Làm sạch nước mía bằng phương pháp vôi

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA
NHÓM 3
Chủ đề:

LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP VÔI
MSSV

Họ và tên

chức vụ

5213010

TRẦN TẤN KHỞI

Nhóm trưởng

4
5213013

CAO THỊ MINH THÙY

Nhóm phó

8
5213031

PHẠM THỊ THANH

Thành viên

3
5213011

NGUYỄN THÁI NGÀ

Thành viên

7
5213010

TRẦN THỊ KIM LIÊN

Thành viên

8
5213010

NGUYỄN THỊ LAN

Thành viên

5
5213013

ĐẶNG NGUYỄN PHƯƠNG THẢO

Thành viên

6
5213010

TRẦN NGUYỄN THỊ HOA HỒNG

Thành viên

1
5213012

NGUY ỄN TH Ị QUY ÊN

Thành viên

4
5213012

NGUYỄN TRỌNG SANG

Thành viên

7
5213008

NGUYỄN CẢNH AN

Thành viên

0
5213014

PHẠM VĂN TỈNH

Thành viên

9
Bảng phân công nhiệm vụ các thành viên
1
2

Phân công nhiệm vụ
Mở đầu, kết bài, những vấn đề khác
Phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh

Tên thành viên
Khởi, Thùy
Sang


3
4
5
6
7
8

Phương pháp cho vôi vào nước mía nóng
Phương pháp cho vôi phân đoạn
Các điều kiện công nghệ của phương pháp vôi
So sánh các phương pháp vôi
Ưu,nhược phương pháp vôi với pp sunfit hóa và pp cacbonat hóa
Tìm hình, video về làm sạch nước mía bằng phương pháp vôi

Lan
Thảo
Thanh, Quyên
Tỉnh
Ngà, Hồng
An, Liên

LỜI MỞ ĐẦU
Sản xuất đường mía là một trong những ngành công nghiệp quan trọng của nước ta.
Hiện nay, các nhà máy sản xuất đường mía được đặt ở rất nhiều tỉnh trên nước ta.
Thông thường nước mía lấy ra là một hỗn hợp lấy nước mía bằng nhiều phương pháp
chứa 13% - !5% chất tan. Ngoài đường sacaroza, trong nước mía còn nhiều chất không
đường có các tính chất hóa lí khác nhau.
Đường tinh khiết của nước mía hỗn hợp thường nằm trong phạm vi 80% -85% tức là
chất khô chứa 82% - 85% đường sacaroza và 15 – 18% chất không chứa đường.
Sự có mặt của các chất không đường trong nước mía dẫn đến sự bốc hơi trực tiếp, kết
tinh đường rất khó khăn và không tinh tế. Nước mía chứa một lượng lớn chất không
đường làm tăng độ hòa tan của đường sacaroza, tăng mật cuối, tăng tỉ lệ đường trong mật
cuối. Trong nước mía có nhiều vụn mía, khi đun nóng, chúng kết tụ lại. Vì vậy các chất
không đường cần phải loại bỏ ra khỏi nước mía.
Làm sạch nước mía là khâu rất quan trọng trong kĩ thuật sản xuất đường. Vì vậy việc
làm sạch nước mía đã được chú ý thích đáng ngay từ khi bắt đầu phát sinh nghành công
nghiệp đường mía. Năm 1937 theo thống kê của Lippmann có trên 700 chất dùng làm
sạch, nhưng những chất có hiệu quả làm sạch cao, có tính chất kinh tế, quy trình làm
sạch không nhiều.
Hiện nay, các nhà máy đường thường áp dụng các phương pháp làm sạch nước mía
khác nhau như: phương pháp vôi, phương pháp sufit hóa, phương pháp cacbonat hóa….
Phương pháp vôi là phương pháp có từ lâu đời và là phương pháp đơn giản nhất. Làm
sạch mía chỉ dưới tác dụng của nhiệt, và vôi và thu sản phẩm đường thô. Phương pháp

vôi có 3 loại: cho vôi vào nước mía lạnh, cho vôi vào nước mía nóng và cho vôi nhiều lần


đun nóng nhiều lần. Sau đây nhóm chúng tôi xin giới thiệu cụ thể về làm sạch nước mía
bằng phương pháp vôi

1. Phương pháp cho vôi vào nước lạnh:
Trước hết cho mía lọc bằng lưới lọc để loại các vụn mía, cân và bơm đến thùng trung
hòa, sau đó cho vôi vào ( khoảng 0,5-0,9kg vôi/tấn mía) đến pH=7,5. Khuấy đều nước
mía rồi đun nóng đến nhiệt độ 105 oC trước khi cho vào thiết bị lắng, sản phẩm lắng thu
được là nước lắng trong và nước lắng bùn. Đem lọc nước bùn thu được nước lọc trong,
cuối cùng cô đặc hỗn hợp nước lắng trong và nước lọc trong.
Quy trình công nghệ :


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.
Nhược điểm:
-

Lượng vôi dùng nhiều
Độ hòa tan trong nước mía lạnh cao. Nếu vôi quá thừa sau khi đun nóng sẽ

-

bị đóng cặn ở thiết bị.
Hiệu suất làm sạch thấp.

2. Phương pháp cho vôi vào nước mía nóng
Đun nóng nước mía hỗn hợp đến nhiệt độ 1030C – 1050C. Một số keo anbumin, silie
hidroxit bị ngưng tụ dưới tác dụng của nhiệt độ và pH của nước mía hỗn hợp sau đó cho
vôi vào trung hòa, khuấy trộn đều để kết tủa hoàn toàn, sau đó loại chất kết tủa bằng thiết
bị lắng.
Quy trình công nghệ :

Ưu điểm:
-

Tốc độ lắng nhanh, loại được nhiều chất keo, hiệu quả làm sạch tốt hơn gia

vôi lạnh. Lượng vôi giảm khoảng 15% - 20% so với phương pháp cho vôi vào
nước mía lạnh. Hiện tượng đóng cặn giảm.
Nhược điểm:


-

Chất kết tủa không được rắn chắc, thể tích nước bùn so với gia vôi lạnh lớn

hơn, đôi khi nước mía trong chảy khó khăn. Để khắc phục, có thể cho chất trợ
lắng ( 1-2 ppm) để rút ngắn thời gian lắng và thể tích nước bùn.
- Nếu khống chế nhiệt độ và pH không tốt đường khử sẽ bị phân hủy, nếu
pH thấp, saccaroza bị chuyển hóa làm hạn chế quá trình kết tinh. Để tránh hiện
tượng chuyển hóa và phân hủy đường và để có thể ngưng tụ keo dưới tác dụng
của nhiệt độ và pH của nước mía, có thể dùng phương pháp cho vôi phân đoạn.

3. Phương pháp cho vôi phân đoạn
Là phương pháp ưu việt, được dùng từ năm 1936. Trước tiên, cho vôi vào nước mía
hỗn hợp đến pH = 6,4, đun sôi nước mía, lại cho vôi đến pH = 7,6 lại tiếp tục đun sôi và
lắng.
Quy trình công nghệ:

Ưu Điểm:


-

Hiệu suất làm sạch tốt. loại được nhiều chất không đường. Qua 2 lần cho
vôi có thế lợi dụng được 2 điểm ngưng tụ khác nhau để làm chất không
đường nên nước mía trong, dễ lọc bùn, chất keo chứa nito loại 80%, sáp

-

mía loại 90%
Tiết kiệm khoảng 35% so vs pp cho vôi nước mía lạnh

Nhược Điểm:
-

Sơ đồ công nghệ khá phức tạp

-

Sự chuyển hóa và phân giải đường sacaroza tương đối lớn

4. Các điều kiện công nghệ của phương pháp vôi
A) Chất lượng vôi
Chất lượng vôi có ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch. Nếu vôi có nhiều tạp chất , khi
cho vôi vào nước mía sẽ làm tăng tạp chất, lắng, lọc và kết tinh khó khăn. Do đó, tiêu
chuẩn của vôi quy định như sau: CaO >85% ; MgO < 2% ; SiO2 <0.6% ; Fe2O3 ; Al2O3
<1% ; CaCO3 <1%.
Trong thành phần vôi, chủ yếu là CaO. Ngoài ra, cần chú ý đến hàm lượng MgO. Nếu
MgO >2% sẽ gây những tác hại sau đây:
-

giảm thấp độ hòa tan của vôi;

-

thời gian lắng kéo dài;

-

tác dụng với đường khử, tăng màu sắc của nước mía;

-

làm cho đường có vị đắng.

Các thành phần như : Al2O3 ; Fe2O3 ; SiO2 làm tăng chất keo, tăng màu sắc của nước
mía và đóng cặn trong thiết bị.

B) Độ hòa tan của vôi
Độ hòa tan của vôi trong dung dịch đương lớn hơn độ hòa tan của vôi trong nước
nguyên chất. Độ hòa tan của vôi giảm khi nhiệt độ tăng. Độ hòa tan của vôi cũ, vôi mới

và vôi sống cũng khác nhau
Độ hòa tan của các loại vôi khác nhau


Độ hòa tan của vôi, g CaO/l
Nhiệt đô ,oC

Vôi sống

Vôi mới

Vôi cũ

100

0.249

0.230

0.201

90

0.302

0.254

0.210

80

0.366

0.305

0.278

70

0.573

0.405

0.333

50

1.380

0.829

0.132

C) Nồng độ của vôi
Nồng độ của vôi sữa thường dùng trong khoảng 10-18 Be. Nồng độ sữa vôi quá đặc
sẽ làm tắc đường ống dẫn, khi tác dụng với nước mía, có thể gây hiện tượng kiềm cục bộ,
làm đường khử phân hủy. Nhưng khi nồng độ sữa vôi tương đối cao, tác dụng tạo kết tủa
nhanh giảm lượng nhiệt bốc hơi.

D) Tác dụng của khuấy sau khi cho vôi

Khuấy có tác dụng phân bố vôi đều trong nước mía và phản ứng được hoàn toàn.
Trường hợp nồng độ sữa vôi cao, rất cần khuấy , tránh hiện tượng kiềm cục bộ.
Qua kết quả thí nghiệm người ta cho thấy nếu kéo dài thời gian khuấy nước mía sau
khi cho vôi sẽ có tác dụng làm sạch, có thể tăng độ tinh khiết của nước mía, dung tích
bùn giảm.

E) Các dạng vôi cho vào nước mía.
Vôi được cho vào nước mía theo dạng sữa vôi, vôi bột, canxi sacarat. Trước đây,
dạng vôi bột thường dùng ở các nhà máy đường thủ công. Vôi bột phản ứng chậm, khó
khống chế lượng chính xác, khi phản ứng tỏa nhiệt dễ làm nước mía quá nhiệt gây tác
dụng phân hủy đường khử, màu sắc nước mía đậm. Hiện nay không sử dụng vôi bột.
Vôi ở dạng sữa vôi có tác dụng làm hỗn hợp đồng đều, khống chế dễ dàng. Nhưng
bản thân sữa vôi có chứa một lượng nước nhất định, tăng lượng nhiệt bốc hơi. Hiện nay,
dạng sữa vôi được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường.


Canxi sacarat phản ứng với nước mía tương đối hoàn toàn nhưng cần pha chế trước,
không thuận tiện như sữa vôi. Có thể dùng canxi sacarat cho vào mía nóng để đề phòng
vôi làm đường khử phân hủy.

F) Lượng vôi
Lượng vôi dùng phụ thuộc vào thành phần nước mía, nhưng thành phần nước mía
thay đổi theo giống mía nên lượng vôi cho vào cũng không thể cố định. Đối với phương
pháp vôi, mỗi tấn mía dùng khoảng 0,5-0.9kg vôi.
Trong thực tế sản xuất, thường dùng pH để biểu thị lượng vôi cho vào nước mía. Mặt
khác, khi đun nóng nước mía đã cho vôi, trị số pH thay đổi ( thường giảm từ 0,2 đến 0,5)
nên khi xác định pH cần chú ý đến các yếu tố làm giảm trị số pH:
- Trong trường hợp cho vôi vào nước mía lạnh, tác dụng giữa vôi và nước mía không
hoàn toàn, khi đun nóng sẽ hoàn toàn hơn, do đó giảm pH
- Lúc nước mía sôi, một phần Ca 3(PO4)2 có thể phân ly thành Ca(OH) 2.n Ca3(PO4)2

không tan và một muối axit hòa tan, sau phân ly làm giảm trị số pH
- Khi đun nóng, Ca2HPO4 sẽ kết hợp với vôi, tạo thành canxi photphat kết tủa và
H3PO4
Ca2HPO4

