm thu được là đường thô.

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 17

Thiết kế nhà máy đường

Để sản xuất đường kính trắng thì có 2 phương pháp: Phương pháp SO 2 và
phương pháp CO2. Phương pháp cacbonat hóa cho hiệu suất thu hồi đường cao, sản
phẩm tốt. Tuy nhiên dây chuyền công nghệ tương đối dài, nhiều thiết bị, đòi hỏi
thao tác và trình độ cao, tiêu hao hóa chất và vốn đầu tư lớn. Do đó, em chọn

phương pháp SO2 axit tính để sản suất đường RS. Mặt dù phương pháp này có hiệu
suất thu hồi và chất lượng đường không cao nhưng có quy trình công nghệ đơn giản
hơn, thiết bị ít, vốn đầu tư thấp, phù hợp với trình độ vận hành, quản lý thao tác

-

thuận lợi, phù hợp với sự phát triển của đất nước ta hiện nay.
Ở dây chuyền sản suất đường RS này, gồm có các công đoạn khác nhau:
Hiện nay, trong công nghiệp sản xuất đường mía có hai phương pháp lấy nước mía:
Phương pháp ép và khuếch tán. Với hai phương pháp trên, phương pháp khuếch tán
có nhiều ưu điểm hơn như tiêu hao năng lượng thấp, chi phí đầu tư giảm, khả năng
thu hồi đường cao hơn so với phương pháp ép, tuy nhiên việc sử dụng nước khuếch
tán làm tăng khối lượng nước mía gây khó khăn cho quá trình cô đặc, thời gian cô
đặc kéo dài dễ gây nên sự chuyển hoá đường và các phản ứng caramen làm đậm
màu nước mía. Trong điều kiện nước ta hiện nay việc áp dụng phương pháp khuếch
tán là chưa thích hợp, trình độ sản xuất của công nhân còn thấp, chưa có chuyên gia
vận hành, khi vận hành không tránh khỏi sự hư hỏng sẽ rất khó để điều chỉnh và sữa
chữa. Với phương pháp ép tuy hiệu quả thấp nhưng lại rất dễ vận hành, phù hợp với
trình độ thao tác của công nhân, gặp sự cố có thể tự điều chỉnh. Vì vậy, em chọn

-

phương pháp ép để lấy nước mía.
Quá trình làm sạch nước mía: Đây là công đoạn quan trọng nhất trong quá trình
sản xuất đường. Nó quyết định rất lớn đến phẩm chất của đường thành phẩm cũng
như hiệu suất của quá trình nấu đường. Có 3 phương pháp làm sạch:
+ Phương pháp vôi: Phương pháp vôi có từ rất lâu, là cách làm sạch đơn giản
nhất, được chia làm 3 loại sau: cho vôi vào nước mía lạnh, cho vôi vào nước mía
nóng và cho vôi phân đoạn. Phương pháp này có ưu điểm là quản lý và thao tác
tương đối dễ, dây chuyền công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư thấp, hiệu suất làm

sạch cao, loại chất không đường cao, tốc độ kết lắng nhanh và dung tích bùn nhỏ.

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 18

Thiết kế nhà máy đường

Tuy nhiên, hiệu suất thu hồi đường không cao, khống chế không tốt dễ gây chuyển
hoá phân huỷ đường và chất lượng sản phẩm không cao. Sản phẩm thu được là
đường thô.
+ Phương pháp cacbonat (CO2): Phương pháp này có nhiều ưu điểm nhưng
chủ yếu phổ biến ở nước ngoài (Đài Loan, Indonesia). Hiệu quả làm sạch tốt, chênh
lệch nhiệt độ trước và sau là 4- 5 o, loại được các chất không đường, chất màu vô cơ,
đóng cặn ở thiết bị ít, làm giảm tiêu hóa chất dùng để thông rửa nồi bốc hơi và chất
lượng sản phẩm tốt, bảo quản lâu và hiệu suất thu hồi đường cao. Tuy nhiên lượng
tiêu hao hóa chất nhiều, sơ đồ thiết bị phức tạp, vốn đầu tư lớn và kỹ thuật thao tác
yêu cầu cao [3, tr 61].
+ Phương pháp sunfit hóa (SO2): Phương pháp này thường được sử dụng rộng
rãi ở nước ta. Bao gồm phương pháp sunfit hóa kiềm mạnh, phương pháp sunfit hóa
kiềm nhẹ (pH = 8- 9) và phương pháp sunfit hóa axit tính. Trong đó thông SO 2 axit
tính vào nước mía đến pH axit và thu được sản phẩm đường trắng. Đây là phương
pháp được sử dụng rộng rãi. Phương pháp này có ưu điểm là tiêu hao hóa chất

