Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 2600 tấn mía ngày

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-1-

Thiết kế nhà máy đường thô

MỞ ĐẦU
Ngành mía đường đóng vai trò rất quan trọng cung cấp nguyên liệu cho ngành
thực phẩm và nhu cầu tiêu thụ của người dân. Điều này cho thấy đầu ra của ngành
mía đường rất ổn định. Tuy nhiên, Việt Nam đã là thành viên chính thức của tổ chức
thương mại thế giới WTO, vì vậy các doanh nghiệp sản xuất đường trong nước phải
không ngừng nỗ lực và nâng cao vị thế của mình trước sự cạnh tranh gay gắt của
các doanh nghiệp nước ngoài.
Đã từng có quan điểm cho rằng không nên tiếp tục đầu tư phát triển cho ngành
mía đường vì nhập khẩu rẻ hơn. Tuy nhiên, theo các chuyên gia, ngành mía đường
Việt Nam vẫn còn cơ hội vì tiềm năng nội sinh của ngành đường Việt Nam còn rất
lớn. Việt Nam có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phát triển của cây mía nên có thể
mở rộng vùng nguyên liệu. Chi phí nhân công rẻ, trường tiêu thụ lớn. Nhu cầu tiêu
thụ nội địa của Việt Nam ngày càng tăng cao (năm 2011 khoảng 1,3 triệu tấn). Từ
năm 2000, ngành mía đường đã được Đảng và Nhà nước ta xác định là một trong
những ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam, nên được sự ưu đãi về thuế và các
chính sách của chính phủ nên hoạt động của ngành ít chịu rủi ro do biến cố của thị
trường. Do đó nếu biết khai thác chắc chắn sẽ tạo ra năng lực cạnh tranh và hội
nhập một cách bền vững.
Hiện tại, Việt Nam có khoảng hơn 40 nhà máy sản xuất đường nhưng chỉ đáp
ứng 70% nhu cầu tiêu thụ của cả nước, còn lại chủ yếu nhập khẩu từ nước ngoài.
Do đó thị trường nội địa có khả năng khai thác tốt [15].
Từ những phân tích trên thì việc xây dựng thêm nhà máy đường hiện đại và
việc đầu tư để phát triển diện tích vùng trồng mía là điều vô cùng cấp bách và cần
thiết. Chính vì vậy việc “ Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất
2600 tấn mía/ ngày “ là rất cần thiết.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-2-

Thiết kế nhà máy đường thô

PHẦN 1. LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Tỉnh Quảng Trị thuộc khu vực miền trung, có diện tích khá rộng, dân đông
nhưng lại sống chủ yếu về nông nghiệp. Tỉnh có đất đai màu mỡ, phì nhiêu, rất phù
hợp để phát triển các cây công nghiệp như cà phê, cao su, hồ tiêu, cây mía,… đặc
biệt ngày nay ngành công nghiệp mía đường được xem là ngành mang lại nhiều lợi
ích cho nền kinh tế quốc dân. Chính vì những thuận lợi trên nên việc chọn Quảng
Trị là địa điểm đặt nhà máy đường là việc rất hợp lý và cần thiết. Qua khảo sát thực
tế trong địa bàn tỉnh Quảng Trị nhận thấy thị trấn Lao Bảo thuộc huyện Hướng Hóa
rất thích hợp để xây dựng một nhà máy sản xuất đường thô hiện đại.
1.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN
Hướng Hóa là một huyện miền núi phía tây của tỉnh Quảng Trị, cách thành
phố Đông Hà khoảng 65 km về phía tây (tính từ trung tâm huyện là Thị trấn Khe
Sanh). phía bắc giáp tỉnh Quảng Bình, phía tây và phía nam giáp Lào, phía đông
giáp với các huyện Gio Linh, Vĩnh Linh và Đakrông. Có cửa khẩu Quốc tế Lao
Bảo nằm trên trục đường Quốc lộ 9 thông thương với Lào. Có đường biên giới dài
156 km thuộc 11 xã tiếp giáp với Lào. Diện tích toàn huyện khoảng 1151Km2, dân
số khoảng 76000 người. Do đó đây là một địa điểm thuận lợi để đặt nhà máy sản
xuất đường thô, dễ phân phối sản phẩm khắp cả nước, đồng thời dễ mở rông thị

trường sang nước ngoài [16].
1.2. VÙNG NGUYÊN LIỆU
Với vị trí nhà máy thì nguồn nguyên liệu chính được cung cấp 8 xã áp sông
Sêpôn là Thuận, Thanh, Xy, A Xing, A Túc, A Dơi, Tân Long, Tân Thành và thị trấn
Lao Bảo. Đây là vùng được tỉnh chọn quy hoạch làm vùng nguyên liệu trồng mía từ
các năm về trước, với diện tích 8.000 ha. Trong đó xã Tân Long và Tân Long được
chọn làm vùng nguyên liệu trọng điểm. Ngoài ra nhờ hệ thống giao thông quốc lộ 9
rất thuận lợi để vận chuyển mía từ các huyện, tỉnh lân cận đến, như huyện Triệu
Phong, Đakrông, Cam Lộ, Gio Linh, tỉnh Thừa Thiên Huế, Quảng Bình, đồng thời
có thể vận chuyển mía từ nước bạn Lào sang để sản xuất.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-3-

Thiết kế nhà máy đường thô

1.3. HỢP TÁC HÓA VÀ LIÊN HIỆP HÓA
Nhà máy được xây dựng ở thị trấn Lao Bảo nên rất thuận tiện cho việc liên kết
với nhà máy nước tăng lực Super Horse. Đặc biệt nhà máy đặt ở Lao Bảo giáp với
nước bạn Lào, nên việc mở rộng thị trường ngoài nước có khả thi hơn. Trong một
tương lai không xa, Lao Bảo- hành lang kinh tế Đông Tây sẽ được đầu tư nhiều nhà
máy khác thì việc hợp tác hóa sẽ dễ dàng hơn. Ngoài ra để tiêu thụ một số sản phẩm
phụ và phế phẩm thì có thể liên kết với một số nhà máy khác như nhà máy giấy,
phân bón, thức ăn gia súc… Những nhà máy này cũng được đặt ở trong tỉnh.

