LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA

CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG
MÍA – BÁNH KẸO
CHỦ ĐỀ:LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA


I/MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC LÀM SẠCH
NƯỚC MÍA
ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC MÍA HỖN HỢP

Chất tan:13-15%
Độ tinh khiết:82-85%
Chất không đường:Chất keo chiếm tỉ lệ 0,03-0,5%. Đồng thời trong
quá trình thao tác nếu nhiệt độ cao, chất không tan biến hành chất tan
và như thế chất keo trong dung dịch sẽ tăng lên.
Hoạt động của vi sinh vật trong nước mía cũng tạo nên các chất keo
khác nhau, đặc biệt là levan và dextan.


Các chất keo này gây nhiều ảnh hưởng không tốt đối với
quá trình sản xuất: lọc nước mía, phân mật và kết tinh
đường khó khăn, nước mía có nhiều bọt, giảm hiệu quả
tẩy màu, tinh chế đường thô khó khăn hơn.
Các chất không đường có mặt trong nước mía làm cho:
 Quá trình bốc hơi nước trực tiếp và kết tinh đường rất
khó khăn và không tinh tế.
Tăng độ hoà tan của đường saccaroza, tăng mật giai
đoạn cuối và tăng tổn thất đường trong mật cuối.
Vụn mía bị kết tụ lại sau khi đun nóng.
Nước mía có tính acid gây nên sự chuyển hoá đường
saccaroza do đó cần trung hoà nước mía.

MỤC ĐÍCH CỦA LÀM SẠCH NƯỚC MÍA HỖN HỢP

Loại bỏ tối đa chất không đường ra khỏi
nước mía hỗn hợp, đặc biệt là các chất có hoạt
tính bề mặt, chất keo.
Trung hoà nước mía hỗn hợp do trong môi
trường acid, đường bị chuyển hoá thành
đường khử vậy nên khi trung hoà sẽ làm hạn
chế quá trình hình thành đường khử làm cho
hiệu suất cũng như năng suất tăng lên.
Loại bỏ tất cả những chất rắn dạng lơ lửng
trong nước mía.


II/CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA LÀM SẠCH NƯỚC
MÍA
TÁC DỤNG CỦA PH

Ngưng kết
chất keo

Làm chuyển
hóa đường
saccaroza

Phân hủy
đường
saccaroza

Tách loại chất
không đường

Phân hủy
đường khử


Ngưng kết chất keo:
Chất keo trong nước mía chia làm 2 loại:

Chất keo thuận nghịch
• Keo khi đã bị ngưng tụ (ví dụ, dưới tác dụng của
nhiệt), nếu thay đổi điều kiện của môi trường không
có khả năng trở lại trạng thái keo ban đầu.

Chất keo không thuận nghịch
• Keo khi đã bị ngưng tụ nhưng nếu thay đổi điều kiện
môi trường, có khả năng trở lại trạng thái ban đầu.


Nước mía hỗn hợp gồm 2 loại keo:

Keo ưa nước
• Keo ưa nước nhiều như protein,
pectin, pentosan. Keo ít nước như
sắc tố, chất béo, sáp mía.

Keo không ưa nước

Keo tồn tại trong nước mía và ở trang thái ổn định
khi keo mang điện tích hoặc có lớp nước bao bọc bên
ngoài. Nếu vì 1 nguyên nhân nào đó, keo mất các tính
chất trên và sẽ bị ngưng kết.
Để ngưng kết keo, thường cho vào nước mía những
chất điện li để thay đổi pH của môi trường. Dưới điều
kiện pH nhất định, keo hấp phụ chất điện ly và dẫn
đến trạng thái trung hoà điện. Lúc đó, keo mất trạng
thái ổn định va ngưng kết. Ở trị số pH làm chất keo
ngưng kết gọi là pH đẳng điện. Điểm đẳng điện của
các chất keo khác nhau thì khác nhau. (pHanbumin =
4,6 ÷ 4,9 ; pHasparagin = 3...).


Ở pH đẳng điện, đối với keo ưa nước và không ưa nước, sản sinh tác
dụng trung hoà điện theo sơ đồ sau:
Keo ưa nước

Keo ngưng tụ
Trung hòa điện

Mất nước

Keo không ưa nước

Mất nước

Kết tủa

Trong kỹ thuật sản xuất đường mía, có 2
điểm pH làm ngưng tụ chất keo: pH trên
dưới 7( pH đẳng điện) và pH trên dưới
11( pH ngưng kết của protein trong môi
trường kiềm mạnh). Điểm này không gọi là
điểm đẳng điện vì lúc đó trong nước mía có
đường sacaroza và lượng vôi nhiều sẽ tạo
thành hợp chất có tính hấp phụ protein tạo
thành hợp chất có tính kết tủa.
Sản xuất đường theo phương pháp
cacbonat hoá có thể lợi dụng 2 điểm ngưng
tụ keo. Đối với phương pháp sunfit hoá chỉ
lợi dụng được một điểm ngưng tụ.


Làm chuyển hóa đường saccaroza
Khi nước mía ở môi
trường axit (pH< 7) sẽ làm
chuyển hoá đường sacaroza
và tạo thành hỗn hợp đường
glucoza và fructoza gọi là
phản ứng nghịch đảo:


Tốc độ chuyển hoá tăng theo sự tăng nồng
độ [_H+ ] trong nước mía,nếu nồng độ H+
trong nước mía càng lớn thì tốc độ chuyển
hoá càng nhanh. Mặt khác, các axit khác nhau
sẽ làm chuyển hoá saccaroza với tốc độ khác
nhau.

Đường bị chuyển hoá không chỉ gây tổn thất
đường mà còn giảm độ tinh khiết của mật chè
và ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh đường.Sự
tồn tại của glucoza và fructoza trong mật cuối
là hậu quả của sự chuyển hoá saccaroza.


Phân hủy đường saccaroza
Trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của nhiệt, đường sacaroza bị
phân huỷ.
Khi pH càng cao,lượng chất phân huỷ càng lớn. Sản phẩm phân huỷ
của sacaroza rất phức tạp: fufurol, 5-hidroximetyl -fucfurol,
metylglioxan, glixeandehyt, dioxiaxeton, axit lactic, axit trioxiglutaric,
axit trioxibuteric, axit axetic, axit focmic..v..v..
Những sản phẩm đó có thể tiếp tục bị oxi hoá dưới tác dụng của oxi
không khí.


Phân hủy đường khử
Trong nước mía hỗn hợp có chừng 0,3 - 2,4%
đường khử. Khi nước mía ở môi trường axit, sự
tồn tại của đường khử tương đối ổn định.
Ở pH = 3 đường khử ổn định nhất.
Nếu pH của nước mía hay dung dịch đường
vượt quá 7 sẽ phát sinh các phản ứng phân huỷ
đường khử, sự phân huỷ này dựa vào pH hay
nhiệt độ. Tốc độ phân huỷ của đường khử trong
nước mía tương đối chậm.
Trị số pH càng cao, tốc độ phân huỷ càng lớn.

Tách loại chất không đường
Đối với pH khác nhau, có thể tách loại được các
chất không đường khác nhau.
Khi pH = 7 -10, các muối vô cơ của
Al2O3 , P2O5, SiO2, Fe2O3, MgO dễ bị
tách loại trong đó Al2O3, P2O5, SiO2 có
thể bị loại hơn 95%, còn Fe2O3, MgO có
thể bị loại đến 60%.
Khi pH khoảng 7,0, tách loại được 50%
chất keo (pentozan).
Khi pH khoảng 5,6 trên 98% protein có thể
bị tách loại, nếu vượt quá trị số pH đó, hiệu
quả tách loại rất thấp.


Khi chọn pH thích hợp để loại
chất không đường, không nên tách
loại đơn độc từng chất mà phải xét
1 cách toàn diện để tách loại nhiều
chất không đường.
Hiệu quả tách loại chất không
đường còn phụ thuộc vào giống
mía và hiệu quả làm sạch có thể
biểu thị bằng hiệu quả loại chất
không đường.


Tác dụng của nhiệt độ

Phương pháp dùng nhiệt để làm
sạch nước mía là một trong những
phương pháp quan trọng. Để đảm
bảo chất lượng sản phẩm và nâng
cao hiệu suất thu hồi đường cần
khống chế điều kiện nhiệt độ.
Khống chế nhiệt độ tốt sẽ thu
được những tác dụng chính sau:



Nếu khống chế nhiệt độ không tốt thường gặp các trường hợp không
tốt sau:

Nước mía ở pH = 5 ¸
5,5 có tính axit, dưới
tác dụng nhiệt,
đường sacaroza bị
chuyển hoá tăng tổn
thất đường.

Nếu thời gian tác
dụng nhiệt kéo dài,
và ở nhiệt độ cao
thường sinh ra hiện
tượng caramen hoá
ảnh hưởng đến màu
sắc của nước mía,
làm nước mía có màu
sẫm.

Trong NMHH có chứa
hàm lượng đường
khử nhất định, dưới
tác dụng của nhiệt
độ, đặc biệt ở nhiệt
độ cao, đường khử bị
phân huỷ tạo các chất
màu và các axit hữu
cơ.

Đun nóng nước mía
có tác dụng thuỷ
phân vụn mía, sản
sinh chất keo.


Độ hòa tan của khí SO2 có liên quan đến nhiệt độ nước mía: nhiệt độ
dung dịch càng cao, độ hòa tan của SO2 càng thấp.


TÁC DỤNG CỦA CHẤT ĐIỆN LI
VÔI

Vôi là hóa chất quan trọng được dùng nhiều trong sản xuất đường. Các
phương pháp sản xuất đường hiện nay đều dùng vôi.
Vôi là chất vô định hình có độ phân tán cao. Khi hòa tan trong nước có tính
chất keo. Độ hòa tan của vôi trong nước còn giảm khi nhiệt độ tăng. Herzfelt
tìm được công thức độ hòa tan của vôi phụ thuộc vào nhiệt độ.
Z = 0,1394 - 0,000649t - 0,00000157t2

Trong đó: Z : độ hòa tan của vôi
t : nhiệt độ, 0C.


Ngoài ra độ hòa tan của vôi còn phụ thuộc vào hàm lượng chất khô
của dung dịch, nồng độ đường saccaroza và chất không đường.
Độ hòa tan của vôi tăng khi nhiệt độ giảm và nồng độ của đường và
chất không đường tăng.
Tác dụng của vôi:


Kết tủa hoặc đông tụ
những chất không
đường,đặc biệt
protein,pectin,chất
màu và những axit
tạo muối không tan

Làm trơ phản ứng axit
của nước mía hỗn hợp
và ngăn ngừa sự
chuyển hóa đường
sacaroza.

Sát trùng nước mía: Với
độ kiềm khi có 0,35%
CaO, phần lớn vi sinh
vật không sing trưởng.
Tuy nhiên có trường
hợp phải dùng đến

lượng 0,8% CaO

Trung hòa các axit
hữu cơ và vô cơ

Tác dụng cơ học: Những
chất kết tủa được tạo
thành có tác dụng kéo
theo những chất lơ lửng
và những chất không
đường khác

Tạo các điểm đẳng
điện để ngưng kết các
chất keo

Phân hủy một số
chất không
đường,đặc biệt
đường chuyển
hóa,amit.Do đó để
hạn chế sự phân hủy
đường cần có những
phương án cho vôi
thích hợp:cho vôi
vào nước mía
lạnh,cho vôi vào
nước mía nóng,cho
vôi phân đoạn,...

TÁC DỤNG CỦA ION CA2+

Những phản ứng do tác động của ion Ca2+ thuộc loại phản ứng kết
tủa và đông có thể phản ứng với những anion để tạo ra muối canxi.
Ca2+ + 2 A-

CaA2

Trong đó A: anion
Tùy theo độ hòa tan của muối canxi trong nước mía, có thể chia làm
3 nhóm như sau:


• Muối canxi không tan
• VD:muối cacbonat, oxalat, sunfat hoặc photphat canxi.

• Muối canxi khó tan
• VD:muối của axit glicolic, glioxilic, malonic, adipic, sucxinic, tricacboxilic và hidroxixitronic

• Muối canxi dễ tan
• VD:muối canxi của các axit focnic, propionic, lactic, butiric, glutaric, sacarinic, asfactic và glutamic.