tương đối ít, sơ đồ thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít và sản xuất đường trắng. Tuy
nhiên, loại chất không đường ít, chênh lệch độ tinh khiết của nước mía trước và sau
làm sạch thấp, đóng cặn trong thiết bị bốc hơi, ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi
đường, dưới tác dụng oxi không khí sản phẩm dễ bị biến đổi màu. Với tình hình đất
nước ta hiện nay em chọn phương pháp SO2 axit tính để sản xuất đường RS.
-

Chọn chế độ nấu đường: Trong sản xuất người ta thường áp dụng hai chế độ nấu
đường: gián đoạn và nấu liên tục. Mặt dù, nấu liên tục có thời gian nhanh do đó
năng cao năng suất, ít tốn hơi, sự bay hơi và kết tinh không bị gián đoạn, giảm sự
hình thành tinh thể dại. Tuy nhiên vốn đầu tư cao, thiết bị chế tạo phức tạp, thao tác
khó khăn, người vận hành có kinh nghiệm và trình độ cao. Vì vậy, trước tình hình
sản xuất đường như nước ta hiện nay em chọn phương pháp nấu gián đoạn. Tuy còn
nhiều hạn chế nhưng phù hợp với thực tế sản xuất nước ta hiện nay, do trình độ vận
hành của công nhân còn thấp nên khó xử lý sự cố. Vì vậy, ta chọn chế độ nấu gián

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 19

Thiết kế nhà máy đường

đoạn và nấu 3 hệ (AP > 80%) trong sản xuất đường, nhằm giảm tổn thất đường và

thiết bị cũng không phức tạp.
Đề xuất dây chuyền công nghệ sản xuất đường RS.
Mía
Cân định lượng
Cẩu mía
Băng xả mía- khoả bằng
Băng chuyền mía
Máy băm 1
Máy băm 2
Máy đánh tơi
Nước thẩm thấu

Máy ép
Lọc sàng cong

Băng tải bã
Xử lý mía trước khi ép
Lò đốt

Nước mía hỗn hợp (pH= 5-5,5)
Cân định lượng
Ca(OH)2

Gia vôi sơ bộ ( pH = 6,2– 6,6)
Gia nhiệt lần 1 ( to =55oC– 600C)

GVHD: PGS.TS Trương
Thịlần
Minh
Hạnh

SO2
Thông SO2
1 (pH
= 3,2- 3,4)
09H2A
Ca(OH)2

Trung hòa (pH=6,8-7,2)

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 20

Thiết kế nhà máy đường

Gia nhiệt lần 2 (to =1020C- 1050C)
Thiết bị lắng

Nước bùn

Lọc chân không

Nước mía trong

Nước lọc trong

Gia nhiệt lần 3 (to =1100C– 1150C)
Cô đặc
SO2

Thông SO2 lần 2 (pH = 6,2– 6,4)
(pH = 6,2 – 6,6)

Lọc kiểm tra
Mật chè trong
Giống B,C

Cát A

Nấu non A

Nấu non B

Trợ tinh A

Trợ tinh B

Máng phân phối

Máng phân phối

Máng phân phối

Ly tâm A

Ly tâm B

Ly tâm C

Loãng A

Nguyên A

Cát B

Mật B

Hồ B

Nấu non C
Trợ tinh C

Cát C

Mật C

Hồi dung C

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp
Sàng phân loại
09H2A
Sàng rung
Máy sấy
Băng tải làm nguội
Bảo quản

