Đồ án Thiết kế nhà máy đường sản xuất đường RS theo phương pháp hiện đại năng suất 4500 tấn mía một ngày

Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

MỞ ĐẦU
Từ xưa đến nay, trải qua hàng triệu năm phát triển nhu cầu của con người ngày
càng được nâng cao, trong đó nhu cầu dinh dưỡng được chú ý rất nhiều. Trong các
ngành sản xuất thực phẩm, công nghiệp sản xuất đường rất quan trọng, nó đóng vai trò
chủ đạo vì đường là nguyên liệu của rất nhiều loại thực phẩm khác nhau: bánh kẹo,
chế biến các sản phẩm từ sữa, nước giải khát, trong công nghiệp dược. [6 tr3]
Nước ta thuộc khu vực nhiệt đói gió mùa nên thích hợp với việc trồng và phát
triển cây mía. Theo hiệp hội mía đường Việt Nam, vụ mía đường 2008-2009, cả nước
sản xuất 915 nghìn tấn đường công nghiệp và 100 nghìn tấn đường thủ công. Thời
gian vừa qua giá đường liên tục tăng và giữ ở mức cao, trong khi giá phân bón giảm,
bên cạnh đó là các nguồn vốn kích cầu của chính phủ khiến nông dân thêm phấn khởi
và động viên các nhà máy đường.

[16]

Từ những phân tích trên cho thấy việc xây dựng một nhà máy đường mới, áp
dụng công nghệ hiện đại, dự tính hợp lý về vùng mía nguyên liệu thì giá trị sử dụng
của nhà máy sẽ hiệu quả hơn, góp phần giải quyết được vấn đề về số lượng và chất
lượng đường, đồng thời giải quyết được vấn đề việc làm cho người dân. Như vậy, vấn
đề thiết kế một nhà máy đường hiện đại là yêu cầu có tính khả thi cao.
Để đáp ứng yêu cầu đó, việc xây dựng nhà máy đường sản xuất đường RS theo
phương pháp hiện đại năng suất 4500 tấn mía/ngày là phù hợp tình hình hiện tại của
Việt Nam.

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:1-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

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. Do vậy, việc xây dựng một nhà máy
đường mới là rất cần thiết để góp phần giải quyết vấn đề thiếu hụt đường hiện nay.
Quảng Trị là một trong những tỉnh đang phát triển về công nghiệp và nông nghiệp.
Tỉnh có nhiều điều kiện về vị trí địa lý và vùng khi hậu nóng ẩm, thích hợp cho cây
mía phát triển, nhưng trên địa bàn tỉnh vẫn chưa có một nhà máy đường nào. Khảo sát
tình hình thực tế cho thấy xã Ái Tử, huyên Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị có điều kiện
tự nhiên và xã hội rất thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy đường.
1.1. Đặc điểm tự nhiên:
Thị trấn Ái Tử là trung tâm KT-VHXH của huyện Triệu Phong cách thị xã Đông Hà 7
Km về phía Bắc thị xã Quảng Trị 6 Km về phía Nam, có quốc lộ 1A và đường sắt Bắc Nam đi
qua, có đường vận tải đường sông nối với cảng Cửa Việt và các tuyến giao thông quan trọng,
có điều kiện khá về cơ sở hạ tầng, phía Nam giáp tỉnh Thừa Thiên Huế, phía Tây gần

nước bạn Lào, Bắc giáp tỉnh Quảng Bình. Do vậy, vùng nguyên liệu cung cấp nhà máy
trong một phạm vi rộng lớn, có thể đảm bảo số lượng và chất lượng mía cung cấp cho
các nhà máy.
Hướng gió chính Tây Bắc.
Nhiệt độ trung bình 30oC. Độ ẩm trung bình 80-90% [20]
1.2. Vùng nguyên liệu
Nguyên liệu được cung cấp từ các xã trong huyện, tỉnh Thừa Thiên Huế, tỉnh

Quảng Bình, tỉnh Nghệ An, ngoài ra còn có thể nhập khẩu từ Lào. Với vùng nguyên
liệu như vậy sẽ đủ cung cấp cho nhà máy.
Khoảng cách từ các vùng nguyên liệu đến nhà máy không lớn lắm, do đó quá
trình vận chuyển nguyên liệu về nhà máy dễ dàng. Vận chuyển chủ yếu bằng đường
bộ, ngoài ra cũng có thể vận chuyển bằng đường sắt hoặc đường sông đều thuận lợi.
1.3. Hợp tác hóa
Nhà máy có thể hợp tác hóa và liên kết với các nhà máy lân cận như nhà máy
rượu Xika (km700, Quốc lộ 1A) trên địa bàn tỉnh nhà, đồng thời có thể hợp tác với các
nhà máy ở tỉnh Thừa Thiên Huế như nhà máy rượu Sakê, nhà máy nước khoáng Thanh
Tân, nhà máy bánh kẹo, nhà máy sữa chua, nhà máy Bia Huế.
SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:2-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

Sản phẩm đường và chế phẩm của nó có thể được tiêu thụ nhanh chóng do tính
chất gắn bó giữa các nhà máy nên giải quyết được đầu ra cho sản phẩm.
1.4. Nguồn cung cấp điện
Mạng lưới điện quốc gia 500kV hạ thế xuống 220V/380V do sở điện lực Quảng
Trị cấp.
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

quá trình: 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. 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.
Dùng dầu bôi trơn để bôi trơn thiết bị trong sản xuất
1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước
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 Thạch Hãn. 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.
Nhà máy sử dụng nguồn nước phụ do các nhà máy nước cung cấp đã qua giai
đoạn lắng lọc và khử trùng.
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.
Khí thải nhiều bụi, khói từ lò hơi, lò sấy cần được tách bụi bằng xiclon rồi mới
thải ra môi trường
1.9. Giao thông vận tải
SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:3-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

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.
Vận chuyển bằng đường bộ, nhà máy gần quốc lộ 1A và xung quanh có một hệ
thống đường liên thôn liên xã khá tốt sẽ là lợi thế để giảm chi phí vận chuyển, lưu
thông hoạt động 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 4500 tấn mía/ngày.
Khả năng tiêu thụ được lượng đường do nhà máy sản xuất ra là rất lớn do nhà
máy nằm ở vị trí rất tốt, phía Nam giáp Thừa Thiên Huế và Đà Nẵng, phía Bắc giáp
Quảng Bình, đều là những tỉnh không có nhà máy đường.
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 chung
là phải đảm bảo vận hành nhà máy ổn định, có thể giải quyết khắc phục khi có sự cố
xảy ra.
Kết luận:
Việc thiết kế xây dựng nhà máy đường nâng suất 4500 tấn mía/ ngày tại tỉnh
Quảng Trị là cần thiết và hợp lí với nhu cầu sử dụng và tình hình kinh tế của khu vực.

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:4-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

Chương 2.

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU

2.1. Nguồn gốc cây mía
Cây mía có nguồn gốc từ Ấn Độ. Cây mía xuất hiện từ một loại 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.
Ở nước ta mía được trồng từ miền Bắc tới miền Nam.
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, là 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. [6 tr9]

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:5-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

2.2. Thành phần hóa học trong cây mía
Thành phần

%

[3-tr11]
2.3. Tính chất lý

Đường
Sacaroza

12,5

hóa

Glucoza

0,9

sacaroza:

Fructoza

0,6

của

Xơ
Xen luloza

5,5

Pentozan

2,0

Chất keo

0,5

Linhin

2,0

Chất chứa Nitơ
Anbumin

0,12

Amit

0,07

Axit

0,21

NH3

Có vết

Xantin

Có vết

Chất vô cơ
SiO2

0,25

K2 O

0,12

Na2O

0,01

CaO

0,02

MgO

0,01

Fe2O3

Có vết

P2O5

0,07

SO3

0,02

Cl
Nước
Tổng cộng

Có vết
74
100

Sacaroza là một disaccarit, công thức phân tử là C 12H22O11, trọng lượng phân tử
là 342,3.
Saccaroza được cấu tạo từ 2 đường đơn là α,d-glucoza và β,d-fructoza. Công
SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:6-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

thứ cấu tạo của sacaroza được biểu diễn như sau:
2.3.1. Tính chất lý học
của saccaroza:
Tinh thể đường
saccaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu, có tỷ trọng 1,5878, nhiệt độ nóng
chảy 186-188oC. [3 tr12]
Nếu ta đưa từ từ đến nhiệt độ nóng chảy, đường biến thành một dạng sệt trong
suốt. Nếu kéo dài thời gian đun hoặc nhiệt độ đun, đường sẽ mất nước rồi bị phân hủy
và biến thành caramen.
Độ hòa tan: Đường rất dễ tan trong nước. Độ hòa tan tăng theo nhiệt độ.
Độ hòa tan của đường còn phụ thuộc vào các chất không đường có trong dung
dịch đường.
Độ nhớt: độ nhớt của dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ va giảm
theo chiều tăng nhiệt độ.
Nhiệt dung riêng của đường tính theo công thức:
C = 4,18( 0,2387 + 0,00173t) kj/kg độ. [3 tr13]
Trong đó t là nhiệt độ.
Độ quay cực: dung dịch đường có tính quay phải. Độ quay cực riêng của
saccaroza rất ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ. Do đó, rất thuận tiện cho việc xác
định đường bằng phương pháp phân cực.
[α]D20 =66,496 +0,00870c – 0,000235c2
Trong đó c : nồng độ saccaroza trong 100ml
2.3.2. Tính chất hóa học của saccaroza

Tác dụng của axit:
Dưới tác dụng của axit saccaroza bị thủy phân thành glucoza và fructoza theo
phản ứng :
C12H22O11 + H2O