Về nguồn nguyên liệu thì sự hợp tác hoá chặt chẽ để phân vùng nguồn nguyên
liệu giúp thu hoạch đúng thời gian và hiệu quả kinh tế cao. Mặt khác nhà máy sẽ
đưa ra kế hoạch ứng vật tư tiền vốn cho người trồng mía. Đây là vấn đề để phát
triển lâu dài.
1.4. NGUỒN CUNG CẤP ĐIỆN
Nguồn cung cấp điện được lấy chủ yếu từ tuabin hơi của nhà máy khi hoạt
động. ngoài ra nhà máy còn sử dụng nguồn điện do sở điện lực Quảng Trị cung cấp
từ mạng lưới điện quốc gia 500 KV được hạ thế xuống 220V/380 nhằm hổ trợ cho
sản xuất lúc khởi động máy, chạy thiết bị…
1.5. NGUỒN CUNG CẤP HƠI
Lượng hơi có thể đạt 60-80kg cho 100kg mía. Nguồn hơi chủ yếu lấy từ lò hơi
của nhà máy. Trong quá trình sản xuất để tiết kiệm hơi ta lấy hơi thứ từ các thiết bị
bốc hơi cung cấp cho các thiết bị kế tiếp, gia nhiệt, nấu đường, cô đặc, sấy,…
1.6. NGUỒN CUNG CẤP NGUYÊN LIỆU
Trong nhà máy lò hơi là nơi cần nhiên liệu nhiều nhất. Nhằm giảm bớt vốn
đầu tư, tăng hiệu suất tổng thu hồi nhà máy dùng bã mía làm nhiên liệu đốt lò hơi.
Nhiên liệu sử dụng để tạo ra nguồn hơi đốt là bã mía, than, củi và dầu FO… phòng
trong các trường hợp đầu mùa vụ sản xuất không có nhiên liệu để đốt.
Dầu FO, dầu bôi trơn, xăng dầu cho các phương tiện vận chuyển được đặt mua
tại các công ty xăng dầu địa phương gần nhà máy.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-4-

Thiết kế nhà máy đường thô

1.7. NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ NƯỚC
Tuỳ theo mục đích sử dụng mà từng loại nước phải đảm bảo chỉ tiêu hoá lý,
sinh học nhất định.
Nhà máy sử dụng nước chủ yếu lấy từ sông Sêpôn, hệ thống nước ngầm. Ta
cần phải xử lý trước khi đưa vào sản xuất tuỳ theo mục đích sử dụng. Nước trong
sản xuất có các dạng sau:
− Nước lọc trong: nước qua lắng được đưa đi lọc để loại triệt để các tạp chất mà
quá trình lắng không loại được.
− Nước sau lọc trong đem làm mềm qua cột trao đổi ion để khử độ cứng rồi
cung cấp cho lò hơi.
1.8. XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Ô nhiễm môi trường đang là mối lo lắng của toàn xã hội. Vì là nhà máy có
nước thải chứa nhiều chất hữu cơ nên phải đặt công tác xử lý nước thải là một trong
những mối quan tâm hàng đầu, để góp phần làm cho môi trường trong xanh, sạch
đẹp. Nước thải của nhà máy phải tập trung lại và xử lý trước khi xả ra sông theo
đường cống riêng. Trong quá trình xử lý, rác rưởi đem đi xử lý định kỳ. Còn bùn
lắng được đem ủ yếm khí và phơi để làm phân bón vi sinh.
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 hàng ngày một khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu…về
nhà máy cũng như vận chuyển sản phẩm và phụ phẩm đến nơi tiêu thụ.
Nhà máy có vị trí gần quốc lộ 9 và xung quanh khu vực có một hệ thống
đường liên thôn liên xã nâng cấp khá tốt sẽ là lợi thế để giảm chi phí vận chuyển,
lưu thông hoạt động dễ dàng.
1.10. NGUỒN NHÂN CÔNG
Tỉnh Quảng Trị là một tỉnh còn rất nghèo. Dân số đông, cuộc sống nhân dân
còn nhiều cơ cực, và tỉnh có các huyện miền núi đông dân cư. Nên việc xây dựng
nhà máy sẽ giải quyết được một phần lao động trong khu vực, tạo điều kiện cho tỉnh

nhà phát triển.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-5-

Thiết kế nhà máy đường thô

Đội ngũ cán bộ kĩ thuật, quản lý được đào tạo ở đại học Huế, Đà Nẵng. Đội
ngũ công nhân cũng được đào tạo vững tại các trường Trung cấp và đào tạo nghề
trong và ngoài tỉnh. Như vậy đội ngũ cán bộ, công nhân phục vụ nhà máy là những
người đã qua đào tạo và đủ nghiệp vụ lãnh đạo.
1.11. TIÊU THỤ SẢN PHẨM
Sản phẩm đường tiêu thụ hàng năm với một lượng lớn, nhưng cùng với vấn đề
tăng dân số nên nhu cầu đòi hỏi ngày càng nhiều hơn. Nhà máy được đặt tại Lao
Bảo sát cửa khẩu Việt- Lào và cách thành phố Đông Hà 80 km. Chính vì vậy đây
chính là điều kiện thuận lợi để mở rộng thị trường sang các nước lân cận, trong tỉnh
và các tỉnh láng giềng, nhờ vậy nhà máy có thể giải quyết một đầu ra khá lớn.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-6-

Thiết kế nhà máy đường thô

PHẦN 2. TỔNG QUAN
2.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH MÍA ĐƯỜNG
2.1.1. Tình hình ngành mía đường trên Thế Giới
Việc sản xuất đường trên thế giới đã có từ rất lâu đời vào khoảng thế kỷ thứ
16, Ấn Độ là nước sản xuất đầu tiên, họ đã biết chế biến mật đường thành đường
tinh thể. Từ đó, kỹ thuật sản xuất đường phát triển sang Ba Tư, Ý, Bồ Đào Nha,
đồng thời đưa việc tinh luyện đường thành một ngành công nghệ mới.
Lúc đầu công nhiệp đường còn rất thô sơ, người ta ép mía bằng 2 trục gổ
đứng, lấy sức kéo trừ trâu bò, lắng trong bằng vôi, vô đặc bằng chảo và kết tinh tự
nhiên. Tuy công nghiệp đường có từ lâu đời, nhưng 200 năm trở lại đây mới được
cơ khí hóa, tự động hoá [17].
Đến nay, đường được sản xuất tại hơn 100 nước, trên 70% tiêu thụ nội địa. Ba
nước xuất khẩu đường chủ yếu là Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc, chiếm 50% sản lượng
và 56% xuất khẩu của thế giới [18].