+

Ca(OH)2

Ca3(PO4)2

+

H3PO4

Khi nhiệt đô cao và môi trường kiềm, đường khử bị phân hủy tạo thành chất màu và các
axit
Do có sự giảm pH sau khi đun nóng, nên trị số pH trong sơ đồ công nghệ là trị số
pH sau khi đun nóng. Thông thường khống chế pH nước mía khoảng trên dưới 7,0.

G) Hàm lượng P2O5 trong nước mía.
Trong phương pháp vôi, hiệu quả làm sạch chủ yếu dựa vào phản ứng kết tủa giữa vôi và P 2O5.Ca3(PO4)2 trong nước mía thường tồn tại hai dạng: dạng keo và dạng tinh thể. Dạng tinh thể
làm sạch nước mía, ngược lại dạng keo gây trở ngại co lắng, lọc và kết tinh đường.
Sự hình thành kết tủa Ca3(PO4)2 nhiều hay ít phụ thuộc vào nồng độ Ca + và PO43- trong nước
mía. Trong phương pháp vôi, khi cho vôi đến pH = 7,0 nồng độ ion Ca + có thể đủ để phản ứng
tạo kết tủa Ca3(PO4)2 nhưng thường hàm lượng P2O5 trong mía rất thấp. Theo kết quả nghiên


cứu từ năm 1920 đến năm 1940 người ta thấy hàm lượng P 2O5 cần thiết vào khoảng 300mg P2O5/lít nước mía. Nếu hàm lượng P2O5 quá ít, có thể cho vào nước mía axit photphoic hoặc muối
photphat hòa tan để nâng cao hiệu quả làm sạch.

H) Nhiệt độ vôi
Dựa vào tình hình thực tế để chọn nhiệt độ cho vôi phù hợp. Thường nhiệt độ đun nóng
khoảng 1050C. Nhiệt độ cao có tác dụng tăng tốc độ kết tủa làm giảm dung tích nước đường,
nhưng có thể làm tăng màu sắc nước mía( do sự phân hủy đường khử) và có thể làm cho một
phần keo đã kết tủa hòa tan lại. Vì vậy cần khống chế nhiệt độ nước mía đến sôi hoặc cao hơn
một chút là thích hợn.

5. So sánh các phương pháp cho vôi để làm sạch nước mía
A. Giống nhau

• Là phương pháp đơn giản, được sử dụng từ lâu.
• Làm sạch nước mía dưới tác dụng của nhiệt và vôi.
• Sản phẩm cuối cùng thu được trong các phương pháp là đường thô.

B. Khác nhau

Quy
trình

Phương pháp cho vôi
vào nước mía lạnh
• Trước hết, nước
mía hỗn hợp được
lọc bằng lưới lọc
để loại bỏ cám
mía, cân và bơm
đến thùng trung
hòa và cho vôi đến
pH=7,5

• Mỗi tấn mía cho
khoảng 0,5-0,9kg
vôi.
• Khuấy đều nước
mía, đun nóng đến
nhiệt độ 1050c rồi
cho vào thùng để

Phương pháp cho vôi
vào nước mía nóng
• Trước hết đun
nóng nước mía
hỗn hợp đến
1050 c
• Một số
keo(anbumin,
silie hidroxit) bị
ngưng tụ
• Cho vôi vào
thùng trung hòa,
khuấy trộn đều
để kết tủa được
hoàn toàn sau đó
loại chất kết tủa
ở thiết bị lắng.

Phương pháp cho vôi
phân đoạn
• Nước mía hỗn hợp
được lọc bằng lưới

lọc để loại bỏ cám
và tạp chất.
• Cho một lượng vôi
sữa để nâng pH của
nước mía lên
pH=6,4.
• Nước mía qua thiết
bị đun nóng, nâng
nhiệt lên 102-1050 c.
• Gia vôi lần 2 ở thiết
bị trung hòa lên
pH=7,2-7,5.
• Nước mía sau khi


Ưu điểm

•
•

loại bọt và chất
kết tủa,thu được
lắng trong. Lọc
nước bùn ở thiết
bị lắng, được nước
lọc trong. Hỗn hợp
nước lắng trong và
nước lọc trong
được đem đi cô
đặc.

•

Nước mía trong
được đem đi cô
đặc.

Quản lý thao tác đơn
giản
Trước khi đun nóng,
cho vôi vào nước
mía đén trung tính
tránh được chuyển
hóa dường sacaroza.
Nếu cho vôi đều đặn
có thể tránh được sự
phân giải đường
khử.

•

Loại protein tương
đối nhiều. khi
nhiệt độ cao tạo sự
kết tủa Ca3(PO4 )2
tương đối hoàn
toàn.
Hiệu quả làm sạch
tốt. sự chênh lệch
độ tinh khiết cao.

Tốc độ lắng lớn,
dung tích nước
bùn nhỏ.
Tiết kiệm lượng
vôi khoảng 1520% so với
phương pháp cho
vôi nước mía lạnh.
Sự chuyển hóa
đường sacaroza
tương đối lớn.
Khó khống chế đc
màu sắc nước mía
đậm

•

•

•

Nhược
điểm

•
•

•

Lượng vôi dùng
nhiều

Độ hòa tan trong
nước mía lạnh cao.
Nếu vôi quá thừa sau
khi đun nóng sẽ bị
đóng cặn ở thiết bị.
Hiệu suất làm sạch
thấp

•

•

trung hòa qua thiết
bị đun nóng và vào
thiết bị lắng. nước
mía sau khi lắng thu
được nước mía
trong và nước bùn.
Nước bùn sẽ được
lọc qua thiết bị lọc
để thu hồi đường
còn trong nước mía.
•

•

•
•

Hiệu suất làm sạch

tốt. loại được nhiều
chất không đường.
Qua 2 lần cho vôi có
thế lợi dụng được 2
điểm ngưng tụ khác
nhau để làm chất
không đường nên
nước mía trong, dễ
lọc bùn, chất keo chứa
nito loại 80%, sáp
mía loại 90%
Tiết kiệm khoảng
35% so vs pp cho vôi
nước mía lạnh
Sơ đồ công nghệ khá
phức tạp
Sự chuyển hóa và
phân giải đường
sacaroza tương đối
lớn.


6. Ưu và nhược điểm các phương pháp làm sạch nước mía

Phương pháp vôi
- Vốn đầu tư ít
Ưu
điểm

Phương pháp

sunfit hoá
- Vốn đầu tư ít

Phương pháp
cacbonat hoá
- Hiệu suất thu
hồi cao

- Thiết bị, quy trình
- Thiết bị, quy trình
công nghệ, quản lí điều công nghệ, quản lí điều - Sản xuất ra
hành đơn giản
hành đơn giản
đường kính trắng
- Sản xuất ra sản phẩm chất lượng cao
đường kính trắng

Nhược
điểm

- Hiệu suất thu hồi sản
phẩm thấp
- Sản xuất ra sản phẩm
đường vàng

- Sản phẩm đường khó - Quy trình công
bảo quản, dễ hút ẩm và nghệ phức tạp
biến màu
- Điều hành, quản
lí khó

Kết luận
Tuy có những ưu điểm thì việc áp dụng phương pháp vôi phải lưu ý rất nhiều đến
nhiệt độ, đặc biệt là độ kiềm cao của vôi quá lớn sẽ làm cho khả năng phân giải
đường diễn ra nhanh và nhiều, làm thất thoát lượng đường. Cụ thể: pH = 8-9 thì
saccarose bị phân hủy là 0,05%, còn pH =12 thì saccarose bị phân hủy là 0,5%. Vì thế


việc kiểm soát nhiệt độ và pH thích hợp sẽ góp phần lớn đến hiệu suất của phương
pháp vôi