Đường thành phẩm

Xilo chứa


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 21

Thiết kế nhà máy đường

3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ
3.2.1. Vận chuyển và nạp mía
Mía được thu hoạch ở vùng nguyên liệu, vận chuyển bằng đường thủy,
đường bộ hoặc đường sắt, chủ yếu là dùng xe tải và được tập kết ở bãi mía trong
nhà máy. Qua cân định lượng để xác định khối lượng và lấy mẫu để phân tích chữ
đường. Sau đó được cẩu lùa và dùng máy khỏa bằng để phân phối mía xuống băng
chuyền và chuyển vào bộ xử lý mía.
3.2.2. Xử lý mía trước khi ép
1. Mục đích: Mía được xử lý hợp lý, tạo điều kiện tốt cho quá trình ép dễ dàng, năng

cao năng suất và hiệu suất của công đoạn ép.
2. Thiết bị xử lý sơ bộ: gồm 2 máy băm và 1 máy đánh tơi.
a. Máy băm mía: Máy gồm một trục lớn lồng cố định vào các tấm đĩa có khe để lắp
lưỡi dao, được đỡ trên hai đầu bằng ổ bi.
Mía từ bàn lùa dổ xuống băng chuyền và đưa vào hệ thống xử lý. Máy băm
chuyển động cùng chiều với băng chuyền, có những tác dụng sau: San mía thành
lớp dày đồng đều, mía dễ dàng được kéo vào máy ép, không bị trượt, nghẹn và nâng

cao hiệu suất ép do vỏ cứng bị xé nhỏ, tế bào mía bị phá vỡ, lực ép phân bố đều trên
mọi điểm nên máy ép làm việc ổn định và luôn đầy tải.

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 22

Thiết kế nhà máy đường

b. Máy đánh tơi: Sau khi qua máy băm thành lớp, còn nhiều cây mía chưa bị băm nhỏ,

cần được xé ra và làm tơi để đưa vào máy ép dễ dàng hơn, hiệu suất ép tăng lên. Do
đó, sử dụng máy đánh tơi để giải quyết vấn đề này. Có nhiều kiểu máy đánh tơi
nhưng chủ yếu là sử dụng máy đánh tơi kiểu búa lắc.
3.2.3. Ép mía: Ép dập và ép kiệt nhiều lần.
1. Mục đích
-

Ép dập: Vừa có tác dụng lấy nước nước, vừa làm cho mía được dập vụn nhỏ hơn,

-

giảm thể tích lớp mía, tăng hiệu suất và năng suất ép, giảm bớt công suất tiêu hao.

Ép kiệt nhiều lần: Lấy kiệt lượng nước có trong cây mía đến mức tối đa cho phép,
đạt hiệu suất cao.
2. Thiết bị và thông số kỹ thuật
+ Mía đi vào hệ thống ép 5 máy, mỗi máy gồm 3 trục. Đầu tiên mía qua máy
ép dập để thu nước mía đầu rồi qua hệ thống 4 máy ép kiệt. Trong quá trình ép, kết
hợp rửa nước thẩm thấu để thu hồi phần đường còn sót lại trong bã. Nước thẩm thấu
được dùng để thẩm thấu ở máy ép 3 và 4, nhiệt độ nước rửa 45÷ 47 oC, nước thẩm
thấu cho máy 1 và 2 là nước mía thu từ hệ ép 3 và 4. Nước mía hỗn hợp là nước thu
được từ hai máy đầu tiên sẽ được đưa đi xử lý sơ bộ qua các bộ phận lọc sàng cong
nhằm tách bã vụn rồi qua cân định lượng để tiếp tục đi vào công đoạn làm sạch tiếp
theo. Bã sau khi ép đổ xuống băng chuyền và vận chuyển qua lò hơi.
+ Nước mía hỗn hợp thu được có Bx = 13- 15%, pH= 5- 5,5. Sau khi cân được
bơm qua khu làm sạch.
3.2.4. Gia vôi sơ bộ
1. Mục đích: Trung hòa nước mía hỗn hợp, tạo ra những điểm đẳng điện để
ngưng kết các chất keo, loại bỏ tất cả các chất rắn lơ lửng trong nước mía, loại bỏ
tối đa các chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt là các chất hoạt tính
bề mặt và chất keo, làm trơ phản ứng axit của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự
chuyển hóa đường sacaroza, phân hủy một số chất không đường đặc biệt là đường
chuyển hóa, amit.
2. Thông số kỹ thuật: Nước mía hỗn hợp (pH = 5- 5,5) được qua cân định
lượng, xuống thùng chứa rồi được bơm qua thùng gia vô sơ bộ. Vôi sữa cho vào
GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 23

Thiết kế nhà máy đường

thùng trộn đều và lấy ra ở dưới đáy thiết bị. Nồng độ vôi sữa từ 8- 10 Be, lượng vôi
sữa sơ bộ khoảng 20% tổng lượng sữa vôi. Tại đáy có thể bổ sung thêm P 2O5 bằng
dung dịch H3PO4.
3. Thiết bị: Thiết bị gia vôi sơ bộ loại hình trụ đáy chóp cụt, có lắp motor cánh
khuấy, làm việc liên tục.
3.2.5. Gia nhiệt lần 1
1. Mục đích

+ Tách một phần không khí trong nước mía để giảm sự tạo bọt.
+ Mất nước của một số chất keo, tăng nhanh quá trình ngưng tụ keo.
+ Tăng tốc độ phản ứng hóa học.
+ Để kết tủa CaSO3 dễ hòa tan hơn, giảm sự tạo thành Ca(HSO 3)2 hòa tan
nên giảm sự đóng cặn trong thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt.
+ Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật.
2. Thông số kỹ thuật: Sau khi gia vôi sơ bộ, nước mía được đưa vào thiết bị gia nhiệt

để năng nhiệt độ lên 55- 600C.
3. Thiết bị: Sử dụng thiết bị gia nhiệt kiểu ống chùm.
3.2.6. Thông SO2 lần I và gia vôi trung hòa
1. Mục đích
- Thông SO2 lần I: Tạo kết tủa CaSO3 có tính hấp thụ các chất không đường, chất
màu, chất keo có trong nước mía cùng chất kết tủa.
Phản ứng:

SO2 + H2O

= H2SO3

Ca(OH)2 + H2SO3 =
-

CaSO3

+ H2O

Gia vôi trung hòa: Trung hòa nước mía hỗn hợp, ngăn ngừa sự chuyển hóa đường
vì trong môi trường axit, đường dễ bị chuyển hóa.

2. Thông số kỹ thuật: Sau khi thông SO2 lần một, nước mía có pH = 3,2– 3,4, với pH này

sẽ gây chuyển hoá đường. Vì vậy tiến hành trung hoà ngay bằng sữa vôi để nâng pH
nước mía lên 6,8– 7,2.

GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 24

Thiết kế nhà máy đường

3. Thiết bị: Thiết bị trung hoà kiểu phun đường ống hình đứng. Với thiết bị này, quá trình

thông SO2 và trung hoà được tiến hành trong cùng một thiết bị, có tác dụng giảm sự
chuyển hoá đường.
3.2.7. Gia nhiệt lần II
1. Mục đích: Làm giảm độ nhớt của dung dịch, tăng cường quá trình lắng và ngăn kết
keo, tiêu diệt vi sinh vật.
2. Thiết bị và thông số kỹ thuật: Quá trình này được tiến hành bởi thiết bị gia nhiệt
dạng ống chùm, nước mía sau khi gia nhiệt lần II được tăng lên 102- 1050C.
3.2.8. Lắng
1. Mục đích: Tách các chất cặn, bùn ra khỏi nước mía. Quá trình này làm việc dựa
trên tác dụng trọng lực, các hạt rắn kích thước lớn và kết tủa sẽ lắng tự nhiên.
2. Thiết bị: Sử dụng thiết bị lắng trọng lực. Dạng hình trụ đáy chóp, trong thiết bị có

chia các ngăn và nghiêng so với mặt phẳng ngang 15 o. Bên trong có các bộ răng cào
có tác dụng đưa bã vào tâm thiết bị.
Lọc chân không thùng quay
1. Mục đích: Nhằm thu hồi lượng đường còn sót lại trong bùn lắng.
2. Thiết bị: Thiết bị lọc chân không kiểu thùng quay.
3.2.10. Gia nhiệt lần III
1. Mục đích: Nhằm tăng khả năng truyền nhiệt trước khi vào nồi cô đặc, không mất
3.2.9.

thời gian đun sôi ở thiết bị cô đặc.
2. Thông số kỹ thuật: Nhiệt độ nước mía hỗn hợp sau khi gia nhiệt lần 3 là 110 –
1150C.
3. Thiết bị gia nhiệt lần 3: Giống thiết bị gia nhiệt lần 1 và lần 2.
3.2.11. Cô đặc
1. Mục đích: Nhằm bốc hơi nước, đưa nồng độ Bx của nước mía hỗn hợp từ 6 – 7%

lên 55 – 65% để tạo điều kiện cho quá trình kết tinh.
2. Thiết bị: Sử dụng thiết bị cô đặc dạng ống chùm với phương pháp bốc hơi áp lực
chân không 4 hiệu, độ chân không hiệu cuối khoảng 550 mmHg.
3.2.12. Thông SO2 lần II
1. Mục đích: Ngăn ngừa sự tạo thành chất màu, khử chất màu thành chất không màu,
làm giảm độ kiềm, độ nhớt, tạo điều kiện cho quá trình nấu, kết tinh đường được
thuận lợi hơn.
2. Thông số kỹ thuật: Sau khi thông SO2 lần 2 pH = 6,2 ÷ 6.4.
3. Thiết bị: Quá trình được tiến hành như ở thiết bị thông SO 2 lần I nhưng không có
công đoạn cho sữa vôi.
GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp


Đồ án tốt nghiệp
RS

trang 25

Thiết kế nhà máy đường

3.2.13 . Lọc kiểm tra

1. Mục đích: Nhằm tách triệt để cặn còn lại và mới sinh ra trong khi cô đặc và sunfit
hoá lần 2 tạo độ tinh khiết cho mật chè.
2. Thiết bị: Sử dụng thiết bị lọc ống.

3.2.14 . Nấu đường

1. Mục đích: Tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến quá bão hòa, làm xuất hiện
tinh thể và nuôi tinh thể lớn lên đến kích thước theo yêu cầu. Sản phẩm của quá
trình nấu đường gọi là đường non, nó gồm tinh thể đường và mật cái.
2. Thông số kỹ thuật: Chọn chế độ nấu 3 hệ, thực hiện trong nồi nấu chân không để
giảm nhiệt độ của dung dịch, tránh hiện tượng caramen hóa và phân hủy đường.
Nhiệt độ nấu 70- 80oC.
 Nấu non A
Nguyên liệu nấu non A là mật chè, mật loãng A, hồ B và hồi dung C.
Thường nấu ở áp suất 600- 650 mmHg, nhiệt độ 60- 65o, thời gian 2- 4h. Để
ổn định trong quá trình nấu đường, yêu cầu nhiệt độ của nguyên liệu vào nấu phải
cao hơn trong nồi 3- 5o. Hiệu suất kết tinh thường 52– 55%, hiệu suất thu hồi 700–
-

800 kg/m3 đường non. Quá trình nấu được chia làm 4 giai đoạn:
Cô đặc đầu: Mật chè từ thùng chứa được đưa vào nồi nấu. Khi mật chè ngập kín bề
mặt truyền nhiệt, mở van hơi, cấp nhiệt cô đặc mật chè đến nồng độ cần thiết để tạo

-

mầm tinh thể, thời gian 20- 30 phút.
Tạo mầm tinh thể: Dùng phương pháp đường hồ B để hòa với mật chè (hoặc bột

-

đường hoà với cồn) tạo thành hỗn hợp giống để nấu.
Nuôi tinh thể: Làm tinh thể lớn lên, nhanh chóng, đều, cứng, bảo đảm chất lượng

-

của đường bằng cách nấu với nguyên liệu đã được phối trộn.

Cô đặc cuối: Khi tinh thể đạt kích thước nhất định thì ngừng cho nguyên liệu, cô
đến nồng độ ra đường, tránh cô đặc nhanh làm xuất hiện tinh thể dại. Cô đến nồng
độ đường Bx = 92- 93% thì bắt đầu chuyển đường xuống trợ tinh.
 Nấu non B
Nguyên liệu nấu non B là giống B, hồi dung C và nguyên A. Nấu ở điều kiện
áp suất chân không, nhiệt độ nấu khoảng 78- 80 o. Lượng giống cho vào 6- 8% so
GVHD: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
09H2A

SVTH: Thái Văn Hiệp Lớp