Biểu đồ 2.1: 10 nước sản xuất đường lớn nhất thế giới niên vụ 2010 – 2011
(ĐV: 1000 tấn) [18]
Phụ thuộc nhiều vào mùa vụ và chính sách của mỗi quốc gia nên giá đường
thế giới luôn biến động. Cuối năm 2005 đến đầu 2006, giá đường thế giới tăng từ
0,12 USD/1lb (= 0,454gr) lên 0,18 USD/1lb do gia tăng lượng đường dùng để sản
xuất ethanol ở Brazil. Dự báo giá đường từ nay đến 2014 giá sẽ giảm nhiều do sản
lượng tăng nhiều hơn tiêu thụ [18].

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-7-

Thiết kế nhà máy đường thô

2.1.3. Tình hình ngành mía đường Việt Nam
Nước ta là nước có truyền thống sản xuất đường từ lâu đời. Từ lâu, nhân dân
ta đã biết dùng những máy ép đơn giản như máy ép bằng đá, máy ép bằng gỗ dùng
sức trâu bò kéo.
Công nghiệp đường ở nước ta
trong vòng 100 năm vẫn ở tình trạng
sản xuất thủ công là chủ yếu. Sau
ngày hòa bình lập lại, dưới chế độ xã
hội chủ nghĩa, công nghiệp đường
hiện đại của nước ta mới bắt đầu phát
triển [1].

Hình 2.1: Ép nước mía thủ công [30]

Theo Bộ NNPTNT, vụ mía 2013 – 2014, dự kiến diện tích mía cả nước
khoảng 306.000ha, tăng so với vụ trước 8.000ha; diện tích vùng nguyên liệu tập
trung khoảng gần 290.000ha, trong đó diện tích các nhà máy có ký hợp đồng và đầu
tư là 269.900ha (tăng so với vụ trước 4.800ha); năng suất bình quân 64 tấn/ha, sản
lượng mía cả nước dự kiến 19,6 triệu tấn.
Về sản xuất đường, trong niên vụ mới có 40 nhà máy hoạt động. Theo kế
hoạch sản xuất của các nhà máy, sản lượng mía ép là 17 triệu tấn, sản lượng đường

dự kiến đạt 1,6 triệu tấn, trong đó đường luyện là 750.000 tấn [19].
Những năm vừa qua nhiều nhà máy đường hiện đại có công suất lớn được xây
dựng. Nhưng theo số liệu thống kê thì sản lượng đường sản xuất trong nước vẫn
chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ nội bộ. Trong thời gian gần đây ngành đường
gặp tình trạng khó khăn do nhiều lý do khác nhau: tác động quan trọng về quy
hoạch vùng nguyên liệu, đầu tư chưa đúng mức và trọng tâm, cũng như về quản lý
thị trường, từ đó dẫn đến tồn đọng sản phẩm, nhà máy sản xuất cầm chừng, nông
dân không bán được sản phẩm mía trồng dẫn đến chán đầu tư hoặc chuyển đổi
giống cây trồng có giá trị kinh tế hơn, từ đó diện tích canh tác mía bị thu hẹp.
Mặc dù vậy ngành mía đường vẫn là một ngành quan trọng ở nước ta bởi nó
góp phần đáp ứng lượng đường tiêu thụ cho khu vực và cả thế giới, nâng cao từng

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-8-

Thiết kế nhà máy đường thô

bước mức dinh dưỡng trong khẩu phẩn ăn hàng ngày, tạo điều kiện cho các ngành
kinh tế khác phát triển, tận dụng đất hoang đồi trọc và đất nông nghiệp có hiệu quả
thấp so với trồng mía, tạo công ăn việc làm cho nông dân và lao động dư thừa. Góp
phần nâng cao trình độ chế biến, chuyển dần sang hình thức sản xuất đường cơ giới
với công nghệ tiên tiến, thay thế đân lượng đường tiểu thủ công nghiệp tiêu hao
nguyên liệu mía gần gấp đôi so với sản xuất công nghiệp.
2.2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA

2.2.1. Các loại đường mía
− Đường thô (Raw sugar): là một loại đường saccaroza được dùng làm nguyên
liệu để sản xuất đường tinh luyện. Chất lượng đường thô phụ thuộc vào tình hình
nguyên liệu mía, trình độ kỹ thuật của mỗi nước.
− Đường tinh luyện hay đường RE (Refined sugar Extra): là đường saccaroza
được tinh chế và kết tinh, là sản phẩm đường cao cấp, được sản xuất trực tiếp từ
mía, từ đường thô hoặc từ các nguyên liệu khác. Đường tinh luyện được dùng làm
nguyên liệu cho các sản phẩm cao cấp của công nghệ thực phẩm.
− Đường RS (Refined sugar, White sugar), hay đường kính (cát) trắng, đường
trắng đồn điền: là đường được sản xuất trực tiếp từ nguyên liệu mía cây, có phẩm
chất thấp hơn đường RE.
2.2.2. Tổng quan về sản xuất đường mía
2.2.2.1. Nguyên liệu mía
Mía là tên gọi chung của một số loài
trong chi Mía (Saccharum), bên cạnh các loài
lau, lách. Chúng là các loại cỏ sống lâu năm,
thuộc

tông

Andropogoneae của họ

Hòa

thảo (Poaceae) bản địa khu vực nhiệt đới và ôn
đới ấm. Chúng có thân to mập, chia đốt, chứa
nhiều đường, cao từ 2-6 m. Tất cả các dạng mía
đường được trồng ngày nay đều là các dạng lai

Hình 2.2: Cây mía

ghép nội chi phức tạp. Chúng được trồng để thu hoạch nhằm sản xuất đường [16].