H+

C6H12O6 + C6H12O6

Saccaroza

Glucoza

Fructoza

+66,5o

+52,5 o

-93o

Hỗn hợp glucoza và fructoza có góc quay trái ngược với góc quay phải của
saccaroza, do đó phản ứng trên được gọi là phản ứng nghịch đảo và hỗn hợp đó gọi là
SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:7-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

đường nghịch đảo. [3 tr14]
Tác dụng của kiềm:
Phân tử saccaroza không có nhóm hydroxyl gluczit nên không có tính khử.
Saccaroza có tính chất như một axit yếu, kết hợp với kiềm (vôi) tạo thành saccarat, với
CaO tạo thành canxi-monosaccarat, canxi-disaccarat, canxi-triasaccarat .
Hai dạng monocanxi và dicanxi dễ hòa tan trong nước, trong khi đó tricanxi rất
ít hòa tan trong nước nên được ứng dụng lấy đường ra khỏi rỉ đường củ cải.
Ở môi trường kiềm loãng và dung dịch đường lạnh, hầu như không có tác dụng gì.
Nếu kiềm đậm đặc, dù ở nhiệt độ thấp đường cũng bị phân giải.
Ở pH từ 8 đến 9 và đun nóng trong một thời gian dài, saccaroza bị phân hủy tạo
ra các axit và các chất màu.v.v.v… Tốc độ phân hủy tăng theo độ pH. Ở nhiệt độ sôi
( trong 1 giờ) và pH =8-9, saccaroza chỉ bị phân hủy 0,05%. Nếu cùng nhiệt độ nhưng
với pH = 12 thì sự phân hủy đó tăng 0,5%.
Sự phân hủy và tạo thành các sản phẩm có màu thường do các phản ứng sau:
C12H22011

-H20

C12H20O10

-H20

C12H18O9

-2H2O

Saccaroza

Izosaccaran

Caramenlan

( không màu)

( không màu)

(màu đậm)

C36H48O24

-H20

-H20

C96H102O50

Caramelin

C36H50O25

-H2O

Caramelan

(C12H8O4)n hoặc (C3H2O)x
Humin

Chất màu caramen được coi như là hợp chất humin. Đó là sự polyme hóa ở mức
độ khác nhau của β- andehit.[3 tr15]
Tác dụng của enzim:
Dưới tác dụng của enzim invertaza, saccaroza bi chuyển thành glucoza và
fructoza. Sau đó, dưới tác dụng của phức hệ enzim, glucoza và fructoza sẽ chuyển
thành rượu và CO2
C6H12O6

Chương 3

enzim

2C2H5OH + CO2

CHỌN VÀ THUYẾT MINH

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:8-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

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 pương pháp công nghệ thích hợp
với sản phẩm đầu ra và phù hợp với điều kiên thực tế của quá trình sản xuất.
3.1.1. Công đoạn 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.



Khuếch tán.

a) 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.
-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.
+ Tổng hiệu suất thu hồi đường thấp. [3 tr35]
b) Phương pháp khuếch tán:

Ở nhà máy đường, khuếch tán là phương pháp trong đó những tế bào của củ cải
đường hay mía ngâm vào trong nước hay trong một dung dịch có nồng độ đường
thấp hơn nồng độ đường của củ cải hay mía, nhường lại cho nước hay dung dịch đó
một phần hay tổng lượng đường có trong đó.
-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.
SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:9-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

+ Vốn đầu tư thấp hơn.
+ Tiết kiệm lao động, điện, nhiệt.
-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 tr35]
Trong hai phương pháp trên thì phương pháp khuếch tán có nhiều ưu điểm hơn,
nhưng trong điều kiện các nhà máy đường của nước ta hiện nay thì phương pháp ép
phù hợp hơn do dễ vận hành, phù hợp với trình độ của công nhân. Vì vậy, ta chọn
phương pháp ép để lấy nước mía.
3.1.2. Công đoạn 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 ba phương pháp chính để làm sạch nước mía, đó là phương pháp vôi,
phương pháp sunfit hóa và phương pháp cacbonat hóa.
Phương pháp vôi chỉ phù hợp để sản xuất đường thô, chất lượng đường không
cao, hiệu suất thu hồi thấp nên ta không sử dụng
Phương pháp cabonat hóa tuy cho sản phẩm chất lượng tốt, hiêu suất thu hồi
cao nhưng quy trình công nghệ phức tạp, tốn kém, yêu cầu kỹ thuật cao nên chỉ phù
hợp để sản xuất đường RE, không có giá trị kinh tế khi sản xuất đường RS.
Phương pháp sunfit hóa là phương pháp tốt và hiệu quả nhất để sản xuất đường
RS. Phương pháp này có những tính chất ưu việt như tiêu hao hóa chất tương đối ít,
quy trình và thiết bị tương đối đơn giản, dễ vận hành, vốn đầu tư thấp nhưng cho chất
lượng đường khá tốt.
Vì vậy, ta chọn làm sạch nước mía theo phương pháp sunfit hóa.
3.1.2. Công đoạn nấu đường:
Nhiệm vụ của nấu đường là tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến quá bão
hòa. Sản phẩm nhận được sau khi nấu gọi là đường non, gồm tinh thể đường và mật cái.
Có hai phương pháp nấu đường là nấu gián đoạn và nấu liên tục.
Nấu liên tục: có thể dùng cho đường thô và đường trắng, tăng năng suất lên đến
25% do thời gian nấu ngắn, an toàn về hơi, tổn thất đường thấp, dễ tự động hóa nồi
nấu, tiết kiệm công nhân, thao tác không cần công nhân có tay nghề cao, các chỉ tiêu
SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:10-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

kỹ thuật như áp suất, nhiệt độ, lượng hơi… khống chế đều, không xãy ra sự thay đổi
đột ngột. Tuy vậy, nấu liên tục vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi do có những hạn chế
sau: thiêt bị phức tạp, thao tác khó, đòi hỏi các thiết bị, dụng cụ kiểm tra thao tác đồng
bộ, chất lượng đường chưa được tốt. Để áp dụng hệ thống nấu liên tục cần: tốc độ cho
nguyên liệu phải ổn định, tốc độ cho nhân tinh thể phải được tính toán chi tiết, thiết lập
được tỷ lệ giữa kích thước tinh thể giống và kích thước tinh thể của sản phẩm. [6
tr250]
Nấu gián đoạn: Khác với phương pháp nấu liên tục, phương pháp nấu gián
đoạn chỉ cần thiết bị đơn giản, dễ khống chế, dễ thao tác, chỉ cần công nhân có trình độ
Mía nguyên liệu

vừa phải và có kinh nghiệm là thao tác được.[6 tr 250]
Phương pháp nấu gián đoạn tuy có một số nhược điểm nhưng em vẫn chọn vì
Máy băm 1

nó phù hợp với điều kiện của nước ta.
Chọn chế độ nấu đường:

Máy băm 2

Mục đích của chế độ nấu đường: bảo đảm chất lượng đường thành phẩm, tăng
hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất, cân bằng nguyên liệu và bán thành phẩm.
Máy đánh tơi

Cơ sở đặt chế độ nấu đường: dựa vào độ tinh khiết mật chè sau khi làm sạch,
dựa vào yêu cầu chất lượng sản phẩm, dựa vào trình độ thao tác của công nhân và tình
Nước thẩm thấu

Máy ép

hình thiết bị.

Băng tải bã

Đốt lò

Trong sản xuất đường hiện nay, người ta thường sử dụng các chế độ nấu đường:
Lọc sàng cong

nấu 2 hệ, 3 hệ, 4 hệ. Đối với chế độ nấu 2 hệ, thường áp dụng cho nấu đường thô và
mật chè có độ tinh khiết thấp, lượng đường trong mật cuối cao gây tổn thất. Chế độ
Nước mía hổn hợp (pH = 5 - 5,5)

nấu 4 hệ giảm được tổn thất đường nhưng dây chuyền công nghệ phức tạp, tốn nhiều
thiết bị nấu. Ở đây ta chọn chế độ nấu 3 hệ là phù hợp nhất vì AP >80%, giảm tổn thất
Cân định lượng

đường và thiết bị cũng không quá phức tạp.
Kết luận:

Ca(OH)2

Gia vôi sơ bộ ( pH = 6,2 – 6,6)

Sử dụng phương pháp nấu gián đoạn và chọn chế độ nấu 3 hệ là phù hợp với
nhà máy nhất.

SO2

Gia nhiệt lần 1 ( to =55o – 600C)

Thông SO2 lần 1 (pH = 3,4 - 3,8)

Gia vôi trung hòa (pH=6,8-7,2)
Quy trình công nghệ sản xuất đường RS theo phương pháp sunfit hóa axit tính

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:11-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

Ca(OH)2

Gia nhiệt lần 2(to =102- 105o)

Thiết bị lắng

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:12-

Nước bùn

Lọc chân không

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

Nước mía trong

Nước lọc trong

Gia nhiệt lần 3
(110 – 1150C)
Cô đặc
SO2

Thông SO2 lần
2 (pH = 6,2 –
6,6)
Lọc kiểm tra
Mật chè

Cát A

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

Loãng A

Nguyên
A

Cát B

Mật
B

Nấu giống B, C
Sàng
rung

Máy sấy

Cát C

Mật
C

Hồ dung nấu
non A

Băng tải làm
nguội

Sàng phân loại

Thành phẩm

Xilo chứa

Bảo quản

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:13-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

3.3. Thuyết minh dây chuyền công nghệ:
3.3.1. Lấy nước mía:
3.3.1.1. Vận chuyển và cấp mía vào máy ép:
Mía được vận chuyển bằng đường thủy, đường bộ hoặc đường sắt tới nhà mấy,
tập kết ở bãi trong nhà máy. Có thể sử dụng các phương tiện cần cẩu, cầu cẩu, máy
cào, băng chuyền… để đưa dần mía từ bãi vào ép.
3.3.1.2. Xử lý cây mía trước khi ép:
Mục đích: xử lý cây mía trước khi vào ép để tạo điều kiện ép mía dễ dàng, nâng
cao năng suất và hiệu suất ép mía.
Thiết bị xử lý sơ bộ gồm 2 máy băm và một máy đánh tơi.
1. Máy băm:
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.
Máy băm có những tác dụng sau:
San mía thành lớp dày đồng đều, mía dễ dàng được kéo vào máy ép, không bị
trượt, nghẹn.
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.
2. 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, người ta

sử dụng máy đánh tơi để giải quyết vấn đề này. Có hai kiểu máy đánh tơi là máy đánh
tơi kiểu búa và máy đánh tơi kiểu đĩa.

Hình 3.2. Máy đập tơi kiểu búa [6-tr12]
2.3.1.3.

Ép mía:

Mục đích: lấy kiệt nước mía có trong mía đến mức tối đa cho phép.
Sơ đồ hệ thống ép mía và chế độ thẩm thấu:
SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:14-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG
Nước nóng

Mía vào
Bã

Nước mía hỗn hợp

Hình 3.3. Hệ thống máy ép mía
(21 )

Hình 3.4. Máy ép

3.3.2. Làm sạch và cô đặc nước mía.
3.3.2.1. Gia vôi sơ bộ.
Mục đích của việc gia vôi sơ bộ là: Làm trung hoà các axít hữu cơ và vô cơ, tạo nhũng
điểm đẳng điện để ngưng kết các chất keo, khi các chất keo lắng xuống chúng sẽ kéo theo
÷
những chất lơ lững và nhưng chất không đường khác cùng lắng xuống, làm trơ phản ứng axit
của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự chuyển hoá đường saccaroza, kết tủa hoặc đông tụ các
chất không đường, phân hủy một số chất không đường, đặc biệt là đường chuyển hoá, amit.
Với độ kiềm có thể đạt đến 0,35% CaO có tác dụng diệt trùng ngăn ngừa sự phát triển của vi
sinh vật. Thiết bị gia vôi sơ bộ là thiết bị hình trụ có lắp mô tơ và cánh khuấy. Tại thiết bị này
nước mía được trộn đều với sữa vôi. Nồng độ sữa vôi khoảng 8§10 Be. Liều lượng sữa vôi
khoảng 20% tổng lượng sữa vôi. Có thể bổ sung P2O5 dưới dạng dung dịch H3PO4; sau đó
nước mía được bơm đi gia nhiệt lần 1.
3.3.2.2. Đun nóng lần một.

Mục

÷
đích của việc đun nóng lần một: Nâng nhiệt độ nước mía hỗn hợp lên 50§ 600C. Việc nâng

nhiệt độ này có tác dụng tách một phần không khí giảm sự tạo bọt, ngưng kết keo, tăng cường
vận tốc các phản ứng hoá học và hạn chế sự phát triển của các vi sinh vật. Dùng thiết bị gia
nhiệt ống chùm. với thiết bị này nước mía đi vào và ra ở đỉnh thiết bị. Thông qua thành ống
tiến hành quá trình trao đổi nhiệt để nước mía hỗn hợp đạt được nhiệt độ quy định. Ở nắp trên
và nắp dưới các thiết bị có lắp các tấm ngăn, phân chia các ống gia nhiệt 14 đến 18 lần lên
xuống sự phân chia đó có tác dụng tăng tốc độ chảy của nước mía trong ống có tác dụng giảm
sự tạo cặn.

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:15-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG
Hình 3.20. Thiết bị sấy thùng quay

3.4.4.2. Sàng phân loại.
Sàng phân loại nhằm đảm bảo kích thước hạt đường theo tiêu chuẩn thành phẩm và đồng đều hơn.

3.4.4.2. Cân - Đóng bao - Bảo quản.
Mục đích phân phối lượng đường cho từng bao, tạo điều kiên thuận lợi cho quá
trình vận chuyển, bảo quản, buôn bán. Quá trình được thực hiện trên cân tự động 50
kg/bao. Bảo quản đường trong kho khô ráo.

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:16-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

3.5. Chỉ tiêu chất lượng đường RS thành phẩm.
Bảng 3.1: Các chỉ tiêu cảm quan [3 tr8]
Chỉ tiêu

Yêu cầu

Ngoại

Hạng A
Hạng B
Tinh thể màu trắng, kích thước đồng đều, tơi khô, không vón

hình
Mùi, vị

Màu sắc

cục
Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt
không có vị lạ
Tinh thể màu trắng. Khi

Tinh thể màu trắng ngà đến trắng.

pha vào nước cất dung

Khi pha vào nước cất cho dung dịch

dịch trong

tương đối trong

Bảng 3.2: Các chỉ tiêu lý hóa [3 tr8]
Tên chỉ tiêu
1. Độ Pol, không nhỏ hơn
2. Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m),
không lớn hơn
3. Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn
hơn
4. Sự giảm khối lượng khi sấy ở 1050C trong 3h,
% khối lượng (m/m), không lớn hơn

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:17-

Mức
Hạng A
Hạng B
99,7
99,5
0,1

0,15

0,07

0,1

0,06

0,07

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

Chương 4:

CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Số liệu ban đầu (đề bài cho):
+Hàm lượng đường sacaroza:

12,14%

+Chất không đường:

3,18%

+Thành phần xơ:

10,72%

+Nước trong mía:

73,96%

Một số thông số khác:
+GP bã:

77,23%

+Hiệu suất ép:

97,04%

+Nước thẩm thấu:

25%

+Ðộ ẩm bã:

49,36%

4.1. Công đoạn ép:
Cơ sở tính toán cho 100 tấn mía.

4.1.1. Thành phần mía:
1. Khối lượng đường trong mía
= 100 x % sacaroza trong mía
= 100 x 12,14% = 12,14 (tấn)
2. Khối lượng chất xơ trong mía
= 100 x % chất xơ
= 100 x 10,72% = 10,72 (tấn)
3. Khối lượng chất không đường trong mía

=100 x % chất không đường
=100 x 3,18% = 3,18 (tấn)
4. Khối lượng nước trong trong mía
=100 x % nước trong mía
= 100 x 73,96% = 73,96(tấn)
5. Khối lượng nước thẩm thấu
= 100 x % nước thẩm thấu
= 100 x 25% = 25( tấn )
6. Khối lượng đường ép được từ mía
= Khối lượng đường trong mía x hiệu suất ép
= 12,14 x 97,04% = 11,78(tấn)
7. Khối lượng chất tan trong mía
= Khối lượng đường trong mía + Khối lượng chất không đường trong mía
= 12,14 + 3,18 = 15,32 (tấn)
8. Phần trăm chất tan trong cây mía

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:18-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

= §x 100 = 15,32 %

15,32

ρ tấn/m3 (11-Tr58)
Với Bx = 15,32%, ta có § = 1,06242 100
9. Thể tích nước mía
= § (m3)
73,96
= 69,61
1,06242
4.1.2. Bã mía.
1. KL đường trong bã
= KL đường của mía x (100-hiệu suất ép)/100
100 − 97,04
100

= 12,14 x§ = 0,359 (tấn)
2. KL chất khô của bã

359 ng cuía baî
khäúi læåüng0,âæåì
77t,23
âäü tinh khiãú
næåïc eïp cuäúi

= §x100 = §x100 =
0,465 (tấn)

(Do độ tinh khiết nước ép cuối gần bằng độ tinh khiết bã)
3.Khối lượng bã
= [(khối lượng xơ + KL chất khô của × bã )/(100 - độ ẩm bã)]§100
=§x100 = 22,09(tấn)
10,72 + 0,465

100 − 49,36 4.1.3. Nước thẩm thấu
K.lượng nước thẩm thấu cho 100 tấn mía
= 100 x % nước thẩm thấu
= 100 x 25% = 25 (tấn)
4.1.4. Nước mía hổn hợp (NMHH).
1. Khối lượng NMHH
= Khối lượng mía ép + Khối lượng nước thẩm thấu - Khối lượng bã

= 100 + 25 – 22,09 = 102,91 (tấn)
2. Khối lượng đường trong NMHH
= Khối lượng đường mía- Khối lượng đường trong bã
= 12,14 - 0,359 = 11,78 (tấn)
3. Khối lượng chất khô trong NMHH
= Khối lượng chất khô trong mía - Khối lượng chất khô trong bã
= 15,32 - 0,465 = 14,86(tấn)

4. % đường trong NMHH
x 100 = § x 100 =
,78 c mêa häùn håüp =§
Kl âæåìng trong11næåï
kl næåïc102
mêa,91häùn håüp
11,45(%)

5. Nồng độ chất khô nước mía hỗn hợp (Bx)
14,86
Kl cháút khä næåï
c mêa häùn håüp
102
,

91
Kl næåïc mêa häùn håüp
SVTH: Trần Thanh Tường
-Trang:19GVHD: Trương Thị Minh Hạnh
=§


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

x 100
Với Bx = 14,44, §=1,05861 tấn/m3 ở

= § x 100 = 14,44%
ρ 20oC (11-Tr58)

6. Thể tích nước mía hỗn hợp
,91häùn håüp
Kl næåïc102
mêa
1,05861
tyí
troüng

= § = § = 97,21 (m3)
7. Ðộ tinh khiết NMHH

= §x 100 = §x100 =
11,c78mêa häùn håüp

Kl âæåìng næåï
14,86
Kl cháút khä næåï
c mêa häùn håüp 79,27%

8. Khối lượng chất không đường trong NMHH
= Khối lượng chất không đường trong mía- Khối lượng chất không đường
trong bã
= 3,18 – ( 0,465 – 0,359) = 3,074 (tấn)
9. % chất không đường trong NMHH
074 næåïc mêa häùn håüp =§ x 100 = §x100
Kl cháút khäng âæåìng3,trong
= 2,987(%)
kl næåïc102
mêa,91häùn håüp

Bảng 4.1: Bảng tổng kết cân bằng vật chất công đoạn ép
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

K.lượng tính cho

Hạng mục
Khối lượng đường trong mía

Khối lượng chất xơ
Khối lượng chất không đường
Khối lượng nước trong mía
Khối lượng đường ép được
Khối lượng đường trong bã
Khối lượng chất khô của bã
Khối lượng bã
Khối lượng nước thẩm thấu
Khối lượng NMHH
Khối lượng đường trong

SVTH: Trần Thanh Tường

100 tấn mía
12,14
10,72
3,18
73,96
11,78
0,359
0,465
22,09
25
102,91
11,78

-Trang:20-

%

K.lượng tính
cho 4500 (tấn)
546,3
482,4
143,1
3328,2
530,1
16,16
20,925
994,05
1125
4630,95
530,1

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp
12
13
14

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

NMHH

Klượng chất khô trong NMHH
% đường trong NMHH
Ðộ tinh khiết NMHH

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:21-

14,86

668,7
11,45
79,27

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

4.2. Công đoạn làm sạch
Cơ sở tính cho 100 tấn mía

4.2.1. Tính lượng lưu huỳnh và SO2.
Với phương pháp SO2 axit tính lượng lưu huỳnh cần dùng là 0,05-0,09% so
với nước mía. Chọn giá trị 0,09% [7-Tr21].

1. Lưu huỳnh:
2. SO2:

KL lưu huỳnh = 0, 09 100 x § = 0,09 (tấn)

Ta có : S + O2
32

100
→

§SO2

64

§Khối lượng SO2 = 0,09 x 2 = 0,18 ⇒ (tấn)
Trong quá trình thông SO2 ta tiến hành thông 2 lần. Lượng SO2 thông lần 1
dùng 80% tổng lượng SO2. [5-Tr181].
Lượng SO2 thông lần 1 = 0,18 x 80% = 0,144 (tấn)
Lượng SO2 thông lần 2 = 0,18 - 0,144 = 0,036 (tấn)
4.2.2 Tính vôi và sữa vôi:
Lượng CaO có hiệu so với mía 0,14-0,18%, theo thực tế sản xuất chọn 0,18% [7-Tr 21].
1. Khối lượng CaO có hiệu so với mía =
(tấn).

0,18 Khối lượng mía ép x§ = 100 x §= 0,18
CaO
100

Hàm lượng CaO có hiệu trong vôi, yêu cầu >75%.Chọn 80%. [7-Tr21].
Vậy lượng vôi cần dùng =§x100 = 0,225
Nồng độ sữa vôi 12oBx

Hàm lượng sữa vôi 5,74%

0,18 (tấn).
80

[ 5- tr 180]

2. Khối lượng sữa vôi
= (Khối lượng CaO có hiệu với mía/ Hàm lượng CaO có hiệu trong vôi) x 100
= §x100 = 3,136(tấn)
3. KL nước trong sữa vôi

0,18
5,74

= KL sữa vôi- KL vôi
= 3,136 - 0,225 = 2,911 (tấn).

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:22-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

4. Thể tích sữa vôi

=§
=§= 2,964 (m3).

khäúi læåüng sæîa väi
d
3,136

5. Trong sản xuất người ta chia 2 giai đoạn: 1,058
 Gia vôi sơ bộ: dùng 1/3 lượng vôi [5-Tr181].
Khối lượng vôi dùng gia vôi sơ bộ
= 1/3 x 0,225 = 0,075 (tấn)
Khối lượng sữa vôi dùng để gia vôi sơ bộ
= 1/3 x 3,136 = 1,045 (tấn)
 Gia vôi trung hoà : dùng 2/3 tổng lượng vôi. [5-Tr 181].
Khối lượng vôi dùng trong trung hoà
= 2/3 x 0,225 = 0,15 (tấn)
Khối lượng sữa vôi dùng trong trung hoà
= 2/3 x 3,136 =2,091 (tấn)
4.2.3 Nước mía hỗn hợp gia vôi sơ bộ (NMHHGVSB).
1. Khối lượng NMHH sau GVSB
= Khối lượng NMHH + Khối lượng sữa vôi GVSB
= 102,91 + 1,045 = 103,995(tấn)
2. K.lượng chất tan trong NMHH sau GVSB
= K.lượng chất tan trong NMHH + K.lượng vôi GVSB
= 14,86 + 0,075 = 14,935 (tấn)
3. % chất tan trong NMHH
= § x 100 = 14,36%

14,935
Bx =14,36% ,§=1,0586 tấn/m3 ở 20oC 103ρ,995 [13-Tr58]

4. Độ tinh khiết NMHH sau GVSB
=§x 100 = 78,88%

SVTH: Trần Thanh Tường

11,78
14,935

-Trang:23-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

5. Thể tích NMHH sau GVSB
=§= 98,24 (m3)

103,995
1,0568

4.2.4. Thông SO2 lần I.

Trong quá trình thông SO2 xem như SO2 hấp thụ hoàn toàn. [7-Tr21]
1. Khối lượng NMHH sau thông SO2 lần 1
= Khối lượng NMHH sau GVSB + K.lượng SO2 (I)
= 103,995 + 0,144 = 104,139(tấn)
2. Khối lượng chất tan trong NMHH sau thông SO2 lần I

= Khối lượng chất tan trong NMHH sau GVSB+ Khối lượng SO2 (I)
= 14,935+0,144=15,079 (tấn)
3. Bx NMHH sau thông SO2 lần 1
=§ x 100 = §x 100
15,079
Kl cháút tan næåïc mêa
sau thäng SO2 láön 1
Khäúi læåüng næåïc104
mêa,139
sau thäng SO2 láön 1 = 14,48%
Bx = 14,48%, §=1,0588 Tấn/m3 [13- ρ Tr58].
4. Thể tích NMHH sau thông SO2 lần I
= §= 98,36 (m3)

104,139
1,0588

4.2.5. Trung hoà.
1. Khối lượng NMHH sau trung hoà

= Khối lượng NMHH sau thông SO2 lần 1+ Khối lượng sữa vôi trung hoà
=104,139+2,091 = 106,23(tấn)
2. Khối lượng chất tan trong NMHH sau trung hoà
= Khối lượng chất tan trong NMHH sau khi thông SO2 lần I + Khối lượng vôi trung
hoà
= 15,079 + 0,15 = 15,229 (tấn)
3. Bx NMHH sau trung hoà

khäúi læåüng cháút tan næåïc mêa sau trung hoaì
khäúi læåüng næåïcmêa sau trung hoaì

=§ x 100
=§ x 100=

14,34%
Bx =14,34%, §= 1,058189 Tấn/m3

SVTH: Trần Thanh Tường

ρ [13-Tr58]

-Trang:24-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

15,229
106,23


Đồ án tốt nghiệp

THIẾT KẾ NHÀ MÁY ĐƯỜNG

4. Thể tích NMHH sau trung hoà
= §= 100,39 (m3)

106,23
1,05819

4.2.6. Tính nước bùn.

Lượng nước bùn lấy ra trong quá trình lắng là 25% so với khối lượng nước mía sau
trung hoà [7-tr21]
Lượng nước bùn lấy ra trong quá trình lắng
= 25% x 106,23 = 26,56 (tấn)
Theo thực tế sản xuất bùn có § = 1,18

ρ tấn/m3

Thể tích nước bùn
=§
26,56
= 22,51(m 3 )
1,18
4.2.7. Tính bùn lọc.
Lượng bùn lọc chiếm 2,6% so với khối lượng mía. Độ ẩm bùn lọc 68% [5-Tr179].
1. Khối lượng bùn lọc
= 100 x 2,6% = 2,6 (tấn)
2. Khối lượng nước trong bùn lọc
= 2,6 x 68% = 1,768 (tấn)
3. Khối lượng chất khô trong bùn lọc
= KL bùn – KL nước trong bùn
= 2,6-1,768 = 0,832 (tấn)
4. Nước rửa bùn lọc so với bùn lọc 150-200%.Chọn 150%. [7-tr21]
Khối lượng nước rửa = Khối lượng bùn lọc x 150%
= 2,6 x 150% = 3,9 (tấn)
5. Khối lượng đường tổn thất trong bùn khô:
Hàm lượng đường tổn thất trong bùn khô 10-15%. Chọn 15%. [7- Tr 21].
Khối lượng đường tổn thất theo bùn
= 15% x 0,832 = 0,1248 (tấn)

Tổn thất đường không xác định so với đường trong mía 0,5-1% chọn 1%. [7-Tr121].
Khối lượng đường tổn thất không xác định
= 1% x 12,14 = 0,1214 (tấn)
4.2.8. Nước mía sau khi lắng trong.
1. Khối lượng nước mía đem đi lắng trong
= Khối lượng NMHH sau trung hoà – Khối lượng nước bùn

= 106,23 – 26,56 = 79,67 (tấn)
2. Khối lượng nước lọc trong
=Khối lượng nước bùn+ Khối lượng bã mịn+ Khối lượng nước rửa- Khối lượng bùn

SVTH: Trần Thanh Tường

-Trang:25-

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh