công nghệ chế biến đường phèn

MỤC LỤC
I.

TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU ................................................................................. 1
1. Giới thiệu .................................................................................................................. 1
2. Nguyên liệu ............................................................................................................... 1
a. Tính chất nguyên liệu .......................................................................................... 2
b. Chọn nguyên liệu.................................................................................................. 2

II.

MỘT SỐ KHÁI NIỆM............................................................................................ 3

1. Cô đặc ........................................................................................................................ 3
1.1

Khái niệm ........................................................................................................... 3

1.2

Quá trình cô đặc ................................................................................................ 3

1.3

Các yếu tố ảnh hưởng ....................................................................................... 4

2. Kết tinh ...................................................................................................................... 5
2.1

Khái niệm ........................................................................................................... 5

2.2

Các quá trình kết tinh ........................................................................................ 7

III.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ................................................................................ 10

IV.

THUYẾT MINH QUY TRÌNH ............................................................................ 11

1. Khuấy trộn ............................................................................................................. 11
2. Gia nhiệt ................................................................................................................. 11
3. Lọc ........................................................................................................................... 13
4. Cô đặc ..................................................................................................................... 15
5. Kết tinh ................................................................................................................... 16
6. Ly tâm ..................................................................................................................... 19
7. Sấy ........................................................................................................................... 20
V. QUY TRÌNH ĐỀ XUẤT .......................................................................................... 23


DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Đường phèn vàng ....................................................................................... 1
Hình 2: Đường phèn trắng ...................................................................................... 1
Hình 3: Đường cát vàng .......................................................................................... 2
Hình 4: Đường cát trắng ......................................................................................... 2
Hình 5: Trạng thái của dung dịch .......................................................................... 8
Hình 6: Thiết bị khuấy trộn ................................................................................... 11
Hình 7: Cánh khuấy ............................................................................................... 11

Hình 8: Thiết bị gia nhiệt ....................................................................................... 12
Hình 9: Thiết bị lọc ................................................................................................. 14
Hình 10: Thiết bị cô đặc ......................................................................................... 16
Hình 11: Thiết bị kết tinh ...................................................................................... 19
Hình 12: Thiết bị li tâm .......................................................................................... 20
Hình 13: Thiết bị sấy khay ..................................................................................... 21
Hình 14: Nồi nấu cánh khuấy ................................................................................ 24


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Chỉ tiêu lý hoá của đường cát ................................................................... 3
Bảng 2: Cấu trúc tinh thể ....................................................................................... 7


1

I.

TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU
1. Giới thiệu

Đường phèn là loa ̣i đường đươ ̣c làm từ đường mía, còn gọi là băng đường, tên khoa học
là Saccharose (sucrose). Thành phần hóa học chủ yếu là saccharose, có thể phân giải
thành glucose và fructose.
Đường phèn từ xa xưa đã là một gia vị đặc trưng có vị ngọt thanh của người Việt Nam,
góp phần quan trọng giúp các món ăn, thức uống thêm đậm đà, ngon miệng và được sử
dụng nhiều trong các bài thuốc đông y.
Đường phèn là những tinh thể đường lớn khoảng 1 – 3cm, nặng 4 – 20g, được sản xuất từ
sự kết tinh trong những điều kiện thích hợp để các tinh thể phát triển thật lớn. Đường
phèn thường được dùng như một loại kẹo hay sử dụng trong các toa thuốc cổ truyền ở

nước ta cũng như ở nhiều nước châu Á như Nhật, Trung Hoa…
Ở miền Trung nước ta, đường phèn được sản xuất theo phương pháp thủ công nghiệp
bằng cách cho kết tinh trong lu, vại. Ở Nhật sản xuất bằng máy trợ tinh và bằng phương
pháp bốc hơi chậm.
Có hai loại: đường phèn vàng và đường phèn trắng

Hình 1: Đường phèn vàng

Hình 2: Đường phèn trắng

2. Nguyên liệu
Phân loại:
-

Cũng giống như đường cát, đường phèn được làm từ nước mía, nước củ cải
đường và một số nguyên liệu khác như thốt nốt, lúa miến ngọt…hoặc sử dụng
đường cát.


2

-

Tùy theo yêu cầu sản xuất loại đường phèn trắng hoặc vàng thì sử dụng đường
cát trắng hoặc đường cát vàng.

Hình 3: Đường cát vàng

Hình 4: Đường cát trắng

a. Tính chất nguyên liệu
Đường cát vàng còn được gọi là đường thô. Loại đường này có độ ngọt sắc và đậm mùi
mía, là loại đường không tinh chế hoàn toàn.
Đường cát trắng hay còn gọi là đường tinh luyện được sản xuất từ mía bằng công nghệ
hiện đại trong đó sử dụng than hoạt tính để loại bỏ mật vàng không sử dụng hóa chất tẩy
đường nên có màu trắng tự nhiên của tinh thể đường.
b. Chọn nguyên liệu
Sử dụng đường cát trắng (đường RS), loại đường nguyên liệu này càng trắng càng ít tạp
chất, thì việc chế biến đường phèn càng dễ.
Các chỉ tiêu chất lượng của đường cát trắng.
Theo tiêu chuẩn ISO 9001:2008
 Trạng thái : Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi, khô, không
vón cục
 Màu sắc : Tinh thể màu trắng sáng, khi pha trong nước cất cho dung dịch trong
 Mùi vị : Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt tự nhiên,
không có mùi lạ.


3

Tên chỉ tiêu
Đường Saccaroza
(Pol)
Đường khử
Độ màu ICUMSA

Mức tiêu chuẩn áp
dụng
≥ 99.7
≤ 0.07 %

≤ 120

Bảng 1 Chỉ tiêu lý hóa của đường cát
trắng
II. MỘT SỐ KHÁI NIỆM
1. Cô đặc
1.1 Khái niệm
Cô đặc bằng nhiệt (hay cô đặc bằng hơi) là quá trình làm bay hơi nước trong thực phẩm
dưới tác dụng của nhiệt nhằm mục đích làm tăng nồng độ chất khô của thực phẩm. Sau
quá trình cô đặc, sản phẩm thu được cũng có dạng lỏng và nồng độ chất khô có thể lên
đến 80%.
Phương pháp cô đặc bằng nhiệt tốn nhiều chi phí năng lượng. Tuy nhiên, ưu điểm vượt
trội của phương pháp cô đặc bằng nhiệt là hàm lượng chất khô trong thực phẩm sau quá
trình cô đặc có thể tăng lên rất cao so với các phương pháp tách nước khác.
1.2 Quá trình cô đặc
Trong quá trình cô đặc bằng nhiệt, người ta sử dụng hơi nước bão hoà để nâng nhiệt độ
nguyên liệu cần cô đặc đến điểm sôi. Khi đó, nước từ trạng thái lỏng sẽ chuyển qua trạng
thái hơi và thoát vào môi trường xung quanh. Tốc độ bốc hơi nước phụ thuộc vào tốc độ
truyền khối của bọt hơi. Quá trình cô đặc bằng nhiệt được mô tả theo sơ đồ sau:

mf: lưu lượng nguyên liệu đi vào thiết bị cô đặc (kg/s)


4

xf: hàm lượng chất khô trong nguyên liệu (%w/w)
Ɵ1: nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu cần cô đặc (0C)
ms: lưu lượng hơi nước bão hoà để gia nhiệt cho nguyên liệu cần cô đặc (kg/s).
Ɵs: lượng nhiệt hơi bão hoà (0C)
mp: lưu lượng sản phẩm cô đặc thoát ra khỏi thiết bị (kg/s)

xp: hàm lượng chất khô trong sản phẩm cô đặc (%w/w)
mv: lưu lượng hơi thứ thoát ra khỏi thiết bị (kg/s)
Ɵb: nhiệt độ sôi của nguyên liệu cần cô đặc (0C)
1.3 Các yếu tố ảnh hưởng
a. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ truyền nhiệt
 Sự chênh lệch nhiệt độ của hơi bão hoà (tác nhân gia nhiệt) và nhiệt độ sôi của
nguyên liệu
Trong công nghiệp thực phẩm, các nhà sản xuất thường chọn phương pháp cô đặc chân
không, nhiệt độ sôi của nguyên liệu có thể giảm xuống xấp xỉ 400C. Phương pháp này sẽ
hạn chế tổn thất các cấu tử mẫn cảm với nhiệt có trong nguyên liệu cần cô đặc.
 Hiện tượng cặn bám trên bề mặt trao đổi nhiệt
Trong thiết bị cô đặc bốc hơi, bề mặt truyền nhiệt có hai mặt tiếp xúc: một mặt tiếp xúc
với nguyên liệu cần cô đặc và một mặt tiếp xúc với hơi bão hoà. Một số cấu tử của
nguyên liệu trong quá trình cô đặc có thể bị bám dính trên bề mặt truyền nhiệt. Ngoài ra,
theo Fellows (2000) thì hơi bão (tác nhân gia nhiệt) cũng có thể làm ăn mòn bề mặt trao
đổi nhiệt. Những hiện tượng trên sẽ làm giảm tốc độ truyền nhiệt của quá trình.
Để hạn chế hiện tượng cặn bám trên bề mặt trao đổi nhiệt, các nhà sản xuất có thể gia
tăng tốc độ dòng chảy nguyên liệu trong thiết bị. Ngoài ra, sau mỗi mẻ sản xuất, chúng ta
cần vệ sinh cẩn thận để làm trôi đi các cấu tử bám trên bề mặt truyền nhiệt.
 Hiện tượng màng biên
Lớp nguyên liệu chảy dòng tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt (lớp màng biên) thường tạo
ra một trở lực lớn cho quá trình truyền nhiệt. Để làm giảm chiều dày của lớp màng biên
này, các nhà sản xuất có thể tạo ra những dòng đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức trong
thiết bị cô đặc.
 Độ nhớt của nguyên liệu
Khi tăng độ nhớt của nguyên liệu, chỉ số Reynolds sẽ giảm nên tốc độ truyền nhiệt sẽ
giảm đi
b. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của quá trình cô đặc
 Hiện tượng tạo bọt

5

Trong quá trình cô đặc bằng nhiệt, bên trong dung dịch nguyên liệu sẽ xuất hiện những
bong bóng hơi. Nếu trong dung dịch nguyên liệu có chứa những cấu tử có khả năng làm
bền bọt như protein thì sẽ hình thành một lớp bọt trên bề mặt dung dịch trong thiết bị lớp bọt này sẽ làm giảm tốc độ thoát hơi thứ ra khỏi dung dịch cần cô đặc.
 Tổn thất chất khô do hơi thứ
Trong quá trình cô đặc, hơi thứ thoát ra khỏi thiết bị có thể lôi cuốn theo một số cấu tử
(có trong nguyên liệu) ở dạng sương mù. Tổn thất chất khô càng nhiều nếu sự sôi diễn ra
quá mãnh liệt trong thiết bị bốc hơi. Để hạn chế sự tổn thất này, các thiết bị cô đặc
thường được thiết kế với khoảng không gian rộng, kèm theo bộ phận tách các cấu tử bị
hơi nước lôi cuốn theo.
2. Kết tinh
2.1 Khái niệm
Quá trình kết tinh là quá trình tạo thành các tinh thể của các hợp chất từ dạng lỏng hoặc
dạng hòa tan trong dung dịch. Sản phẩm thu được từ quá trình kết tinh là các tinh thể
 Tinh thể: Tinh thể là chất rắn có cấu trúc không gian ba chiều, các cấu tử sắp xếp
thành một trật tự nhất định, tạo thành một lưới không gian, trong đó, các cấu tử
chính là các mắt lưới. Do đó, tinh thể hoàn toàn khác trạng thái vô định hình.
Hiện nay có 14 cấu trúc tinh thể tồn tại trong tự nhiên.

Hệ
Ba nghiêng

Các mạng Bravais


6

Một

nghiêng

Trực thoi

Tứ phương

Tam
phương

Lục
phương


7

Lập
phương

Bảng 2: Cấu trúc tinh thể
Hình dạng cuối cùng của chất rắn kết tinh được thường không giống với hình dạng cơ sở
của mạng lưới không gian do quá trình kết tinh còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác
2.2 Các quá trình kết tinh
Chia thành ba giai đoạn:
 Giai đoạn tạo dung dịch quá bão hoà:
Khi nồng độ một cấu tử trong dung dịch đặt trạng thái bão hoà thì dung dịch không có
khả năng hoà tan thêm cấu tử đó nữa. Nồng độ cấu tử đó trong dung dịch được gọi là
nồng độ bão hoà. Nồng độ bão hoà của một cấu tử phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bản chất
của cấu tử, bản chất của dung môi, sự tồn tại của các cấu tử khác trong dung môi, nhiệt
độ,… Trong các yếu tố đó, nhiệt độ là thông số thường được sử dụng để tạo quá trình kết
tinh. Nồng độ bão hoà thường tăng khi nhiệt độ tăng và ngược lại.

Để đánh giá mức độ bão hoà, người ta thường sử dụng hệ số bão hoà S:
𝑆=

𝐶
𝐶𝑜

Với C: nồng độ cấu tử trong dung dịch
Co: nồng độ bão hoà tương ứng
Dung dịch bão hoà có S = 1
o Khi nồng độ một cấu tử trong dung dịch vượt quá nồng độ bão hoà ( S >
1), cấu tử đó có thể sẽ kết tinh.
o Khi nồng độ dung dịch thấp hơn nồng độ bão hoà ( S ≤ 1), quá trình kết
tinh sẽ không diễn ra.


8

Vì vậy, muốn quá trình kết tinh diễn ra, phải tạo ra dung dịch quá bão hoà. Thường có 2
cách tạo ra dung dịch quá bão hoà:
o Làm lạnh: khi làm lạnh, độ hoà tan sẽ giảm, khi đó, nồng độ bão hoà sẽ
giảm, hệ số S sẽ tăng.
o Cô đặc: khi cô đặc, nồng độ dung dịch sẽ tăng, hệ số S cũng tăng.
 Giai đoạn tạo mầm tinh thể:
o Khi đã tạo được dung dịch quá bão hoà, quá trình kết tinh chưa chắc đã
xảy ra, dù xét về mặt nhiệt động học, trạng thái tinh thể bền hơn trạng
thái quá bão hoà và quá trình kết tinh là quá trình sinh năng lượng.
Nguyên nhân của hiện tượng này là do trong quá trình kết tinh, cần một
lượng năng lượng để tạo ra bề mặt tinh thể. Năng lượng này được gọi là
năng lượng hoạt hoá.
o Các nhà khoa học đã đề nghị một mô hình trạng thái của dung dịch gồm

ba vùng: vùng chưa bão hoà, vùng giả bền, vùng quá bão hoà.

Hình 5: Trạng thái của dung dịch

Khi trạng thái dung dịch nằm dưới đường chưa bão hoà, quá trình kết tinh sẽ
không diễn ra. Trong vùng giả bền, quá trình kết tinh có thể diễn ra, nhưng không
có quá trình hình thành mầm tinh thể. Còn khi trạng thái dung dịch nằm trong
vùng ở trên đường quá bão hoà, quá trình hình thành mầm tinh thể và quá trình
phát triển tinh thể diễn ra đồng thời.


9

 Giai đoạn phát triển tinh thể: có 2 cơ chế phát triển mầm tinh thể thành tinh
thể:
o Cơ chế phát triển với hình dạng tinh thể không đổi. Theo cơ chế này, tốc
độ kết tinh tại mọi vị trí trên bề mặt tinh thể là như nhau. Do đó, hình
dạng tinh thể không đổi trong suốt quá trình kết tinh.
Cơ chế phát triển theo kiểu bao phủ. Theo cơ chế này, hình dạng thinh thể thay đổi trong
suốt quá trình kết tinh.


10

III.

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Đường cát
trắng

Nước

Khuấy trộn

Than
hoạt tính

Gia nhiệt

Vôi

Lọc
Tạp
chất

Cô đặc

Kết tinh

Ly tâm
Mật

Sấy

Đường phèn


11

IV. THUYẾT MINH QUY TRÌNH

1. Khuấy trộn
Mục đích: Chuẩn bị: quá trình khuấy trộn được áp dụng để trộn các thành phần nguyên
liệu như đường cát, nước, vôi sữa với nhau để chuẩn bị cho quá trình gia nhiệt nước
đường. Sữa vôi có tác dụng làm chắc đường
Biến đổi: Có sự chuyển pha của đường từ trạng thái rắn hòa tan vào nước tạo thành dịch
lỏng có độ nhớt cao hơn. Vôi sữa hòa tan với dịch đường tạo thành hỗn hợp đục
Phương pháp thực hiện: Quá trình phối trộn được thực hiện trong các thùng phối trộn
chuyên dùng có cánh khuấy để hòa tan
Thiết bị và thông số thiết bị: thiết bị phối trộn cánh khuấy mái chèo có ống nối bằng inox
304, trục và cánh khuấy bằng inox 304

Hình 6: Thiết bị khuấy trộn

Thông số thiết bị:

Hình 7: Cánh khuấy

Đường kính cánh khuấy: 800 – 1200 mm
Tốc độ quay cánh khuấy: 20 – 100 vòng/phút

2. Gia nhiệt
Mục đích: Làm sạch dịch đường sau khi phối trộn


12

Biến đổi: chủ yếu xảy ra biến đổi hóa lý, chất màu và một số tạp chất trong dịch đường sẽ
hấp phụ trong mao dẫn của các hạt than hoạt tính. Dịch đường tách lớp, tạp chất nổi lên
trên, phần dưới là dịch đường.
a. Phương pháp thực hiện: Hỗn hợp sau khi phối trộn sẽ được bơm qua thiết bị gia

nhiệt là thùng nấu. Chuẩn bị huyền phù than hoạt tính với nồng độ 15%, sau khi
gia nhiệt lên 700C rồi bổ sung huyền phù này vào dung dịch và sau đó gia nhiệt lên
100 – 1050C

Thông số quá trình: Nhiệt độ xử lý 700C
Nhiệt độ nấu 100 – 1050C
Thời gian 25 – 30 phút
Thiết bị và thông số thiết bị

Hình 8: Thiết bị gia nhiệt
Điện áp: 220V / 50Hz
Nồi dung tích: 100 lít
Kích thước: 53 x 53 x 70 cmm
Công suất: 6 Kw


13

Inox: lớp trong 430 dày 2 mm
 Mục đích sử dụng than hoạt tính: tẩy màu nhằm mục đích hoàn thiện, loại
bỏ các chất màu trong dung dịch. Các chất màu này có sẵn trong nguyên
liệu hay sinh ra trong quá trình chế biến. Tẩy màu còn có mục đích chuẩn
bị để dung dịch nước đường được trong suốt và quá trình kết tinh tiếp theo
sẽ diễn ra dễ dàng hơn.
 Phương pháp thực hiện:
Tẩy màu bằng phương pháp hóa lý: nước đường sẽ được bổ sung than hoạt
tính. Than sẽ hấp phụ các chất màu phân tán trong dung dịch ở dạng keo.
Lượng than hoạt tính được pha sẵn ở dạng huyền phù rồi cho vào thùng khuấy
trộn theo tỷ lệ khoảng 1-3% khối lượng nước đường. Nhiệt độ thích hợp cho
quá trình hấp là 80oC. Thời gian hấp phụ kéo dài khoảng 30-40 phút. Sau đó

hỗn hợp sẽ qua thiết bị lọc để thu nước đường trong. Nhằm giúp cho quá trình
lọc tốt hơn, có thể bổ sung thêm các chất trợ lọc vào dung dịch đường cùng với
than.
3. Lọc
Mục đích: Loại bỏ tạp chất trong hỗn hợp sau khi gia nhiệt, tạo dịch đường trong suốt để
chuẩn bị cho quá trình cô đặc đường
Biến đổi: xảy ra sự phân riêng hai pha, pha phân tán bao gồm các hạt than đã hấp phụ các
chất màu và một số tạp chất bị lẫn trong dung dịch, pha liên tục là dịch đường đã được
tinh sạch
Phương pháp thực hiện: Hỗn hợp sau khi gia nhiệt được bơm trực tiếp vào thùng chứa có
gắn màng lọc. Dịch lọc chảy xuống thùng chứa, các tạp chất được giữ lại trên màng lọc
Thiết bị và thông số thiết bị: thùng chứa gắn màng lọc


14

Hình 9: Thiết bị lọc
Model: VP 6G056
Kích thước máy: 3500L x 1700W x 2200H
Năng suất: 5 tấn/h
Độ tinh lọc: 0.4 EBC
Áp lực lọc lớn nhất 6 kg/cm2
Diện tích mỗi đĩa lọc: 0.65 m2
Số lượng đĩa lọc: 14 tấm
Hiệu suất lọc: 5 – 6.5 bL/m2h
Đường kính ống: SMS 51 mm
Áp lực nguồn khí nén: 6 kg/cm2
Áp lực nước: 0.18 – 0.2 Mpa
Tổng công suất điện: 10KW
Trọng lượng máy: 1500 kg

15

4. Cô đặc
Mục đích: Chuẩn bị: Bốc hơi dịch đường có nồng độ từ 13 – 150 Bx đến nồng độ 70 – 750
Bx, nồng độ thích hợp để chuẩn bị cho quá trình kết tinh đường
Biến đổi
-

Vật lý: Hàm lượng chất khô tăng do sự bốc hơi nước. Khối lượng và thể tích
dịch đường giảm đi, hoạt độ nước trong dịch đường giảm
Hóa học: Nồng độ dung dịch tăng do sự bốc hơi nước, đường bị caramel hóa
gây sẫm màu nước đường. Ở nhiệt độ cao, saccharose dễ bị chuyển hóa thành
đường glucose và fructose. Các đường khử này lại bị phân hủy thành các chất
màu và acid hữu cơ. Quá trình này diễn ra nhanh hơn nếu dung dịch đường có
tính acid

Phương pháp thực hiện
-

-

Quá trình này được thực hiện ngay sau quá trình lọc. Do nồng độ đường trước
và sau quá trình cô đặc khác nhau nhiều nên để giảm bớt sự biến đổi của đường
và tiết kiệm năng lượng, cần sử dụng thiết bị cô đặc nhiều nồi liên tiếp nhau.
Hơi thứ (hơi nước do nước đường bốc lên) của nồi trước sẽ được tận thu làm
hơi đốt của nồi sau.
Trong quá trình cô đặc, nhiệt độ sôi của dung dịch đường thay đổi theo áp suất,
nồng độ dịch đường. Tổn thất nhiệt của nồi trước qua nồi sau là 1 – 1.5 0C.

Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt là có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi nước
và dung dịch đường. Tức là có sự chênh lệch áp suất giữa hơi đốt và hơi thứ
trong các nồi. Sử dụng thiết bị cô đặc 4 nồi cùng chiều để bốc hơi. Để đảm bảo
nồi cuối bốc hơi, thường sử dụng hệ nồi cô đặc chân không. Áp suất nồi cô đặc
giảm dần từ nồi đầu tiên có áp suất cao đến nồi cuối có độ chân không đến 580
– 650 mmHg. Do đó nhiệt độ trong các nồi giảm từ 1200C xuống 650C


16

Thiết bị và thông số thiết bị

Hình 10: Thiết bị cô đặc
Năng suất bay hơi: 1500 (kg/h)
Tiêu hao hơi: 1100 (kg/h)
Áp lực hơi: < 0.1 Mpa
Nhiệt độ: bộ thứ nhất 800C – 900C bộ thứ hai 550C – 700C
Áp chân không: bộ thứ nhất 0.02 – 0.04 Mpa bộ thứ hai 0.05 – 0.08 Mpa
Kích thước L*W*H: 6.3*1.2*4.3 (m)
Nước tuần hoàn làm mát (T/H)
5. Kết tinh
Khái niệm kết tinh đường: Là quá trình tách chất rắn hòa tan trong dung dịch dựa trên sự
chuyển đổi trạng thái của chất tan từ hòa tan sang trạng thái bão hòa.
Nguyên lý kết tinh
 Nguyên lý I: Giữ nguyên nhiệt độ, tăng dần nồng độ thì xảy ra sự kết tinh
cô đặc hoặc là sự kết tinh nóng nấu đường.
 Nguyên lý II: Giữ nguyên nồng độ, hạ dần nhiệt độ thì xảy ra sự kết tinh
(làm nguội hoặc kết tinh lạnh hoặc bồi tinh )
Diễn biến quá trình kết tinh đường: 2 giai đoạn

17

 Giai đoạn 1: Hình thành nhân tinh thể
Các tinh thể đường khuếch tán trong dung dịch sẽ tập hợp lại và phân bố
lên mạng tinh thể. Giai đoạn 1 diễn ra nhanh.
 Giai đoạn 2: Nhân tinh thể phát triển
Các phân tử đường đang tan trong dung dịch sẽ khuếch tán lên trên bề mặt
của nhân tinh thể làm cho nhân tinh thể dần lớn lên. Giai đoạn 2 diễn ra
chậm, tốc độ kết tinh tính theo giai đoạn 2
Trạng thái quá bão hòa đường Saccharose có thể chia thành 3 vùng với những đặc tính
khác nhau :
 Vùng ổn định (quá bão hòa thấp α = 1.10 – 1.15): Nếu trong dung dịch có
sẵn tinh thể thì tinh thể sẽ lớn lên chứ không hình thành tinh thể mới.
 Vùng trung gian ( quá bảo hòa trung bình α = 1.20 – 1.25):
Nếu trong dung dịch có sẵn tinh thể thì tinh thể sẽ lớn đồng thời xuất hiện
tinh thể mới
Nếu dung dịch chưa có sẵn tinh thể thì có thể kích thích để dung dịch xuất
hiện tinh thể.
Một số cách kích thích : tác động cơ học, hạ nhiệt độ đột ngột, tác động
siêu âm hoặc cho vào dung dịch một ít khối đường làm nhân tinh thể.
 Vùng biến động ( quá bão hòa cao, α ≥ 1.3 ): Tại vùng này tinh thể tự nhiên
xuất hiện liên tục đồng thời lớn lên nhưng rất chậm.
Phương pháp nấu đường: do hàm lượng đường saccharose ban đầu trong dịch đường khá
cao nếu chỉ kết tinh lần thì sẽ kéo dài thời gian và lượng đường còn sót lại trong dịch sau
quá trình kết tinh cao, vì vậy cần phải nấu – kết tinh lại nhiều lần
Phương pháp nấu gián đoạn (nấu từng mẻ): Gồm 4 giai đoạn :
 Giai đoạn 1: Cô đặc dầu
Cho dịch đường vào thiết bị kết tinh rồi cô đặc lên đến nồng độ bão hào mong muốn.
Chú ý: Nguyên liệu còn loãng nên phải tận dụng khả năng của thiết bị để mau chóng đưa

đung dịch lên đến độ bão hòa.Không được rút hết dung dịch trong thùng chứa vì lớp đáy
có cặn và có thể rút không khí vào nồi làm dịch trong nồi bùng lên dẫn đến hiện tượng
chảy đường ra tháp ngưng tụ
 Giai đoạn 2: Khởi tinh (bắt đầu tạo ra nhân tinh thể)
Sử dụng phương pháp kích thích:


18

Cô đặc đầu đến vùng trung gian α = 1.20 – 1.25 rồi kích thích dung dịch sinh khối bằng
cách cho nước lạnh vào dung dịch đang sôi. Cho một ít đường khối thì hàng loạt tinh thể
sẽ xuất hiện rồi tiến hành cố định tinh thể bằng cách đưa vào vùng ổn định.
 Giai đoạn 3: Nuôi tinh
Dùng nguyên liệu để nuôi tinh lớn lên, vừa mở hơi cô đặc dung dịch đường
non, vừa cho nguyên liệu vào. Chú ý giữ nguyên độ quá bão hòa để tránh
sự tan khối
 Giai đoạn 4: Sau khi tinh thể lớn lên đủ kích thước, đạt yêu cầu người ta
tiến hành cô đặc cuối, ngưng cho nguyên liệu nhưng vẫn tiếp tục mở hơi cô
đặc để độ quá bão hòatăng dần từ từ và giảm hơi từ từ để trách độ quá bão
hòa tăng đột ngột sinh ngụy tinh. Cô đặc lên 90 – 980Bx thì kết thúc quá
trình kết tinh và đóng hẳn hơi lại.
Chú ý : không để độ quá bão hòa tăng đột ngột, có thể cho thêm một ít nước vào để rửa
lớp phim mặt.
Mục đích
Khai thác: tạo điều kiện thuận lợi để đường saccharose trong dịch đường kết tinh lại
thành các tinh thể đường khối
Biến đổi
Sau khi được tạo thành, tinh thể đường rất bền hầu như không có sự thay đổi nào về cấu
trúc và các đặc điểm khác
Thiết bị và thông số thiết bị

19

Hình 11: Thiết bị kết tinh
Công suất: 1t – 100t/h
Dung tích: 316l
SUS304; hợp kim titan; Q235B
6. Ly tâm
Mục đích: quá trình ly tâm nhằm tách tinh thể đường ra khỏi mật bằng lực ly tâm
Phương pháp thực hiện
Máy ly tâm sinh lực ly tâm làm cho mật văng ra qua lưới ly tâm bên thành máy, còn
đường phèn không lọt qua lưới nằm lại. khả năng tách mật phụ thuộc vào loại “ đường
non” và tính năng máy ly tâm
Quá trình ly tâm được chi làm hai giai đoạn:
 Giai đoạn đầu, khi “đường non” đã được phân phối đều trong thùng thì
tăng dần tốc độ máy lên cực đại. Nhờ lực ly tâm phần lớn mật được tách ra
gọi là mật nguyên. Thời gian tách mật phụ thuộc vào bề dày lớp “đường
non” và độ nhớt của “đường non”


20

 Giai đoạn 2, khi thấy mật rỉ thoát ra ngoài quá ít và thấy “đường non” còn
dính nhiều mật, cần dùng nước bay hơi để rửa đường. Lượng nước được
tách ra lúc này gọi là mật loãng. Sau khi rửa xong đóng van hơi lại, hãm
máy và xả đường. thiết bị ly tâm có hai loại thông dụng là dạng gián tiếp và
dạng liên tục
Thông số quá trình
Thiết bị và thông số thiết bị: sử dụng thiết bị ly tâm liên tục

Hình 12: Thiết bị li tâm
Kích thước nón Ø ( 1070 – 1525 ) x 300
Sức chứa:

1271 – 2425 kg
710 – 2450 lít

Năng suất: 10 – 36 tấn/h
Thụ điện: 55 – 132 kW
Tốc độ quay: 1600 – 2100 v/phút
7. Sấy
Mục đích: nhằm tách lớp nước trên bề mặt khối đường, tăng thời gian bảo quán và tạo độ
bóng sáng cho sản phẩm
Biến đổi


21

-

Vật lý: Trong quá trình sấy sẽ xuất hiện gradient nhiệt trong nguyên liêu. Nhiệt độ
sẽ tăng cao tại vùng bề mặt đường và sẽ giảm dần ở vùng trung tâm
Hóa lý: sự chuyển pha của nước từ lỏng sang hơi nên khối đường khô lại
Sinh học: các vi sinh vật cũng bị ức chế hoặc tiêu diệt do tác dụng nhiệt và do hoạt
độ của nước giảm đi

Phương pháp thực hiện
Đường sau khi ly tâm, nếu có rửa nước thì độ ẩm khoảng 1.7 – 2%. Trường hợp
dùng hơi nóng để rửa thì độ ẩm khoảng 0.7 – 1 %. Cần phải có quá trình sấy để

giảm độ ẩm của đường. Độ ẩm cuối của đường thành phẩm là 0.1 – 0.2 %. Nhiệt
độ sấy đường càng thấp thì chất lượng đường càng cao nhưng thời gian sấy càng
dài, nhiệt độ có thể biến dổi từ 70 – 1000C
Sau khi sấy đường được làm nguội và bao gói để thành đường thành phẩm
Thiết bị và thông số thiết bị: thiết bị sấy khay

Hình 13: Thiết bị sấy khay
Model: TMCN-B17
Điện áp: 220V / 50Hz


22

Công suất: 1500W
Số lượng khay sấy: 6 khay
Nhiệt độ Max: 1000C
Chất liệu: Inox 304
Đường kính khay: 30cm
Kích thước: 410 x 440 x 860mm
Bảo hành: 12 tháng