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-9-

Thiết kế nhà máy đường thô

 Thành phần hóa học của mía [1]
Thành phần hóa học của mía thay đổi theo giống mía, đất đai, chế độ canh tác,
thời tiết, thời điểm thu hoạch,… Thành phần hóa học trung bình của mía chín như
sau: Nước: 70 – 75%, Đường khử: 0,3 – 2%, Xơ: 9 – 14%, Các chất phi đường
khác: 1 – 3%, Sacaroza: 10 – 16%
 Đường sacaroza [1]
Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của cây mía, là sản phẩm của công
nghệ sản xuất đường, là một disacarit có công thức C 12H22O11. Trọng lượng phân tử
là 342,30. Sacaro được cấu tạo từ hai đường đơn là α, d - glucoza và β, d – fructoza.
Công thức cấu tạo được biểu diễn như sau:

Hình 2.3: Công thức cấu tạo đường saccaroza
− Tính chất vật lý: Là tinh thể sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu,
tỉ trọng 1,5878 g/ml, nhiệt độ nóng chảy 186 – 1880C, khối lượng phân tử 342,3 đvC.
+ Độ hòa tan: Sacaroza dễ hoà tan trong nước, không tan trong các dung môi
hữu cơ. Độ hòa tan tăng theo chiều tăng của nhiệt độ. Độ hoà tan của sacaroza còn

phụ thuộc vào các chất không đường có trong dung dịch đường.
+ Độ ngọt: Nếu lấy độ ngọt của đường sacaroza là 100 để so sánh thì: lactose
(16) < maltose (32) < glucoza (74) < sacaroza (100) < fructoza (173).
+ Độ nhớt: Độ nhớt của dung dịch đường sacaroza tăng theo chiều tăng nồng
độ và giảm theo chiều tăng nhiệt độ.
+ Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng trung bình của sacaroza từ 22 0C tới 510C
là 0,3019 kJ/kg.độ.
+ Độ quay cực: Dung dịch sacaroza có tính quay 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.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 10 -

Thiết kế nhà máy đường thô

− Tính chất hoá học:
+ Tác dụng của axit: Dưới tác dụng của axit, sacaroza bị thuỷ phân thành
glucoza và fructoza theo phản ứng:
H+
C H O + HO
12

22

11

2

sacaroza

C6H12O6 + C6H12O6
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. Đó là một sự tổn thất đường
rất quan trọng trong sản suất đường, cần cố gắng tránh hoặc giảm thiểu.
+ 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.
Ở pH từ 8 – 9 và đun nóng trong một thời gian dài, sacaroza bị phân huỷ thành
các hợp chất có màu vàng và màu nâu. Môi trường kiềm 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: Dưới tác dụng của 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.
 Chất không đường [1]
Trong ngành đường, người ta gọi tất cả những chất có trong nước mía trừ
sacaroza, đều là chất không đường, kể cả glucoza, fructoza và rafinoza. Các chất
không đường trong nước mía có thể chia như sau:
− Chất không đường không chứa nitơ (Glucoza, fructoza, axit hữu cơ,…)
− Chất không đường chứa nitơ (axit amin, amit, NH3, Nitrat,…)

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 11 -

Thiết kế nhà máy đường thô

− Chất màu (diệp lục tố a, b, xantophin, caroten, antoxian,…)
− Chất không đường vô cơ (P2O5, K2O, Na2O, SiO, Ca, Mg,…)
2.2.2.2. Một số công đoạn chính trong sản xuất đường mía
a) Lấy nước mía [1]
Để lấy nước mía ra khỏi cây mía, hiện nay trong công nghiệp đường người ta
sử dụng hai phương pháp chính là: phương pháp ép và phương pháp khuếch tán.

− 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. 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.
− Phương pháp khuếch tán ra đời sau phương pháp ép, tuy nhiên nó lại có nhiều
ưu điểm, đặc biệt là hiệu suất lấy nước mía cao hơn. 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.
b) Làm sạch nước mía [1]
 Mục đích:
Trung hòa axit trong nước mía hỗn hợp để hạn chế đường sacaroza chuyển
hóa. Loại tối đa các chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp, đặc biệt các chất
có hoạt tính bề mặt và chất keo để nâng cao hiệu suất thu hồi đường. Loại bỏ những
chất rắn dạng lơ lửng, các chất màu để nâng cao phẩm chất đường thành phẩm.
 Nguyên lý chung của các phương pháp làm sạch
Dùng các biện pháp lý- hóa học để làm ngưng kết các thể keo trong nước mía,
làm kết tủa các tạp chất hoặc lợi dụng tác dụng hấp phụ của các chất kết tủa (là các
muối caxi) chuyển chúng nằm ở trạng thái rắn rồi loại đi bằng cách lắng, lọc,…
Các dụng cụ, thiết bị để thực hiện việc làm sạch nước mía như: lắng, lọc, gia
vôi, sunfit hóa, gia nhiệt,…

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 12 -

Thiết kế nhà máy đường thô

 Cơ sở lý thuyết của làm sạch nước mía
− 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. Việc thay đổi pH có
các tác dụng sau: ngưng kết chất keo, làm chuyển hoá đường sacaroza, làm phân
huỷ sacaroza, làm phân huỷ đường khử, tách loại các chất không đường.
− Tác dụng của nhiệt độ
Khi 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.
− Tác dụng của các chất điện ly:
+ 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.
+ Tác dụng của SO2: Tạo kết tủa CaSO3 có khả năng hấp thụ các chất không
đường, chất màu và chất keo có trong dung dịch. Làm giảm độ kiềm, độ nhớt của
dung dịch do một phần chất keo đã bi loại tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu. Làm
tan kết tủa CaSO3 khi dư SO2.
+ Tác dụng của CO2: Tạo kết tủa CaCO3 với vôi có khả năng hấp thụ các chất

không đường cùng kết tủa. Phân ly muối sacarat canxi tạo thành sacaroza và CaCO 3
kết tủa. Nếu CO2 dư sẽ làm tan kết tủa CaCO3 làm đóng cặn trong thiết bị truyền
nhiệt và bốc hơi.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 13 -

Thiết kế nhà máy đường thô

+ Tác dụng của P2O5: ở dạng muối hoặc axit sẽ kết hợp với vôi tạo thành kết
tủa Ca3(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 P 2O5 nhất định thì hiệu quả
làm sạch tăng rõ rệt.
c) Cô đặc nước mía [1]
 Mục đích:
Nước mía sau khi làm sạch có nồng độ chất khô khoảng 12 – 15Bx. Tùy theo
độ tinh khiết của nước chè trong, muốn đường sacaroza kết tinh, ta phải nâng nồng
độ mật chè lên khoảng 65Bx.
 Cơ sở lý thuyết:
Trong quá trình bốc hơi, tuy rằng 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 phương án bốc hơi hợp lý sẽ giảm tiêu hao năng lượng hơi và

giảm giá thành. Có 3 phương án nhiệt của hệ bốc hơi: phương án bốc hơi áp lực,
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 nên sẽ xảy ra nhiều
phản ứng hoá học và hoá lý dẫn đến sự thay đổi thành phần và đặc tính của dung
dịch đường: sự chuyển hoá sacaroza, sự phân huỷ sacaroza và tăng màu sắc, độ tinh
khiết tăng cao, sự thay đổi độ kiềm, sự tạo cặn.
d) Nấu đường và kết tinh
 Nấu đường
Mục đích của nấu đường là tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến trạng thái
quá bão hòa, từ đó làm xuất hiện những tinh thể đường và nuôi cho những tinh thể
lớn lên đến kích thước theo yêu cầu. Sản phẩm của quá trình nấu đường gọi là
đường non, nó gồm có tinh thể đường và mật cái.
 Kết tinh đường: Quá trình kết tinh đường chia làm 2 giai đoạn: sự tạo thành
mầm tinh thể và sự lớn lên của mầm tinh thể.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 14 -

Thiết kế nhà máy đường thô

− Sự tạo mầm tinh thể:
Trong dung dịch đường mía, các phân tử đường phân bố đều trong không gian
của 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 vào không gian của phân tử nước, kết hợp với 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 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].
− Sự lớn lên của mầm 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].
e) Ly tâm – sấy
− Ly tâm: là giai đoạn tách tinh thể ra khỏi mật bằng lực ly tâm trong các thùng
quay với tốc độ cao. Sau khi ly tâm thu được đường mật nâu và mật trắng.
− Sấy: nhằm mục đích làm cho màu sắc thành phẩm được bóng sáng, đường khô
và đường không bị biến chất khi bảo quản.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 15 -

Thiết kế nhà máy đường thô

PHẦN 3. CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG THÔ
3.1. CHỌN PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT
3.1.1. Chọn phương pháp lấy nước mía
Hiện nay trong công nghiệp mía đường người ta sử dụng hai phương pháp để
lấy nước mía là: phương pháp khuếch tán và phương pháp ép.
Về cơ bản phương pháp khuếch tán có ưu điểm hơn so với phương pháp ép ở
một số điểm (như: hiệu suất lấy nước mía, tổng thu hồi, tiêu hao năng lượng), tuy
nhiên khuếch tán lại còn nhiều vấn đề hạn chế như: việc sử dụng nhiều 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 hóa đường và các phản ứng caramen làm đậm màu
nước mía, do đó nhiên liệu dùng trong công đoạn bốc hơi nhiều; chất không đường
trong nước mía hỗn hợp nhiều do đó tăng tổn thất đường trong mật cuối.
Đồng thời nếu xét về thực trạng điều kiện kỹ thuật, trang thiết bị, trình độ tay
nghề công nhân,… của Việt Nam thì việc áp dụng phương pháp khuếch tán để lấy
nước mía bây giờ vẫn chưa phù hợp. Với phương pháp ép tuy hiệu quả thấp hơn
nhưng phương pháp khá đơn giản, dễ thao tác vận hành nên rất thích hợp với điều
kiện nước ta hiện nay, do đó ở Việt Nam đa số các nhà máy sản xuất đường quy mô
lớn nhỏ đều sử dụng phương pháp ép đem vào sản xuất [1].
Với những phân tích trên, em chọn phương pháp ép để lấy nước mía đưa vào
sản xuất của nhà máy là phù hợp nhất.
3.1.2. Chọn phương pháp làm sạch
Trong công nghệ sản xuất đường thì thường có 3 phương pháp làm sạch sau:

phương pháp vôi, phương pháp sunfit hoá và phương pháp cacbonat hoá. Mỗi
phương pháp có những yêu cầu về công nghệ, thiết bị, kỹ thuật khác nhau.
a) Phương pháp vôi
Phương pháp vôi có từ lâu đời và là phương pháp đơn giản nhất làm sạch nước
mía chỉ dưới tác dụng của nhiệt và vôi, và thu sản phẩm đường thô.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 16 -

Thiết kế nhà máy đường thô

Phương pháp vôi chia làm 3 loại sau: cho vôi vào nước mía lạnh, cho vôi vào
nước mía nóng, cho vôi nhiều lần đun nóng nhiều lần (phân đoạn).
 Ưu nhược điểm phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh:
− Ưu điểm: Quản lý thao tác đơn giản. Trước khi đun nóng, cho vôi vào nước
mía đến trung tính, tránh được chuyển hóa đường sacaroza. Nếu cho vôi đều đặn có
thể tránh được sự phân giải đường khử.
− Nhược điểm: Lượng vôi sử dụng nhiều. Độ hòa tan của vôi ở nước mía lạnh
tăng. Nếu vôi quá thừa sau khi đun nóng vôi sẽ đóng cặn ở thiết bị. Hiệu quả làm
sạch thấp.
 Ưu nhược điểm phương pháp cho vôi vào nước mía nóng:
− Ưu điểm: Loại protein tương đối nhiều. Do nhiệt độ cao tạo sự kết tủa
Ca3(PO4) tương đối hoàn toàn. Hiệu quả làm sạch tốt. Sự chênh lệch độ tinh khiết
của nước mía cao. Tốc độ lắng lớn, dung tích nước bùn nhỏ.

− Nhược điểm: Sự chuyển hóa đường sacaroza tương đối lớn. Khó khống chế
màu sắc nước mía đậm.
 Ưu nhược điểm phương pháp cho vôi phân đoạn
− Ưu điểm: Hiệu suất làm sạch tốt, loại chất không đường nhiều. Tiết kiệm
khoảng 35% so với phương pháp lạnh.
− Nhược điểm: Sơ đồ công nghệ phức tạp. Sự chuyển hóa và phân giải đường
sacaroza tương đối lớn.
b) Phương pháp cacbonat
Phương pháp cacbonat là phương pháp làm sạch bằng cách sử dụng khí CO 2
thông vào nước mía hỗn hợp.
− Ưu điểm: Hiệu quả làm sạch tốt. Chênh lệch độ tinh khiết của nước mía trong
và nước mía hỗn hợp từ 4-5. Loại được nhiều keo, chất màu và chất vô cơ (Al 2O3,
Fe2O3, P2O5, SiO2, MgO). Hàm lượng muối canxi trong nước mía trong ít. Đóng cặn
ở thiết bị ít, giảm tiêu hao hóa chất thông rửa thiết bị. Chất lượng sản phẩm tốt, bảo
quản tốt, hiệu suất thu hồi cao.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 17 -

Thiết kế nhà máy đường thô

− Nhược điểm: Tiêu hao hóa chất nhiều. Lượng vôi dùng gấp 20 lần so với
phương pháp SO2 và 10 lần so với phương pháp vôi, dùng nhiều khí CO 2. Sơ đồ
công nghệ và thiết bị tương đối phức tạp. Kỹ thuật thao tác yêu cầu cao. Nếu khống

chế không tốt dễ sinh hiện tượng đường phân hủy.
c) Phương pháp sunfit hoá hay phương pháp SO2
Đây là phương pháp dựa trên nguyên tắc sử dụng khí SO 2 để làm sạch nước
mía. Phương pháp sunfit hoá trực tiếp sản xuất ra đường trắng. Tuy chất lượng của
phương pháp này cũng không bằng phương pháp cacbonat hóa nhưng nó có các ưu
điểm sau: Lưu trình công nghệ tương đối ngắn, không đòi hỏi kỹ thuật cao, dễ dàng
khống chế, thiết bị tương đối tốt, tiêu hao hóa chất ít, vốn đầu tư ít hơn phương
pháp cacbonat.
 Tóm lại: Qua đặc điểm các phương pháp làm sạch trên, với sản phẩm là đường
thô thì chọn phương pháp cho vôi phân đoạn là hiệu quả nhất. Nếu xét về mặt chất
lượng đường thành phẩm đối với phương pháp SO 2, sử dụng lượng SO2 không thích
hợp sẽ không có lợi cho sản phẩm đường tinh luyện sau này. Vì hàm lượng của SO 2
trong đường cao sẽ ngăn cản sự hấp phụ của các tác nhân tẩy màu đối với các chất
màu hoá học trong đường, gây khó khăn và phức tạp cho việc luyện đường thô
thành đường cao cấp. Mặt khác trong điều kiện nước ta hiện nay so với phương
pháp SO2 thì phương pháp vôi thích hợp hơn mặc dầu hiệu quả làm sạch thấp, khả
năng thu hồi đường không cao nhưng có các ưu điểm là: Chi phí đầu tư thấp; Dây
chuyền đơn giản, số lượng thiết bị ít; Quản lý và thao tác dễ dàng; Chất lượng
đường không thấp hơn phương pháp SO2 bao nhiêu.
Vậy qua phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp, để sản xuất đường
thô ta chọn phương pháp vôi với phương pháp cho vôi phân đoạn.
3.1.3. Chọn phương pháp và chế độ nấu đường
 Chọn phương pháp nấu:
Có 2 phương pháp nấu đường: nấu đường gián đoạn và nấu đường liên tục.
Nấu đường liên tục có ưu điểm hơn nấu đường dán đoạn như: năng suất tăng, an
toàn về hơi, tổn thất đường thấp, dễ tự động hóa. Tuy nhiên muốn áp dụng nấu

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 18 -

Thiết kế nhà máy đường thô

đường liên tục thì đòi hỏi nhà máy cần đầu tư trang thiết bị phức tạp, đắt tiền; chế
độ vận hành và bảo dưỡng máy phức tạp do đó đòi hỏi trình độ tay nghề nhân công
cao. Với các điều kiện để sản xuất đường mía của nước ta thì việc áp dụng phương
pháp nấu đường liên tục sẽ đạt hiệu quả cao trong khoảng vài năm nữa, do đó việc
chọn phương pháp nấu đường bằng phương pháp dán đoạn hiện giờ là tối ưu nhất.
Phương pháp nấu đường gián đoạn có thiết bị đơn giản, rẻ tiền do đó rất thuận lợi
khi đưa vào sản xuất.
 Vì vậy trong đồ án này, em chọn phương pháp nấu đường gián đoạn.
 Chọn chế độ nấu:
Trong ngành sản xuất đường hiện nay, người ta thường sử dụng các chế độ nấu
đường: nấu 2 hệ, nấu 3 hệ, nấu 4 hệ. Đối với chế độ nấu 2 hệ, có nhiều ưu điểm: thể
tích đường non nhỏ, chất lượng đường thương phẩm đồng nhất, giảm hệ số nấu lại,
năng suất nấu tăng lên đáng kể…tuy nhiên lượng đường còn lại trong mật cuối
nhiều gây tổn thất đường, làm giảm hiệu quả kinh tế. Với chế độ nấu 4 hệ thì giảm
được tổn thất đường trong mật cuối nhưng dây chuyền công nghệ tương đối phức
tạp, tốn nhiều thiết bị…Vì vậy ở đây ta chọn chế độ nấu 3 hệ vì có những ưu điểm:
AP mật chè > 80% phù hợp với chất lượng mía được trồng ở nước ta, thu được
đường có độ tinh khiết cao, giảm được tổn thất đường trong mật cuối.
Mật chè
Non A
Đường A

Mật A

Non B
Đường B

Non C
Mật B

Đường hồ B

Đường C

Mật cuối

Hồi dung C

Hình 3.1: Sơ đồ nấu đường
3.2. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ
3.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 19 -

Thiết kế nhà máy đường thô

Mía nguyên liệu
Cân định lượng

Xử lý mía
trước khi ép
mía

Băng chuyền mía
Máy băm 1
Máy băm 2
Máy đánh tơi

Nước thẩm thấu

Ép lấy
nước mía

Máy ép

Bã

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

Gia vôi sơ bộ (pH = 6 – 6,4)

P2O5

Gia nhiệt lần 1 (t = 90 – 1050C)

Làm
sạch
và
gia
nhiệt

Ca(OH)2

Gia vôi trung hoà (pH = 7,6 – 8,2)
Gia nhiệt lần 2 (t = 100 – 1050C)
Thiết bị lắng

Nước bùn

Nước mía trong

Lọc chân không
Nước lọc trong

Gia nhiệt lần 3 (110 – 1150C)
Cô đặc (Bx = 60)

Cô đặc,

Lọc kiểm tra

lọc kiểm tra
Mật chè

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 20 -

Thiết kế nhà máy đường thô

Mật chè

Nấu
đường,
trợ tinh,
ly tâm

Nấu non A

Nấu non B

Nấu non C

Trợ tinh A

Trợ tinh B

Trợ tinh C

Máng phân phối

Máng phân phối

Máng phân phối

Ly tâm A

Ly tâm B

Ly tâm C

Đường A

Mật A

Đường B

Mật B

Đường hồ B

Sàng rung

Sấy,
làm nguội,
phân loại,

đóng bao

Máy sấy
Thành phẩm

Băng tải làm nguội
Cân, đóng bao

Đường C

Mật C

Hồi dung C

Sàng phân loại
Xyclon chứa

Bảo quản

Hình 3.2: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đường thô
3.2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ
3.2.2.1. Xử lý mía trước khi ép
 Tiếp nhận nguyên liệu mía: mía được thu hoạch ở các vùng nguyên liệu và
được vận chuyển đến nhà máy bằng xe tải. Tại đây, mía được cân để xác định khối
lượng và lấy mẫu phân tích chữ đường (dựa vào chữ đường để thanh toán cho nông
dân). Sau đó, mía được đưa đến bãi chứa nguyên liệu để chờ đưa vào sản xuất.
 Cân và vận chuyển: mía ở bãi nguyên liệu được cần cẩu chuyển đến băng xả
mía để cân, đảm bảo lượng mía được xả xuống băng chuyền đều đặn và dùng máy
khoả bằng để san đều lớp mía vừa đổ xuống băng chuyền. Mía từ băng chuyền sẽ
vận chuyển đến các máy băm.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 21 -

Thiết kế nhà máy đường thô

 Băm mía: cây mía được chia thành những mảnh nhỏ qua hai máy băm, sau khi
băm tế bào mía sẽ bị phá vỡ.
− Mục đích: nâng cao năng suất ép do san mía
thành lớp dày đồng đều, mía dễ được kéo vào máy ép
không bị trượt, nghẹt. Nâng cao hiệu suất ép, do vỏ
cứng được xé nhỏ, tế bào mía bị phá vỡ, lực ép được
phân bố đều trên mọi điểm nên máy ép làm việc ổn
Hình 3.3: máy băm [20]

định và luôn đầy tải, nước mía chảy ra dễ dàng.

− Hệ thống này gồm máy băm 1 và máy băm 2. Máy băm 1 quay cùng chiều với
băng tải bố trí ở cuối băng chuyền ngang, trong lúc đó máy băm 2 bố trí ở đầu băng
chuyền nghiêng, quay ngược chiều với chiều băng chuyền. Sau khi qua hai máy
băm, mía được băm và xé nhỏ, tiếp tục đưa vào máy ép sơ bộ sau khi đi qua nam
châm điện để hút các vật lạ bằng sắt, thép.
 Máy đánh tơi:
− Mục đích: tiếp tục xé nát mía và đánh cho mía tơi ra để mía vào máy ép dễ

hơn và khi ép nước mía dễ thoát ra làm tăng hiệu suất ép.
− Máy được lắp đặt sau máy băm và trước máy ép. Chiều quay của búa đập cùng
chiều với chiều vào của mía. Tốc độ quay của búa khoảng 1000 – 1500 vòng/phút.
3.2.2.2. Ép lấy nước mía
− Mục đích lấy hoàn toàn nước chứa đường
trong mía nguyên liệu.
− Do đặc tính của nước mía không thể thuần
túy dùng lực cơ học để lấy hết phần đường
trong mía. Khi mía bị ép, màng tế bào mía bị
rách và tế bào bị ép lại, nước mía chảy ra ngoài.
Sau khi ra khỏi máy ép, tế bào nở lại có khả năng

Hình 3.4: máy ép [21]

hút nước mạnh trở lại, do đó người ta đã phun nước thẩm thấu vào lớp bã để hòa tan
đường còn lại trong tế bào và khi qua lần ép sau nước đường loãng đó được lấy ra.
Và làm như vậy tới khi đường được lấy ra tới mức cao nhất.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 22 -

Thiết kế nhà máy đường thô

− Mía đi vào hệ thống ép 4 máy, mỗi máy gồm 3 trục. Đầu tiên mía qua máy ép

dập để thu nước mía đầu rồi qua hệ thống 3 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
dùng để thẩm thấu ở máy ép 3, 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
2 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.

Hình 3.5: Sơ đồ thẩm thấu kép
− Bã mía được đẩy ra ngoài theo một đường khác, và bã mía được tận dụng làm
chất đốt cung cấp nhiệt lượng cho các quá trình khác.
3.2.2.3. Làm sạch và gia nhiệt
a) Gia vôi sơ bộ
− Mục đích: Gia vôi sơ bộ để trung hoà nước mía hỗn hợp nhằm tránh chuyển
hoá đường, tạo điểm đẳng điện để ngưng kết một số protein.
− Ở giai đoạn này, có bổ sung P 2O5 ở dạng H3PO4 hàm lượng 300 mg/l để làm cơ
sở cho quá trình gia vôi lần 2. Thông số kỹ thuật: Nước mía hỗn hợp có pH = 5 –
5,5, sau khi gia vôi đạt pH = 6 – 6,4. Nồng độ sữa vôi: 8 – 10Be.
b) Gia nhiệt lần 1
− Mục đích: Tạo điều kiện cho các
phản ứng hoá học xảy ra. Làm kết tủa và
đông tụ một số keo ưa nước. Sát trùng
nước mía.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 23 -

− Thông số kỹ thuật: Sau khi gia sơ

Thiết kế nhà máy đường thô

Hình 3.6: thiết bị gia nhiệt[22]

bộ, nước mía được đưa vào thiết bị gia
nhiệt để nâng nhiệt độ lên 90-1050C.
c) Gia vôi trung hòa
− Mục đích:
+ Tạo kết tủa Ca3(PO4)2 có tính hấp thụ: Ca3(PO4)2 kết tủa hấp thụ các chất keo
và chất màu có tác dụng làm sạch nước mía.
+ Tạo ra điểm đẳng điện để ngưng kết thêm một số chất keo.
− Sau khi gia vôi lần hai, pH nước mía đạt 7,6 - 8,2
d) Gia nhiệt lần 2
− Mục đích: Giảm độ nhớt của nước mía, giảm tỉ trọng nước mía, tăng nhanh tốc
độ lắng. Tiêu diệt vi sinh vật.
− Thông số kỹ thuật: nhiệt độ gia nhiệt lần này là
102 – 1050C.
e) Thiết bị lắng
− Mục đích: thu nước mía trong sau khi tách loại
hoàn toàn bùn và cặn nhỏ ra khỏi nước mía hỗn hợp.
− Quá trình lắng làm việc dựa trên tác dụng của
trọng lực, các hạt rắn kích thước lớn và các kết tủa sẽ
lắng tự nhiên.

Hình 3.7: thiết bị lắng [23]

f) Lọc chân không
− Mục đích để khai thác, tận thu phần đường sót còn trong nước bùn. Trong quá
trình lọc nước bùn cần bổ sung thêm một phần các xơ mịn để làm chất trợ lọc.
− Chọn thiết bị lọc bùn loại lọc thùng quay,
tốc độ quay là 1/4 ÷ 1/3 vòng/phút, quá trình lọc
có dùng nước để rửa bùn, nhiệt độ nước rửa bã
là 75 ÷ 80oC. Thiết bị lọc chân không được sử
dụng khá phổ biến hiện nay, toàn bộ quá trình
Hình 3.8: Lọc chân không [24]

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 24 -

Thiết kế nhà máy đường thô

lọc, rửa, xả bùn được thực hiện liên tục, tỉ lệ bùn lọc thấp, hiệu quả thu hồi đường
cao tới 90 ÷95%.
g) Gia nhiệt lần 3
− Mục đích: nhằm tăng nhiệt độ trước khi vào nồi cô đặc, không mất thời gian
đun sôi ở thiết bị cô đặc, tiếc kiệm nhiên liệu do tận dụng hơi thứ.
− Nhiệt độ nước mía hỗn hợp sau khi gia nhiệt lần 3 là 110 – 1150C.
3.2.2.4. Cô đặc, lọc kiểm tra
a) Cô đặc nước mía trong
− Mục đích: nhằm bốc hơi nước, đưa nồng độ Bx của nước mía hỗn hợp từ 6 – 7

Bx lên 55 – 65 Bx để tạo điều kiện cho quá trình nấu đường được thuận lợi.
− Không nên cô đặc nước mía đến Bx quá cao (>70Bx) vì sẽ xuất hiện tinh thể
đọng lại trong đường ống và bơm. Nồng độ lớn dẫn đến độ nhớt lớn, lọc khó khăn.
b) Lọc kiểm tra
Mục đích: nhằm tách triệt để cặn còn lại và cặn mới sinh trong khi cô đặc, tạo
độ tinh khiết cho mật chè, tạo điều kiện tốt cho công đoạn nấu, kết tinh, ly tâm.

Hình
Hình
3.9:3.10:
Thiết
Lọc
bị ống
cô đặc
[20]
[20]

3.2.2.5. Nấu đường, trợ tinh và ly tâm

a) Nấu đường
− Mục đích: Nấu đường là tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến nồng độ quá
bão hoà tạo điều kiện thuận lợi cho sự xuất hiện các tinh thể đường.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 25 -

Thiết kế nhà máy đường thô

− Ta chọn chế độ nấu đường 3 hệ. Đây là chế độ
nấu phổ biến nhất để nhận được đường cát với độ
tinh khiết cao. Nấu đường được tiến hành ở điều kiện
chân không, tuỳ thuộc vào từng loại đường và từng
giai đoạn nhưng thông thường áp suất từ 640 – 670
mmHg, nhiệt độ 60 – 700C nhờ vậy tránh được hiện
tượng phân huỷ và caramen hoá đường Sacaroza.
Thời gian nấu của các mẻ như sau:
+ Non A: 2 - 4 h/mẻ, nhiệt độ nấu 60 – 650C
+ Non B: 4 - 6 h/mẻ, nhiệt độ nấu 70 – 800C

Hình 3.11: Nồi nấu đường [25]

+ Non C: 8 - 12 h/mẻ, nhiệt độ nấu 70 – 800C
b) Trợ tinh
− Mục đích: Để tinh thể đường ổn định, nếu tiếp tục nấu ở chế độ chân không,
do độ nhớt đường non lớn nên tốc độ kết tinh phần đường còn lại rất chậm, thời
gian kéo dài ảnh hưởng đến chất lượng màu sắc của sản phẩm, không hiệu quả kinh
tế. Vì vậy khi nấu đến nồng độ chất khô nhất định đối với mỗi nồi, tiến hành cho
đường non vào thiết bị trợ tinh để trợ tinh thêm, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình ly tâm.
− Nguyên tắc của quá trình trợ tinh là giảm nhiệt độ làm cho đường non tiếp tục
quá bão hoà và kết tinh.
+ Đối với đường non A và B do mật A, B còn dùng phối liệu nấu lại nên việc
kết tinh làm lạnh không cần phải nghiêm ngặt lắm. Vì vậy sử dụng thiết bị trợ tinh
thùng hở có bề mặt truyền nhiệt kiểu ruột gà.

Hình 3.12: Thiết bị trợ tinh [20]

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức