làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóa

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (360.59 KB, 15 trang )

Nhóm 3 55TP4

LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG
PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA

Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 1

Nhóm 3 55TP4

Mục lục

Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 2

Nhóm 3 55TP4

I. Tổng quan về công nghệ làm sạch nước mía bằng phương pháp

sunfit hóa:
1.

2.

Mục đích chính của quá trình làm sạch nước mía:
- Loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp, đặc biệt là những
chất có hoạt tính bề mặt và chất keo.
- Trung hòa nước mía hỗn hợp.
- Loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía.
Các phương pháp làm sạch nước mía hỗn hợp:
- Vì nước mía hỗn hợp có chứa nhiều chất không đường khác nhau, do đó

các phương pháp tách chất không đường ra khỏi nước mía cũng có nhiều. Hiện nay
có 3 phương pháp chính: pp vôi, pp sunfit hóa, pp cacbonat.
- Phương pháp sunfit hóa còn gọi là phương pháp SO2 vì phương pháp này
dùng lưu huỳnh dưới dạng SO2 để làm sạch nước mía.
- Phương pháp sunfit hóa có thể chia ra làm 3 loại:
pp sunfit hóa

pp sunfit hóa kiềm mạnh: sử dụng
pp sunfit hóa axit: thông SO2 đến

pH cao, hiệu quả làm sạch tương

pp sunfit hóa kiềm nhẹ (pH = 8-9):

pH axit và thu sản phẩm đường

đối tốt, nhưng do sự phân hủy

chỉ tiến hành thông SO2 vào nước

trắng, có nhiều ưu điểm nên sử

đường tương đối lớn, màu nước

mía, không thông SO2 vào mật chè

dụng rộng rãi trong sản xuất đường

mía đậm, tổn thất nhiều đường nên

và sản phẩm đường thô

hiện nay không sử dụng

3.

Tác dụng của SO2 đối với nước mía:
a, Trung hòa lượng vôi dư trong nước mía:
Khi cho SO2 vào nước mía, xảy ra phản ứng sau:
SO2 + H2O ↔H2SO3
H2SO3↔ H+ + HSO3HSO3-↔ H+ +SO32Khi cho SO2 vào nước mía có vôi dư thì xảy ra phản ứng sau:
Ca(OH)2 + H2SO3→ CaSO3
Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 3

Nhóm 3 55TP4

•
•
•


•
•
•
•
•

Tác dụng:
CaSO3 là chất kết tủa có khả năng hấp phụ các chất không đường, chất màu, chất

keo có trong dung dịch.
Làm giảm pH, hạn chế sự phân hủy đường khử trong môi trường kiềm khi gia
nhiệt.
Ngưng kết một số chất keo.
b, Hòa tan muối canxi sunfit kết tủa:
SO2 dư sẽ làm cho canxi sunfit kết tủa biến thành canxi bisunfit hòa tan:
CaSO3 + SO2 + H2O → Ca(HSO3)2
Tương tự, Kali sunfit biến thành kali bisunfit:
K2SO3 + SO2 + H2O → 2KHSO3
Tác dụng:
Giảm hiệu quả làm sạch do muối CaSO3 kết tủa bị giảm.
Trong quá trình cô đặc, canxi bisunfit sẽ kết tủa gây đóng cặn trên thành thiết bị cô
đặc.
Làm giảm hiệu quả truyền nhiệt trong quá trình cô đặc, thời gian cô đặc kéo dài.
Tổn thất năng lượng.
Thời gian kéo dài làm xảy ra quá trình chuyển hóa đường saccharose và phân hủy
đường khử làm giảm chất lượng đường, cũng như xảy ra các phản ứng Caramen
hóa, Melanoidin làm giảm chất lượng cảm quan của đường.
c, Giảm độ nhớt của mật chè:
Nước mía sau khi trung hòa, một phần chất keo bị loại, làm giảm độ nhớt của mật
chè, có lợi cho thao tác nấu đường và kết tinh, đồng thời hạn chế sự phát triển của
vi sinh vật.
d, Biến muối cacbonat thành muối sunfit:
Trong nước mía có hàm lượng K, Ca nhất định. Khi thông SO2, thì tạo thành
CaSO3, K2SO3.
Tác dụng: muối sunfit có khả năng tạo mật kém hơn muối cacbonat nhưng lại có
khả năng làm giảm độ nhớt của mật.
e, Tẩy màu dung dịch đường:
SO2 có khả năng tẩy màu của nước mía hoặc mật chè thành chất không màu sắc
hoặc nhạt hơn. Hơn nữa còn ngăn ngừa sự sinh chất màu, ngăn ngừa ảnh hưởng

không tốt của oxi không khí, ngăn ngừa được sản phẩm có màu của sự phân hủy
đường và kìm hãm khả năng oxihóa và tác dụng xúc tác của ion kim loại.

II. Công nghệ làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóa:
A.

Sơ đồ quy trình công nghệ:
Nước mía hỗn hợp
Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 4

Nhóm 3 55TP4

↓
Lọc
↓
Gia nhiệt lần I (55-60C)
↓
Thông SO2 lần I (pH = 3.4 - 3.8)
↓
Ca(OH)2 →
Trung hòa (pH= 6.8 - 7.2)
↓
Đun nóng lần II (102-105 C)
↓
Lắng
→ Nước bùn
↓
↓
Lọc →

Bùn
↓
Nước lắng trong →-------← Nước lọc trong
↓
Đun nóng lần III (110-115C)
↓
Cô đặc
↓
Thông SO2 lần II (pH = 6.2 – 6.6)
↓
Lọc kiểm tra
↓
Mật chè trong
B.
1.
•

Thuyết minh quy trình:
Nước mía hỗn hợp:
Thành phần của nước mía hỗn hợp:
Thành phần
Tính theo nước mía hỗn hợp (%)
Đường saccharose
12.63
Đường khử
1.44
Protein
0.48
Axit tự do
0.14

Axit kết hợp
0.15
Chất keo
0.41
Chất vô cơ (tro)
0.60
Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 5

Nhóm 3 55TP4

•

2.

Nước
78.15
Ngoài đường saccharose, nước mía hỗn hợp còn có nhiều thành phần khác với các
tính chất lý hóa khác nhau, làm tăng độ hòa tan của đường saccharose, tăng mật
cuối, tăng tổn thất đường trong mật cuối. Trong nước mía còn có vụn mía, khi đun
nóng chúng kết tụ lại. Tất cả những chất không đường đó cần loại ra khỏi nước
mía. Nước mía hỗn hợp có pH từ 5 - 5.5 nên cần được xử lí ngay sau khi ép để
tránh sự chuyển hóa đường saccharose làm tổn thất đường, làm giảm độ tinh khiết
và ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh đường.
Lọc sàng: là quá trình phân riêng hỗn hợp khó lắng không đồng nhất qua lớp lọc.
- Cách tiến hành: dùng lớp lọc có nhiều lỗ để dung dịch có thể chui qua lỗ
nhỏ, bã được giữ lại trên lớp lọc, dung dịch chui qua lớp lọc dưới áp suất dư so với
áp suất bên dưới vật ngăn.
- Mục đích chính: để loại bỏ vụn mía có trong dung dịch
Khi bã mía bị thủy phân sẽ tạo thành chất keo, làm

tăng hàm lượng các chất phi đường trong nước mía,
cản trở quá trình kết tinh, làm giảm hiệu suất thu hồi
đường trong quá trình cô đặc. Vì vậy giai đoạn lọc rất
cần thiết.
- Thiết bị:
+ Máy lọc ống: dùng lọc kiểm tra nước mía
sau lọc ép hoặc lọc mật chè sau bốc hơi. Máy lọc ống
chia làm hai loại: mấy lọc stellar và máy lọc ống sứ.
Máy lọc ống Stellar có thân hình trụ, đáy hình nón,
nắp hình cung. Bên trong thân máy có lắp nhiều ống thăng đứng gọi là ống lọc,
ngoài ống có lớp phủ kizongua hoặc than tính. Nước mía vào máy lọc nhờ áp lực
bơm, đi qua lớp ống lọc (từ ngoài vào trong), nước mía trong chảy ra ở phần trên
của máy. Áp lực lọc phụ thuộc vào chiều dày lớp bùn, có thể tăng 4-5atm. Khi các
máy lọc được bố trí song song và làm việc ở cùng một áp lực nhất định, tốc độ lọc
dần dần giảm xuống thì cần làm sạch máy lọc, rửa, xả cặn và chất trợ lọc. Tốc độ
lọc của nước mía vào khoảng 100l/m2 .ph của mật chè 10l/m2 .ph.
3.
Gia nhiệt lần 1:
- Tiến hành: gia nhiệt cho hỗn hợp nước mía lên tới nhiệt độ 55°C – 60°C.
Không tăng nhiệt độ lên quá cao tránh sự phân hủy đường trong môi trường axit.
- Mục đích chính: thúc đẩy phản ứng tạo kết tủa, giúp tạo thành nhanh chóng
và hoàn toàn các kết tủa CaSO3 và Ca3(PO4)2
Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 6

Nhóm 3 55TP4

•

•

•

Ngoài ra còn có các tác dụng khác như:
+ Làm tăng khả năng hấp thụ SO2 của nước mía.
+ Làm giảm độ nhớt cho hỗn hợp nước mía, tăng hiệu quả lắng lọc
+ Làm mất nước của keo ưa nước, tăng nhanh quá trình ngưng tụ keo
+ Đuổi khí có trong nước mía, giảm sự tạo bọt trong quá trình cô đặc
+ Tiêu diệt vi sinh vật có trong nước mía.
- Thiết bị: sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng
4.
Thông SO2 lần 1:
- Mục đích chính: đưa pH của dung dịch về 3.4 – 3.8, là môi trường axit
nhằm tạo điều kiện để ngưng kết các chất keo, loại bỏ chất không đường protein,
phục vụ cho quá trình tạo kết tủa và làm sạch mía về sau.
- Tiến hành:
+ Không đưa pH xuống thấp hơn: sẽ làm tăng mạnh mẽ sự chuyển hóa đường
dẫn đến tổn thất đường. Đồng thời làm tăng lượng vôi trung hòa về sau gây tăng
lượng tạp chất đưa vào và không kinh tế.
+ Không đưa pH lên cao hơn: sẽ làm đường khử bị phân hủy, khi lượng vô
trung hòa cho vào không đủ tạo ít kết tủa CaSO3 dẫn đến hiệu quả làm sạch không
cao.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thông SO2 lần 1:
+ Nhiệt độ gia nhiệt: Độ hòa tan khí SO2 chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước mía,
nhiệt độ dung dịch càng cao thì độ hòa tan càng thấp. Khi dùng nhiệt độ quá cao
thì sự hấp thụ SO2 khó khăn và sự chuyển hóa đường diễn ra mạnh mẽ. Do đó,
nhiệt độ gia nhiệt chỉ trong phạm vi từ 55°C - 60°C là tối ưu.
+ Cường độ lưu huỳnh:
Trong phương pháp sunfit hóa, sự hấp phụ chủ yếu là do CaSO3. Đối với
một loại nước mía nhất định thì hàm lượng P2O5 không thay đổi. Như vậy chỉ có
nồng độ SO2 có ảnh hưởng đến tính chất của kết tủa. Nếu nồng độ SO2 càng cao,

sự kết tủa càng hoàn toàn, lượng kết tủa CaSO3 càng nhiều thì quá trình lọc kết tủa
càng dễ dàng.
Nếu nồng độ SO2 trong nước mía quá cao sẽ làm cho:
CaSO3 tạo thành Ca(HSO3)2 hòa tan. Khi gặp nhiệt độ cao, Ca(HSO3)2 sẽ phân ly
tạo kết tủa đóng cặn trên thành thiết bị truyền nhiệt và cô đặc, làm kéo dài thời
gian cô đặc, tốn năng lượng cho thiết bị cô đặc.
Trị số pH quá thấp, nước mía có tính axit mạnh, đường sẽ bị chuyển hoá.
Tăng cường lưu huỳnh sẽ không có lợi về mặt kinh tế.

Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 7

Nhóm 3 55TP4

Do đó cần nâng cao cường độ lưu huỳnh thích hợp để đạt hiệu quả làm sạch
tốt và nâng cao hiệu suất thu hồi đường.
- Thiết bị:
+ Thiết bị thông S02 liên tục loại tháp:
Thiết bị thân trụ, bên trong có tấm ngăn. Nước mía đi vào thông qua ống
trên đỉnh thân trụ thiết bị, vào hoa sen và các tấm ngắn có đục lỗ nên nước mía
phân bố đều theo thiết bị. Khí SO2 được thông từ bên dưới thân biết bị lên, đảm
bảo khả năng thông SO2 của nước mía được hiệu xuất cao.Nước mía sau khi đã
thông SO2 tháo ra ống ở đáy thiết bị, ống hình chữ U.Trên đỉnh tháp có gắn thiết bị
giảm áp để thực hiện chân không và làm SO2 hút vào thiết bị, tránh hiện tượng rò
khí trong quá trình hoạt động thiết bị.Trong quá trình hoạt động giữ nước mía
trong tháp thấp tránh hiện tượng tràn bọt.
+ Thiết bị thông SO2 liên tục có bơm tuần hoàn:
Thiết bị tự động cho vôi vào trong thiết bị cho vôi . Từ thiết bị cho vôi, nước mía
được bơm tuần hoàn bơm thông vào SO2 liên tục. Nước mía đưa từ trên thân thiết
bị xối cùng SO2 chuyển động ngược chiều từ đáy thùng.

5.
Trung hòa:
- Mục đích chính: tạo kết tủa CaSO3 và Ca3(PO4)2 theo các phản ứng dưới
đây:
Axit sunfurơ phân ly: H2SO3↔H+ + HSO3HSO3-↔H+ + SO32Ion SO32- phản ứng với ion Ca2+ trong dung dịch:
Ca2+ + SO32-→ CaSO3
Ca2+ + (PO4)3-→ Ca3(PO4)2
Cả hai kết tủa CaSO3 và Ca3(PO4)2 đều là động lực của quá trình làm sạch.
Chúng có tính hấp phụ, có thể hấp phụ các chất không đường: chất màu, kết tủa.
Tuy nhiên lượng CaSO3 nhiều hơn nên là động lực chính, hiệu quả làm sạch cao
hơn.
Ngoài ra việc trung hòa còn có các tác dụng khác như:
+ Đưa pH về môi trường trung tính 6.8 - 7.2, hạn chế sự chuyển hóa đường khử
và phân hủy đường.
+ Làm các chất keo bị ngưng kết tại pH đăng điện.
+ Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật do ion Ca2+ tác động lên nguyên sinh
chất của tế bào vi sinh vật.
- Các yếu tố ảnh hưởng:

Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 8

Nhóm 3 55TP4

•
•
•

+ Lượng vôi cho vào quyết định bởi tính axit của nước mía và nồng độ SO2
trong nước mía (Lượng vôi dùng khoảng 0.2 – 0.3% so với lượng mía ép).

+ Khi cho vôi vào cần đảm bảo chất lượng của vôi, giảm phần tạp chất trong
vôi, vôi hòa tan đều trong nước.
+ Thứ tự cho vôi vào nước mía đóng vai trò quan trọng. Thông SO2 trước cho
vôi sau có ưu điểm:
Trong môi trường acid sự tao kết tủa CaSO3 rắn chắc, lắng tốt, lọc dễ dàng.
Nếu cho ở nhiệt độ cao hiện tượng Phân hủy đường khử không nhiều màu sắc của
nước mía tương đối tốt.
Chỉ số pH của nước mía tương đối thấp có thể loại phần lớn các chất không đường
hưu cơ sau đó cho vôi vào đến pH gần trung tính thì một phần chất keo mới có thể
bị ngưng tụ hoặc là có thể ngung tụ được một phần chất keo.
Tuy nhiên cũng có nhược điểm là nước mía có tính acid mạnh do đó một
phần saccharose chuyển hóa thành glucose và fructose.
- Thiết bị: sử dụng thiết bị cho vôi sơ bộ và cho vôi trung hòa.
6.
Gia nhiệt lần 2:
- Mục đích chính: gia nhiệt cho nước mía đạt nhiệt độ 102°C – 105°C, giảm
độ nhớt, tăng nhanh tốc độ lắng, tiết kiệm thời gian, tăng hiệu quả lắng.
Ngoài ra còn có các tác dụng khác:
+ Loại không khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt.
+ Tăng nhanh các quá trình phản ứng hóa học, giúp tạo thành nhanh chóng các
kết tủa.
+ Tiệt trùng, đề phòng hiện tượng lên men và sự xâm nhập của vi sinh vật vào
nước mía.
- Thiết bị: Sử dụng thiết bị truyền nhiệt:
Nước mía đi vào và ra ở đỉnh thiết bị. Ở nắp trên và nắp dưới có lắp đặt tấm
ngăn, phân chia ống truyền nhiệt thành 12, 14 hoặc 16 lần lên xuống có tác dụng
tăng tốc độ chảy của nước mía trong ống. Ở nắp trên có lỗ thoát khí, đáy thiết bị có
lắp ống thoát nước ngưng tụ.
Nắp trên và nắp dưới nối liền với cần thăng bằng có tác dụng cân bằng trọng
lực. Hơi đi ra ngoài ống, nước mía đi trong ống. Hơi sau khi cấp nhiệt cho nước

mía, ngưng tụ thành nước và thoát ra ở đáy thiết bị.
7.
Lắng:
- Mục đích chính:
+ Tăng năng suất của thiết bị lọc, giảm diện tích lọc.
+Tăng lượng thành phẩm cuối quy trình.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng:
Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 9

Nhóm 3 55TP4

+ Độ lớn của các hạt kết tủa: độ lớn của các hạt kết tủa không đều nhau, hạt lớn
thì lắng nhanh, xuống trước; hạt nhỏ li ti tạo thành dung dịch đục, lắng rất chậm.
+ Nồng độ nước mía: Nồng độ càng cao, độ nhớt càng lớn thì tốc độ lắng càng
giảm.
+ Nhiệt độ: Độ nhớt của nước mía được giảm đi nhờ quá trình đun nóng lần 2
(102°C – 105°C), tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng.
Khi nhiệt độ không ổn định, đột nhiên tăng cao hoặc khi có chấn động hay
bị va chạm thì những bọt khí trên về mặt nước mía bị vỡ ra, những hạt kết tủa
không được hút lại mà bắt đầu chìm xuống, do đó nước mía bị đục trở lại, dù có
tiếp tục lắng đi nữa thì tốc độ lắng cũng rất chậm.
Nhiệt độ còn ảnh hưởng đến sự chuyển động của chất lỏng trong thùng lắng,
nếu nhiệt độ không đều, chỗ nóng chỗ lạnh thì có hiện tượng đối lưu, làm cho kết
tủa không lắng theo chiều thăng đứng mà theo chiều hỗn loạn, điều này làm cho
tốc độ lắng bị chậm lại.
- Cách tiến hành và thiết bị:
Sau khi được gia nhiệt lần hai thì nước mía được đưa vào thiết bị lắng chuẩn
bị cho quá trình lọc tiếp theo.
+ Thiết bị lắng không có cánh khuấy: gồm 4 ngăn, ngăn ở đỉnh là ngăn dự bị có

tác dụng tập trung chất kết tủa và không lấy nước mía trong. Nước mía được đưa
vào đỉnh thiết bị lắng tiếp đó theo ống trung tâm phân phối đến các ngăn có góc
nghiêng là 42-45o để chất kết tủa lắng tập trung xuống đáy dễ dàng và chảy ra
ngoài. Nước mía trong chảy ra ở phần trên cùng của ngăn.
+ Thiết bị lắng có cánh khuấy: gồm 5 ngăn, ngăn trên cùng là ngăn dự bị, ngăn
cuối để cô đặc nước bùn. Trục trung tâm có thể chuyển động, trên trục có lắp cánh
khuấy cùng chuyển động với trục. Tốc độ quay của trục là 6 vòng/phút. Nước mía
theo ống trên đỉnh thiết bị đi vào ngăn dự bị và theo các lỗ trên ống để đi vào ống
trung tâm và các ngăn khác. Nước bùn theo ống khác chuyển xuống ngăn cuối
cùng. Bọt theo đường ống bên phải thiết bị và được đưa đi làm sạch. Bùn đặc được
đưa vào thùng có chứa bơm và được đẩy đến thiết bị lọc chân không. Mặt khác,
nước mía trong sẽ chảy ra thùng chứa và đưa đi xử lý tiếp ở công đoạn sau. Nếu có
một ngăn nước mía chảy ra đục thì van chảy vào thùng chứa sẽ đóng, mở van để
nước mía bơm trở lại thiết bị hoặc xử lý lại.
Để rút ngắn thời gian lắng có thể cải tiến đường ống tháo nước bùn, cải tiến
thiết bị và dùng chất trợ lắng (Soparan AP-30, poliacrilamit, tinh bột biến tính,…)

Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 10

Nhóm 3 55TP4

Sau khi lắng ta sẽ có nước bùn và nước lắng trong. Nước bùn sẽ được đưa vào thiết
bị lọc chân không để loại bỏ bùn ra khỏi nước lọc trong. Tiếp theo, nước lắng trong
và nước lọc trong sẽ được đưa đến công đoạn tiếp theo
8.
Lọc nước bùn:
- Mục đích chính: thu hồi phần đường còn trong nước bùn, tăng lượng nước
mía trong, giúp làm tăng hiệu suất thu hồi đường.
Nếu nước lọc còn đục sẽ gây ra những tác hại sau:

+ Khi xử lí nước lọc ở giai đoạn sau, chất không đường sẽ hòa tan lại, sẽ làm
giảm độ tinh khiết và tăng màu sắc dung dịch.
+ Đóng cặn ở thiết bị cô đặc, giảm hiệu quả cô đặc
+ Tăng tổn thất đường trong mật cuối.
- Thiết bị: có nhiều loại máy lọc: máy lọc khung bản, máy lọc túi, máy lọc
đĩa, máy lọc chân không, máy lọc ống,…
Nhưng hiện nay được sử dụng phổ biến là máy lọc chân không
9.
Đun nóng lần 3:
- Mục đích chính:
+ Làm cho nước mía sôi mạnh trước khi vào nồi bốc hơi. Khi đưa vào nồi bốc
hơi thì nước chè đã sôi và bắt đầu bay hơi giúp giảm được thời gian bốc hơi của
quá trình cô đặc sau đó.
+ Nước mía được đun nóng qua 3 giai đoạn với nhiệt độ nâng cao từ từ để tránh
những chuyển hóa mạnh (thời gian đun nóng càng dài, ở nhiệt độ càng cao đường
dễ bị biến màu) và kích thích tốt cho tác dụng làm sạch.
10.
Cô đặc:
- Mục đích: nước mía được cô đặc để làm bay hơi nước, tạo thành mật chè
có nồng độ 60 – 65Bx để chuẩn bị cho công đoạn nấu đường.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cô đặc:
+Nhiệt độ sôi:
Khi tiến hành quá trình cô đặc, người ta đun nóng nước mía đến nhiệt độ sôi.
Nước trong sản phẩm bốc hơi cho đến khi nồng độ chất khô đạt đến nồng độ yêu
cầu thì ngừng quá trình cô đặc và cho sản phẩm ra khỏi thiết bị.
Khi áp suất hơi trên bề mặt càng thấp thì nhiệt độ sôi của sản phẩm càng
thấp. Vì vậy việc tạo độ chân không trong thiết bị cô đặc sẽ giảm được nhiệt độ sôi
của sản phẩm.
Khi nồng độ chất khô trong sản phẩm càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao.
Trong quá trình cô đặc, nồng độ chất khô tăng dân nên nhiệt độ sôi của sản phầm

cũng tăng dần.
Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 11

Nhóm 3 55TP4

Nhiệt độ sôi thấp thì tính chất của nước mía ít bị thay đổi, giữ được màu sắc.
Nhiệt độ sôi thấp còn làm giảm tốc độ ăn mòn và kéo dài thời gian bền của vật liệu
làm thiết bị cô đặc.
+ Thời gian cô đặc:
Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường
độ bốc hơi của sản phẩm. Các thiết bị cho nguyên liệu vào, sản phẩm ra liên tục thì
thời gian cô đặc của sản phẩm trong thiết bị càng ngắn.
+ Cường độ bốc hơi: phụ thuộc vào cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi nóng và
sản phẩm bốc hơi. Cường độ trao đổi nhiệt được đặc trưng bằng hệ số truyền nhiệt
của quá trình cô đặc. Hệ số truyền nhiệt càng lớn thì cường độ bốc hơi càng cao.
- Thiết bị cô đặc: có nhiều loại thiết bị cô đặc khác nhau, nhưng đều có
phòng đốt, phòng bốc hơi, thiết bị thu hồi đường, ống nước mía chảy vào, ống
thoát khí không ngưng, ống thoát nước ngưng tụ,…
Thường dùng là thiết bị cô đặc ống chùm thăng đứng:
Thiết bị cô đặc ống chùm được dùng phổ biến trong nhà máy đường. Diện
tích đốt gồm những ống truyền nhiệt thăng đứng. Hơi đốt đi vào bộ phận đó là
phòng đốt. Nước mía đi trong ống truyền nhiệt, hơi đi ngoài ống. Sau khi cấp
nhiệt, hơi ngưng tụ thành nước, tháo ra ở đáy phòng đốt, khí không ngưng thoát ra
ở phần trên pòng đốt. Ở giữa diện tích đốt có ống tuần hoàn (đường kính 250 500mm). Do sự chênh lệch nhiệt độ giữa ống tuần hoàn và ống truyền nhiệt tạo
nên đối lưu trong thiết bị.
Tất cả các loại thiết bị bốc hơi đều làm việc liên tục, nước mía trong không
ngừng chảy vào thiết bị, mật chè chảy ra liên tục. Hơi thứ ở phòng bốc hơi, sau khi
đi qua bộ phận thu hồi đường, theo ống hơi đi cung cấp cho các bộ phận khác, hoặc
đi vào thiết bị ngưng tụ (hiệu cuối), còn nước đường thu hồi chảy trở về cho thiết

bị. Trên thân thiết bị lắp kính nhìn để xem mức dung dịch trong thiêt bị, ngoài ra
còn áp kế, nhiệt kế,..bộ phận kính dùng xem mức dung dịch rất quan trọng vì năng
suất bốc hơi phụ thuộc chiều cao mức dung dịch trong thiết bị. Mức nước trong
ống thủy tinh nên duy trì thấp một ít nhưng phải đảm bảo mức dung dịch trong
thiết bị cao hơn bề mặt đốt. Độ cao rong ống thủy tinh cần đạt khoảng 1/3 độ cao
của ống truền nhiệt. Lúc dung dịch đường ít, phần trên bề mặt đốt không bị ngập,
sẽ có tác hại giảm hiệu năng bốc hơi và tạo thành caramen. Nếu mức dung dịch
đường trong ống quá cao sẽ giảm tốc độ tuần hoàn đẫn đến sự truyền nhiệt tốt,
cũng ảnh hưởng đến năng suất bốc hơi.

Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 12

Nhóm 3 55TP4

Thiết bị cô đặc tuần hoàn đơn:
Thiết bị này được dùng phổ biến trong các nhà máy đường (nhà máy Vạn
Điềm). Về cấu tạo tương tự loại trên nhưng ống truyền nhiệt tương đối dài.
Ở phía trên ống tuần hoàn có lắp chiếc phểu hình thang để hứng dung dịch
đường vào ống và tháo dung dịch đường ra, tạo điều kiện cho phần lớn dung dich
chỉ đi ra ống truyền nhiệt một lần.
Khi có một phần dung dịch đường không thóat ra kịp vào hiệu sau thì giữa
ống tuần hoàn và ống tthaos dung dịch còn có khoảng trống để dung dịch đường
trở lại theo ống tuần hoàn.
Thiết bị cô đặc tuần hoàn đơn.
11. Thông SO2 lần 2:
- Mục đích chính: S02 ngăn ngừa sự tạo thành chất màu , khử chất màu thành
chất lỏng không màu.
Sự tẩy màu được thể hiện qua các phản ứng sau:
+ Khi cho SO2 vào mật chè, các nối đôi trong phân tử chất màu sẽ bị khử:

Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 13

Nhóm 3 55TP4

Trước hết tác nhân khử phản ứng với nước tạo thành hydro, rồi hydro kết
hợp với các phân tử chất màu để biến chất màu thành chất không màu.

Thông SO2 có tác dụng khử ion Fe2+, Fe3+, Cu2+. Khă năng ngăn ngừa sinh
màu của SO2 bằng cách bao vây nhóm cacbonyl được biểu diễn theo sơ đồ:

Ngoài ra còn có các tác dụng khác:
+ Trung hòa lượng vôi dư trong nước mía , hòa tan muối canxi sunfit kết tủa
+ Giảm độ nhớt của mật chè có lợi cho khâu nấu đường , kết tinh và phân ly.
+ Thông S02 lần thứ hai đến pH = 6.2 - 6.6, nhiệt độ thông S02 : 85-900C nhưng
nhiệt độ này phụ thuộc vào nhiệt độ của nồi bốc hơi cuối , thông S02 càng nhanh
càng tốt để tránh hiện tượng chuyển hóa.
12. Lọc kiểm tra:
Trong quá trình lắng còn một số chất lơ lửng hoặc một số kết tủa tạo ra khi
sunfit hóa lần 2 nên cần phải lọc để loại bỏ các thành phần này.

Ưu, nhược điểm của phương pháp sunfit hóa axit:

III.
1.

2.

Ưu điểm:

- Tiêu hao hóa chất vôi, lưu huỳnh tương đối ít.
- Sơ đồ công nghệ và thiết bị tương đối đơn giản, vốn đầu tư ít.
- Được dùng rộng rãi trong sản xuất đường trắng.
- Hiệu quả làm sạch tốt.
Khuyết điểm:
Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 14

Nhóm 3 55TP4

- Loại chất không đường ít, sự chênh lệch độ tinh khiết của nước mía trước
và sau làm sạch thấp, thậm chí đôi khi có trị số âm ( tức là sau khi làm sạch, chất
không đường tăng lên).
- Hàm lượng canxi trong nước mía tương đối nhiều, ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sự đóng cặn trong thiết bị bốc hơi, ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi
đường.
- Khi gặp loại mía xấu, sâu bệnh khó làm sạch, thì không thể cho hiệu quả
làm sạch ổn định nên phẩm chất đường thành phẩm không tốt. Trong quá trình bảo
quản, đường dễ bị biến màu do oxy của không khí.
- Trong quá trình thao tác đường sacaroza chuyển hóa tương đối lớn, đường
khử bị phân hủy, tổn tổn thất đường trong bùn lọc cao.
IV.

Kết luận:
Hiện nay chất lượng đường chưa đáp ứng được cho nhu cầu xã hội một cách
tốt nhất, chất lượng đường đôi khi chưa được đảm bảo. Vì vậy việc tăng chất lượng
sản phẩm, tăng năng suất là việc cần thiết. Để nâng cao chất lượng cho sản phẩm
thì quá trình làm sạch nước mía là công đoạn không thể thiếu trong quá trình sản
xuất đường. Phương pháp sunfit hóa axit là phương pháp truyền thống tạo ra sản
phẩm đường có chất lượng cao, là phương pháp được sử dụng rộng rãi và có vai

trò rất quan trọng trong công nghệ làm sạch đường mía nói riêng và công nghệ sản
xuất đường ở Việt Nam nói chung.

Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóaPage 15

làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóa

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về