Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS HIỆN
ĐẠI NĂNG SUẤT 6500 TẤN MÍA/NGÀY
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Phương Thảo
Số thẻ sinh viên: 107140098
Lớp: 14H2A

Đà Nẵng – Năm 2019


TÓM TẮT
Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500
tấn mía/ngày”.
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Phương Thảo
Số thẻ sinh viên: 107140098
Lớp: 14H2A
Nội dung chính của đồ án có 10 chương chính, bao gồm:
Chương 1: Lập luận kinh tế – kỹ thuật
- Trình bày các yếu tố cần thiết tại nơi được chọn đặt nhà máy.
Chương 2: Tổng quan
- Tổng quan về nguyên liệu mía đường, sản phẩm đường RS và sự phát triển của
ngành công ngiệp mía đường trong nước và trên thế giới.
Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ
- Quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình công nghệ (trình bày mục đích,
thông số kĩ thuật (nếu có) và thiết bị của từng công đoạn).
Chương 4: Tính cân bằng vật chất
- Dựa vào số liệu ban đầu để tính được năng suất các công đoạn của quy trình sản
xuất, coi hao hụt ở các công đoạn quy trình sản xuất là 0%.

Chương 5: Tính cân bằng nhiệt lượng
- Dựa vào số liệu tính được ở cân bằng vật chất để tính được nhiệt lượng cần sử
dụng của các quá trình: gia nhiệt, bốc hơi, cô đặc, sấy,...
Chương 6: Tính và chọn thiết bị
- Dựa trên năng suất chương 4, lượng nhiệt chương 5 và quy trình công nghệ ở
chương 3 để tính, chọn thiết bị, máy móc, thùng chứa cho từng công đoạn sản xuất.
Chương 7: Tính xây dựng
- Tính thời gian làm việc, số nhân công.
- Tính các công trình xây dựng dựa trên số công nhân, nhân viên và năng suất
nhà máy để tính diện tích từng công trình, chọn diện tích khu đất…
Chương 8: Tính hơi - nước
- Tính lượng hơi, nước sử dụng trong nhà máy.
Chương 9: Kiểm tra sản xuất – Đánh giá chất lượng sản phẩm
- Trình bày cách đánh giá chất lượng sản phẩm và quá trình kiểm tra trong quá
trình sản xuất.
Chương 10: An toàn lao động – Vệ sinh xí nghiệp
- Trình bày các yêu cầu trong nhà máy để đảm bảo an toàn lao động, đảm bảo an
toàn vệ sinh,…trong nhà máy.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA: HOÁ
-------- ooooo --------

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phạm Thị Phương Thảo
Lớp:

14H2A
Khoa: Hóa

Số thẻ sinh viên: 107140098
Ngành: Công nghệ thực phẩm

1. Tên đề tài đồ án:
“Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày”
2. Đề tài thuộc diện:
☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện.
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Thành phần cấy mía (tính % theo CK của mía)
Sacaroza
Chất không đường
Thành phần xơ

: 12,6%
: 2,9%
: 10,8%

Nước trong mía

: Sinh viên tự tính

GP bã
Độ ẩm bã
Lượng nước thẩm thấu
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
- Lời mở đầu.

: 75%
: 48,5%
: 24%

- Chương 1: Lập luận kinh tế, kỹ thuật.
- Chương 2: Tổng quan.
- Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ.
- Chương 4: Tính cân bằng vật chất.
- Chương 5: Tính cân bằng nhiệt.
- Chương 6: Tính và chọn thiết bị chủ yếu.
- Chương 7: Tính xây dựng.
- Chương 8: Tính hơi - nước.
- Chương 9: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm.
- Chương 10: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp.
- Kết luận.
- Tài liệu tham khảo.
5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):
- Bản vẽ mặt bằng tầng một phân xưởng sản xuất chính (Ao), (A3).


- Bản vẽ mặt bằng tầng hai phân xưởng sản xuất chính (Ao), (A3).
- Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (Ao), (A3).
- Bản vẽ sơ đồ hơi và nước (Ao), (A3).
- Bản vẽ mặt bằng tổng thể nhà máy (Ao), (A3).
6. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
8. Ngày hoàn thành đồ án:

14/02/2019
30/05/2019

Đà Nẵng, ngày 30 tháng 05 năm 2019

Trưởng Bộ môn

PGS.TS Đặng Minh Nhật

Người hướng dẫn

PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh


LỜI CẢM ƠN
Đồ án tốt nghiệp là sản phẩm cuối cùng của sinh viên trước khi rời khỏi trường đại
học. Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp sinh viên phải áp dụng tất cả những kiến
thức đã được học và tích lũy trong suốt những năm ngồi trên ghế nhà trường. Chính vì
vậy những kiến thức đã được tiếp thu trong 5 năm học tại trường đại học Bách Khoa
Đà Nẵng là nền tảng vững chắc giúp em hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này. Em xin
chân thành cảm ơn các thầy cô ở trường Đại học Bách khoa nói chung, các thầy cô
trong khoa Hóa nói riêng và đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực
Phẩm đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại trường.
Em xin chân thành cảm ơn cô Trương Thị Minh Hạnh, cô là người trực tiếp hướng
dẫn tận tình cho em những kiến thức cũng như những kinh nghiệm quý báu, tạo điều
kiện thuận lợi cho em có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng em xin cảm nhà trường đã tạo điều kiện trong quá trình học tập cũng
như trong quá trình thực hiện đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Phương Thảo

i


CAM ĐOAN
Em là Phạm Thị Phương Thảo, xin cam đoan về nội dung đồ án không sao chép
nội dung cơ bản từ các đồ án khác. Các số liệu trong đồ án được sự hướng dẫn của
thầy hướng dẫn và tính toán của bản thân một cách trung thực, nguồn trích dẫn có chú
thích rõ ràng, minh bạch, có tính kế thừa, phát triển từ các tài liệu, tạp chí, các công
trình nghiên cứu đã được công bố, các website.
Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này.
Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Phương Thảo

ii


MỤC LỤC

TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
CAM ĐOAN ...............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ....................................................................... x
DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ......................................................xiii
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT .......................................................... 2
1.1. Đặc điểm tự nhiên, vị trí xây dựng nhà máy ...................................................... 2
1.2. Nguồn nguyên liệu............................................................................................ 2

1.3. Hợp tác hóa - liên hiệp hóa ............................................................................... 2
1.4. Nguồn cung cấp điện ........................................................................................ 3
1.6. Nguồn cung cấp hơi .......................................................................................... 3
1.7. Nguồn cung cấp nhiên liệu, năng lượng ............................................................ 3
1.8. Hệ thống giao thông.......................................................................................... 3
1.9. Xử lý nước thải – Rác thải - Khí thải ................................................................ 4
1.10. Nguồn nhân lực............................................................................................... 4
1.11. Thị trường tiêu thụ .......................................................................................... 4
Chương 2: TỔNG QUAN ............................................................................................ 5
2.1. Giá trị kinh tế của cây mía, phụ phẩm ............................................................... 5
2.2. Thành phần hóa học của mía ............................................................................. 6
2.2.1. Đường sacaroza (C6H12O6) ........................................................................ 6
2.2.2. Chất không đường ..................................................................................... 7
2.3. Quá trình lấy nước mía ..................................................................................... 7
2.3.1. Phương pháp ép ......................................................................................... 7
2.3.2. Phương pháp khuếch tán ............................................................................ 8
2.4. Quá trình làm sạch nước mía ............................................................................ 8
iii


2.4.1. Cơ sở lí thuyết ........................................................................................... 8
2.4.2. Các phương pháp làm sạch nước mía ....................................................... 10
2.5. Quá trình cô đặc.............................................................................................. 11
2.5.1. Phương án bốc hơi chân không ................................................................ 12
2.5.2. Phương án bốc hơi áp lực ........................................................................ 12
2.5.3. Phương án bốc hơi áp lực chân không...................................................... 12
2.6. Quá trình nấu đường và kết tinh ...................................................................... 13
2.7. Đường RS thành phẩm .................................................................................... 14
2.8. Sự phát triển của ngành công nghiệp đường mía ............................................. 14
2.8.1. Trên thế giới ............................................................................................ 14

2.8.2. Trong nước .............................................................................................. 15
Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ...................... 17
3.1. Chọn phương pháp sản xuất ............................................................................ 17
3.1.1. Chọn phương pháp sản xuất ..................................................................... 17
3.1.2. Chọn phương pháp lấy nước mía ............................................................. 17
3.1.3. Chọn phương pháp làm sạch .................................................................... 18
3.1.4. Chọn phương pháp nấu đường ................................................................. 18
3.1.5. Chọn chế độ nấu đường ........................................................................... 18
3.2. Thuyết minh quy trình .................................................................................... 18
3.2.1. Vận chuyển và cấp mía ............................................................................ 18
3.2.2. Xử lý sơ bộ .............................................................................................. 18
3.2.3. Ép mía: Ép dập và ép kiệt ........................................................................ 21
3.2.4. Gia vôi sơ bộ ........................................................................................... 22
3.2.5. Gia nhiệt lần 1 ......................................................................................... 23
3.2.6. Thông SO2 lần 1 và trung hòa .................................................................. 24
3.2.7. Gia nhiệt lần 2 ......................................................................................... 24
3.2.8. Lắng ........................................................................................................ 25
3.2.9. Lọc chân không ....................................................................................... 25
3.2.10. Gia nhiệt lần 3 ....................................................................................... 26
3.2.11. Bốc hơi (cô đặc)..................................................................................... 26
3.2.12. Thông SO2 lần 2 .................................................................................... 26
iv


3.2.13. Lọc kiểm tra........................................................................................... 27
3.2.14. Nấu đường ............................................................................................. 27
3.2.15. Trợ tinh.................................................................................................. 29
3.2.16. Ly tâm ................................................................................................... 30
3.2.17. Sấy đường.............................................................................................. 32
3.2.18. Làm nguội, phân loại, đóng gói và bảo quản ......................................... 32

Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT ........................................................................ 34
4.1. Ép mía ............................................................................................................ 34
4.1.1. Thành phần mía ....................................................................................... 34
4.1.2. Bã mía .................................................................................................... 34
4.1.3. Nước thẩm thấu ...................................................................................... 35
4.1.4. Nước mía hỗn hợp (NMHH) .................................................................... 35
4.2. Công đoạn làm sạch ........................................................................................ 35
4.2.1. Tính lượng lưu huỳnh và SO2 .................................................................. 35
4.2.2. Tính vôi và sữa vôi .................................................................................. 36
4.2.3. Gia vôi sơ bộ (GVSB).............................................................................. 36
4.2.4. Thông SO2 lần 1 ...................................................................................... 37
4.2.5. Nước mía trung hòa ................................................................................ 38
4.2.6. Nước bùn ................................................................................................ 38
4.2.7. Nước lắng trong ...................................................................................... 39
4.2.8. Bùn lọc ................................................................................................... 39
4.2.9. Nước rửa bùn ........................................................................................... 39
4.2.10. Nước lọc trong ....................................................................................... 39
4.2.11. Nước mía trong ...................................................................................... 39
4.3. Bốc hơi và làm sạch mật chè ........................................................................... 40
4.3.1. Lượng nước bốc hơi................................................................................. 40
4.3.2. Mật chè thô .............................................................................................. 41
4.3.3. Thông SO2 lần 2 ...................................................................................... 41
4.3.4. Lọc kiểm tra ........................................................................................... 42
4.3.5. Mật chè tinh ............................................................................................ 42
4.3.6. Hiệu suất làm sạch mật chè ..................................................................... 43
v


4.4. Nấu đường ..................................................................................................... 43
4.4.1. Khối lượng đường thành phẩm và mật rĩ.................................................. 43

4.4.2. Tính đường noc C .................................................................................... 44
4.4.3. Tính đường non B.................................................................................... 45
4.4.4. Tính cho nấu non A ................................................................................. 46
Chương 5 : CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG ................................................................ 50
5.1. Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc nhiều nồi .......................................................... 50
5.1.1. Khối lượng nước bốc hơi của quá trình cô đặc ........................................ 50
5.1.2. Nồng độ chất khô trong các hiệu ............................................................. 50
5.1.3. Xác định áp suất và nhiệt độ ở các hiệu ................................................... 51
5.1.4. Xác định tổn thất nhiệt độ trong quá trình bốc hơi ................................... 51
5.1.5. Nhiệt độ sôi của dung dịch trong các hiệu bốc hơi ................................... 52
5.1.6. Hiệu số nhiệt độ hữu ích của các hiệu (ti) .............................................. 53
5.2. Cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng ..................................................................... 53
5.3. Cân bằng nhiệt cho hệ nấu đường ................................................................... 54
5.3.1. Nấu non A .............................................................................................. 55
5.3.2. Nấu non B ............................................................................................... 57
5.3.3. Nấu non C ............................................................................................... 59
5.3.4. Nấu giống B, C ........................................................................................ 60
5.4. Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc .......................................................................... 61
5.4.1. Tính lượng hơi nước bốc hơi.................................................................... 61
5.4.2. Lượng hơi dùng cho hệ cô đặc ................................................................. 62
5.5. Nhiệt dùng cho các yêu cầu khác .................................................................... 64
5.5.1. Nhiệt dùng cho hồi dung, đường hồ ......................................................... 64
5.5.2. Nhiệt dùng cho gia nhiệt các loại mật, giống............................................ 65
5.5.3. Nhiệt dùng cho li tâm.............................................................................. 66
5.5.4. Nhiệt dùng cho đun nóng nước thẩm thấu ................................................ 66
5.5.5. Nhiệt đun nóng nước rửa máy lọc chân không ........................................ 66
5.5.6. Nhiệt dùng cho sấy đường thành phẩm .................................................... 67
Chương 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ .................................................................... 69
6.1. Chọn bộ máy ép ............................................................................................. 69
vi

6.1.1. Tính tốc độ trục ép ................................................................................... 69
6.1.2. Kiểm tra lại hệ máy ép ............................................................................. 69
6.2. Băng tải mía.................................................................................................... 69
6.3. Máy băm mía ................................................................................................. 70
6.3.1. Máy băm 1............................................................................................... 70
6.3.2. Máy băm 2............................................................................................... 70
6.4. Máy đánh tơi................................................................................................... 71
6.5. Cân định lượng .............................................................................................. 71
6.6. Thiết bị gia vôi sơ bộ ..................................................................................... 72
6.7. Thiết bị gia nhiệt ............................................................................................. 72
6.8. Thiết bị thông SO2 lần 1 và gia vôi trung hoà .................................................. 74
6.8.1 Bộ phận sunfit hoá .................................................................................... 74
6.8.2. Đoạn giữa thiết bị .................................................................................... 74
6.8.3. Thùng trung hòa ...................................................................................... 74
6.9. Thiết bị lắng.................................................................................................... 75
6.10. Thiết bị lọc chân không................................................................................. 76
6.11. Thiết bị cô đặc (bốc hơi) .............................................................................. 77
6.11.1. Nhiệt lượng cung cấp cho buống đốt các hiệu ........................................ 77
6.11.2. Bề mặt truyền nhiệt các hiệu ................................................................. 77
6.11.3. Các thông số kĩ thuật ............................................................................. 78
6.12. Thiết bị thông SO2 lần II ............................................................................... 79
6.13. Thiết bị lọc kiểm tra ...................................................................................... 79
6.14. Thiết bị nấu đường ........................................................................................ 80
6.14.1. Hệ số truyền nhiệt .................................................................................. 80
6.14.2. Nhiệt lượng cung cấp cho các nồi nấu đường ......................................... 80
6.14.3. Bề mặt truyền nhiệt................................................................................ 81
6.14.4. Tính số nồi nấu đường ........................................................................... 83
6.15. Trợ tinh ......................................................................................................... 83

6.15.1. Tính số lượng thiết bị trợ tinh ................................................................ 83
6.15.2. Kích thước thiết bị ................................................................................. 84
6.16. Thiết bị li tâm .............................................................................................. 84
vii


6.16.1. Máy li tâm đường A, B .......................................................................... 84
6.16.2. Máy li tâm đường C .............................................................................. 85
6.17. Máy sấy đường ............................................................................................. 86
Chương 7: TÍNH XÂY DỰNG .................................................................................. 90
7.1. Tính nhân lực lao động ................................................................................... 90
7.1.1. Chế độ làm việc của nhà máy .................................................................. 90
7.1.2. Thời gian làm việc của nhà máy .............................................................. 90
7.1.3. Phân bố lao động trong nhà máy ............................................................. 91
7.2. Các công trình xây dựng của nhà máy............................................................. 94
7.2.1. Phân xưởng sản xuất chính ...................................................................... 94
7.2.2. Các phân xưởng sản xuất phụ .................................................................. 94
7.2.3. Các công trình kho bãi ............................................................................ 96
7.2.4. Các công trình hành chính, nhà phục vụ công nhân.................................. 97
7.2.5. Khu đất mở rộng ..................................................................................... 97
7.2.6. Các công trình xử lý và chứa nước........................................................... 98
7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy .................................................................... 100
7.3.1. Diện tích khu đất ................................................................................... 100
7.3.2. Tính hệ số sử dụng của nhà máy ............................................................ 100
Chương 8: TÍNH HƠI - NƯỚC ............................................................................... 101
8.1. Tính hơi ........................................................................................................ 101
8.1.1. Cân bằng chất đốt cho lò hơi.................................................................. 101
8.1.2. Tính nhiên liệu phụ trợ lúc không đủ bã hay khởi động lò ..................... 102
8.2. Tính nước ..................................................................................................... 102
8.2.1. Nước ngưng tụ ....................................................................................... 102

8.2.2. Nước lắng trong .................................................................................... 102
8.2.3. Nước lọc trong ....................................................................................... 102
8.2.4. Nước ở tháp ngưng tụ ............................................................................ 102
8.2.5. Nước thải của nhà máy .......................................................................... 103
Chương 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT ....................................................................... 104
9.1. Kiểm tra sản xuất ......................................................................................... 104
9.2. Xác định một số chỉ tiêu .............................................................................. 104
viii


9.2.1. Kiểm tra nguyên liệu mía đầu vào......................................................... 104
9.2.2. Phân tích chỉ tiêu trên cây mía ............................................................... 104
9.2.3. Phân tích các loại nước mía, chè trong: .................................................. 105
9.2.5. Phân tích đường thành phẩm.................................................................. 106
9.2.6. Xác định độ màu ICS theo TCVN - 5447 - 91........................................ 107
Chương 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CÔNG NGHIỆP ..................... 108
10.1. An toàn lao động........................................................................................ 108
10.1.1. Những nguyên nhân gây ra ................................................................. 108
10.1.2. Biện pháp khắc phục ........................................................................... 108
10.1.3. Những an toàn cụ thể trong nhà máy .................................................... 108
10.2. Vệ sinh xí nghiệp ........................................................................................ 109
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 111
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 1
PHỤ LỤC 1 ................................................................................................................. 1
PHỤ LỤC 2 ................................................................................................................. 3
PHỤ LỤC 3 ................................................................................................................. 5

ix

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

1. Danh sách các bảng chương 2:
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu cảm quan ................................................................................ 16
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu lý hóa ..................................................................................... 16
2. Danh sách các bảng chương 4:
Bảng 4.1. Bảng Ap, Bx của nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm .................. 43
Bảng 4.2. Bảng nguyên liệu nấu non C ...................................................................... 45
Bảng 4.3. Bảng nguyên liệu nấu non B ...................................................................... 46
Bảng 4.4. Bảng nguyên liệu nấu non A ...................................................................... 47
Bảng 4.5. Kết quả tính KL thành phẩm và bán thành phẩm tính theo năng suất nhà
máy............................................................................................................................ 48
Bảng 4.6. Bảng tổng kết cân bằng vật chất sản xuất đường RS .................................. 49
3. Danh sách các bảng chương 5:
Bảng 5.1. Bảng áp suất hơi và nhiệt độ tương ứng của các hiệu .......................................... 51
Bảng 5.2. Tổn thất do tăng nhiệt độ sôi ở các hiệu ..................................................... 52
Bảng 5.3. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh ........................................................ 52
Bảng 5.4. Chế độ nhiệt của hệ thống bốc hơi ............................................................. 53
Bảng 5.5. Cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng ................................................................ 54
Bảng 5.6. Nguyên liệu nấu non A ............................................................................. 55
Bảng 5.7. Kết quả tính toán thông số nấu non A ........................................................ 56
Bảng 5. 8. Nguyên liệu nấu non B ............................................................................. 57
Bảng 5.9. Kết quả tính toán thông số nấu non B......................................................... 58
Bảng 5.10. Nguyên liệu nấu non C ............................................................................ 59
Bảng 5.11. Kết quả tính toán thông số nấu non C....................................................... 59
Bảng 5.12. Nguyên liệu nấu giống B, C .................................................................... 60
Bảng 5.13. Kết quả tính toán các thông số nấu giống B, C ......................................... 61
Bảng 5.14. Tổng kết nhiệt trong quá trình nấu ........................................................... 61
Bảng 5.15. Tính toán và tra bảng các thông số của quá trình bốc hơi ......................... 63
Bảng 5.16. Nhiệt dùng cho hồi dung .......................................................................... 65

Bảng 5.17. Nhiệt dùng cho gia nhiệt .......................................................................... 65
Bảng 5.18. Tổng hợp lượng hơi dùng cho nhà máy .................................................... 68
4. Danh sách các bảng chương 6:
Bảng 6.1. Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị gia nhiệt ................................................... 73
Bảng 6.2. Thông số công nghệ thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Taibong .................... 73
Bảng 6.3. Kết quả tính toán diện tích truyền nhiệt nồi bốc hơi ................................... 77
Bảng 6.4. Thông số kĩ thuật thiết bị lọc ống ZX ........................................................ 80
Bảng 6.5. Kết quả tính nhiệt nồi nấu .......................................................................... 80
x


Bảng 6.6. Diện tích bề mặt truyền nhiệt của các nồi nấu ............................................ 81
Bảng 6.7. Kết quả tính toán thiết bị nấu ..................................................................... 83
Bảng 6.8. Kết quả tính toán thiết bị trợ tinh ............................................................... 84
Bảng 6.9. Thông số kĩ thuật thiết bị li tâm C58MT ................................................... 85
Bảng 6.10. Thông số kĩ thuật thiết bị li tâm................................................................ 86
Bảng 6.11. Tổng kết thiết bị trong sản xuất đường RS ............................................... 87
5. Danh sách các bảng chương 7:
Bảng 7.1. Thời gian sản xuất của nhà máy theo lịch................................................... 90
Bảng 7.2. Phân bố lao động trực tiếp ......................................................................... 92
Bảng 7.3. Phân bố lao động gián tiếp ......................................................................... 93
Bảng 7.4. Số công nhân khác ..................................................................................... 93
Bảng 7.5. Tổng kết xây dựng nhà máy ....................................................................... 99
6. Danh sách các bảng chương 8 (phụ lục):
Bảng 8.1. Sự phân bố nước ngưng ............................................................................... 1
Bảng 8.2. Sự phân bố nước lắng trong ......................................................................... 1
Bảng 8.3. Sự phân bố nước lọc trong ........................................................................... 2
Bảng 8.4. Nước thải của nhà máy đường ..................................................................... 2
7. Danh sách các bảng chương 9 (phụ lục):
Bảng 9.1. Quy định thời gian và hạng mục phân tích hằng ngày trong sản xuất ........... 3

8. Danh sách các hình chương 2:
Hình 2.1. Đồ thị quá bão hòa của sacaroza ................................................................ 14
9. Danh sách các hình chương 3:
Hình 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đường RS ........................................... 19
Hình 3.2. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất đường RS ........................................... 20
Hình 3.3. Máy băm mía điều khiển bằng môtơ điện ................................................... 21
Hình 3.4. Máy đánh tơi kiểu búa lắc ......................................................................... 21
Hình 3.5. Sơ đồ thẩm thấu kép .................................................................................. 22
Hình 3.6. Máy ép kiểu đỉnh thẳng .............................................................................. 22
Hình 3.7. Thiết bị gia nhiệt kiểu tấm ......................................................................... 23
Hình 3.8. Thiết bị trung hòa đường ống kiểu đứng ..................................................... 24
Hình 3.9. Thiết bị lắng .............................................................................................. 25
Hình 3.10. Máy lọc chân không liên tục .................................................................... 25
Hình 3.11. Thiết bị cô đặc ống chùm kiểu thẳng đứng .............................................. 26
Hình 3.12. Sơ dồ nấu đường non A, B, C ................................................................... 27
Hình 3.13. Nối nấu đường chân không tập hợp ống .................................................. 29
Hình 3.14. Thiết bị trợ tinh loại đĩa khuyết ............................................................... 30
Hình 3.15. Thiết bị trợ tinh làm lạnh tự nhiên ........................................................... 30
Hình 3.16. Máy ly tâm gián đoạn .............................................................................. 31
Hình 3.17. Máy ly tâm liên tục .................................................................................. 31
Hình 3.18. Thiết bị sấy thùng quay ........................................................................... 32
xi


10. Danh sách các hình chương 4:
Hình 4.1. Công thức nhân chéo nấu giống C .............................................................. 44
Hình 4.2. Công thức nhân chéo nấu non C ................................................................. 44
Hình 4.3. Công thức nhân chéo nấu giống B .............................................................. 45
Hình 4.4.Công thức nhân chéo nấu non B .................................................................. 46
11. Danh sách hình chương 6:

Hình 6.1. Thùng cân tự động ..................................................................................... 71
Hình 6.2. Thiết bị gia vôi ........................................................................................... 72
Hình 6.3. Thiết bị TĐN dạng tấm ............................................................................. 73
Hình 6.4. Thiết bị sunfit - trung hòa ........................................................................... 74
Hình 6.5. Thiết bị lắng ............................................................................................... 75
Hình 6.6. Thiết bị lọc chân không .............................................................................. 76
Hình 6.7. Nồi bốc hơi ................................................................................................ 78
Hình 6 8. Thiết bị lọc ống ZX ................................................................................... 80
Hình 6.9. Nồi nấu ...................................................................................................... 81
Hình 6.10. Trợ tinh .................................................................................................... 84
Hình 6.11. Thiết bị trợ tinh ........................................................................................ 84
Hình 6.12. Thiết bị li tâm ........................................................................................... 85
Hình 6.13. Thiết bị li tâm .......................................................................................... 86
Hình 6.14. Máy sấy thùng quay ................................................................................. 86

xii


DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

1. Danh sách các kí hiệu:
STT

Tên kí hiệu

Kí hiệu

1

Khối lượng riêng (tấn/m3)

ρ

2

Thời gian (oC)

τ

2. Danh sách các chữ viết tắt:
STT

Tên chữ viết tắt

Chữ viết tắt

1

Nước mía hỗn hợp

NMHH

2

Khối lượng

KL

3

Gia vôi sơ bộ

GVSB

4

Mật chè

MC

5

Độ tinh khiết

ĐTK

xiii


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày

MỞ ĐẦU

Đường sacaroza là nguồn cung cấp năng lượng nhanh chóng cho cơ thể con
người, tạo ra sự gia tăng của đường huyết trong quá trình tiêu hóa, cung cấp năng
lượng 3,94 kcal/g. Do đó có ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng cơ thể con người,
là hợp phần chính không thể thiếu trong thức ăn con người [13]. Đường còn là nguyên
liệu cho các ngành chế biến thực phẩm khác như: sản xuất bánh kẹo, các sản phẩm từ
sữa, đồ hộp, nước giải khát... Đồng thời, các sản phẩm phụ của mía đường còn làm
nguyên liệu cho sản xuất rượu, cồn, thức ăn gia súc, bột giấy, gỗ ép, phân bón…[1].

Nước ta có điều kiện khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho sự phát triển của cây mía. Mía là
nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất đường đáp ứng nhu cầu tiêu thụ đường trong
nước, đồng thời xuất khẩu ra thị trường thế giới.
Tuy nhiên thực tế ngành mía đường vẫn còn một số thực trạng cần đáng lưu tâm,
ảnh hưởng đến phát triển của ngành mía đường nói riêng và của nền kinh tế nước ta
nói chung. “Theo Hiệp hội Mía đường Việt Nam (VSSA) vừa đưa ra con số còn tới
700.000 tấn đường tồn kho”. Nguyên nhân theo VSSA do “đường cát nhập lậu từ Thái
Lan đổ vào Việt nam đã lên tới 500.000 tấn/năm, chiếm 1/3 sản lượng đường sản xuất
trong nước” [14]. Mức chênh lệch giữa giá đường nội và ngoại lớn nhiều khi đối tượng
sử dụng là những doanh nghiệp chế biến thực phẩm. “Theo so sánh của một doanh
nghiệp sản xuất bánh kẹo, từ cuối năm ngoái đến nay, giá đường nhập khẩu đang ở
mức khá thấp, về đến cảng khoảng dưới 11.000 đồng/kg, thấp hơn so với đường trong
nước là 11.000 - 13.000 đồng/kg” [14].
Nguyên nhân giá đường nước ta cao hơn giá đường nước bạn một phần là do kĩ
thuật canh tác, các chính sách chưa hợp lí. Nhưng lí do chính là dây chuyền công nghệ,
thiết bị nhà máy đã cũ, lỗi thời không còn phù hợp khiến chi phí tăng đẫn đến tăng giá
thành sản phẩm [14]. Từ những phân tích trên cho thấy việc xây dựng thêm nhà máy
đường mới, áp dụng công nghệ hiện đại, dự tính hợp lí về vùng nguyên liệu thì giá trị
sử dụng của nhà máy sẽ hiệu quả hơn, góp phần giải quyết được vấn đề số lượng và
chất lượng đường, đồng thời giải quyết được việc làm cho người dân, tăng khả năng
cạnh tranh. 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 cấp thiết đó nên em được nhận đề tài “Thiết kế nhà máy sản
xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày”.

SVTH: Phạm Thị Phương Thảo

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

1

Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ, KỸ THUẬT

Tỉnh Thừa Thiên Huế nằm giữa khu vực miền trung, là một tỉnh còn nghèo,
diện tích khá rộng, dân đông nhưng lại sống chủ yếu về nông nghiệp, đồng thời tỉnh có
các huyện miền núi, trung du với diện tích khá rộng, đất đai màu mỡ, phì nhiêu, rất
phù hợp để phát triển các cây công nghiệp như cà phê, cao su, hồ tiêu và cây mía.
Ngày nay ngành công nghiệp mía đường được xem là ngành mang lại nhiều lợi ích cho
nền kinh tế quốc dân. Nhiều năm trở lại đây ngành công nghiệp ở tỉnh Thừa Thiên Huế
phát triển khá mạnh thu hút vốn đầu tư trong nước lẫn nước ngoài, chú trọng ở các khu
công nghiệp như: Phú Bài, Hương Sơ, Tứ Hạ,... Trong đó có các nhà máy chế biến
thực phẩm, rượu tiêu thụ lớn sản lượng đường. Hiện nay ở tỉnh Thừa Thiên Huế không
có nhà máy đường nào, nên nguồn nguyên liệu chưa được sử dụng thích đáng. Vì vậy
việc đầu tư xây dựng nhà máy đường ở đây rất cần thiết và cấp bách.
1.1. Đặc điểm tự nhiên, vị trí xây dựng nhà máy
Nhà máy được đặt ở xã Bình Điền, huyện Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế. Phía
Đông là sông Bình Điền, phía Nam giáp huyện Hương Thủy, phía Bắc giáp huyện
Phong Điền, phía Tây là vùng đồi núi. Vùng đất màu mỡ cho năng suất mía cao và
vùng đất trồng rộng [16].
Thừa Thiên Huế nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cho nên thời tiết diễn
ra theo chu kỳ 4 mùa, mùa xuân mát mẽ, ấm áp; mùa hè nóng bức; mùa thu dịu và mùa
đông gió rét. Nhiệt độ trung bình cả năm 25°C. Số giờ nắng cả năm là 2000 giờ.
- Hướng gió chủ yếu của mùa đông: Tây - Bắc [16]
- Hướng gió chủ yếu của mùa hè: Đông - Nam [16]
Nên chế độ gió có hướng gió thịnh hành là gió mùa Đông Nam Tây Bắc.
1.2. Nguồn nguyên liệu
Hiện nay, vùng nguyên liệu chủ yếu của nhà máy là nguồn cung cấp ở các

huyện trong tỉnh. Đặc biệt, các huyện có sản lượng mía nhiều nhất là Phong Điền,
Hương Trà, Phú Lộc, Quảng Điền. Ngoài ra, nhà máy còn nhập nguyên liệu từ các
huyện khác như Phú Vang, Nam Đông, A Lưới…
Khi nguồn nguyên liệu trong tỉnh không đủ thì nhập thêm nguồn nguyên liệu các
tỉnh: Quảng Trị, Quảng Bình, Quảng Nam,...
Ngoài ra, khi xây dựng nhà máy để có nguyên liệu cho việc sản xuất thuận lợi ta
cần mở rộng thêm vùng nguyên liệu bằng cách đầu tư vốn cho nông dân, khuyến khích
dùng giống mới đạt năng suất cao.
1.3. Hợp tác hóa - liên hiệp hóa
SVTH: Phạm Thị Phương Thảo

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

2


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày

Nhà máy sản xuất đường sẽ là nguồn cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy sản
xuất thực phẩm tại tỉnh Thừa Thiên Huế và trên địa bàn cả nước.
Để đạt được hiệu quả kinh tế thì hầu hết các phế liệu được sử dụng triệt để. Bã
mía là chất đốt phục vụ cho nhà máy, bùn lọc từ mật chè được bán cho các cơ sở sản
xuất phân vi sinh, mật rỉ của nấu đường được bán cho nhà máy sản xuất cồn thô trong
và ngoài tỉnh.
1.4. Nguồn cung cấp điện
Mạng lưới điện quốc gia 500kV hạ thế xuống 220/380V do sở điện lực tỉnh cấp
để sử dụng khi khởi động máy và khi máy ngừng hoạt động thì sử dụng sinh hoạt hoặc
dùng chiếu sáng. Để đảm bảo cho nhà máy được sản xuất liên tục thì lắp thêm một
máy phát điện dự phòng. 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 nước
Tùy theo mục đích sử dụng mà nước phải đảm bảo chỉ tiêu hóa lí, sinh học nhất
định.
Nhà máy sử dụng nước chủ yếu lấy từ sông Bình Điền, hệ thống nước ngầm. Ta
cần phải xử lí trước khi đưa vào sản xuất tùy theo mục đích sử dụng. Nước trong sản
xuất có các dạng sau:
- Nước lọc trong: nước lắng trong được đưa đi lọc để loại triệt để các tạp chất mà
quá trình lắng không loại được.
- Nước sau lọc trong được làm mềm qua cột trao đổi ion để khử độ cứng rồi cung
cấp lò hơi.
1.6. Nguồn cung cấp hơi
Nguồn hơi cung cấp được lấy từ lò hơi của nhà máy để cung cấp nhiệt cho các
công đoạn sản xuất: 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.
1.7. Nguồn cung cấp nhiên liệu, năng lượng
Dùng bã mía làm nhiên liệu đốt lò hơi nhằm giảm bớt chi phí, tăng hiệu suất tổng
thu hồi của nhà máy. Ngoài ra, dùng dầu FO và củi đốt.
Dùng dầu bôi trơn để bôi trơn thiết bị trong sản xuất.
1.8. Hệ thống giao thông
Giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng đối với các nhà máy đường. Nhà máy
phải vận chuyển hàng ngày một khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu... từ các huyện
trong địa phương, các tỉnh Quảng Nam, Quảng Trị,...về nhà máy cũng như vận chuyển
sản phẩm và phụ phẩm đến nơi tiêu thụ.
SVTH: Phạm Thị Phương Thảo

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

3

Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày

Nhà máy có vị trí gần quốc lộ 1A, quốc lộ 49, xung quanh khu vực có một hệ
thống đường liên thôn liên xã nâng cấp khá tốt (DT 16, DT 7) sẽ là lợi thế để giảm chi
phí vận chuyển, lưu thông hoạt động dễ dàng.
1.9. Xử lý nước thải – Rác thải - 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 và
khí thải nhiều bụi, khói từ lò hơi, lò sấy cần được tách bụi bằng xyclon rồi mới thải ra
ngoài môi trường.
1.10. Nguồn nhân lực
Nhà máy tuyển lao động địa phương và các vùng lân cận. Công nhân được tuyển
phần lớn có trình độ học vấn lớp 9 – 12, được học qua khóa đào tạo vận hành thiết bị
và mọi hoạt động khác, chắc chắn sẽ được đội ngũ công nhân lành nghề, đảm bảo cho
nhà máy hoạt động tốt.
Đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật và quản lý: nhà máy sẽ tiếp nhận cán bộ kỹ
thuật của các trường đại học miền Trung đặc biệt là trường đại học Bách khoa Đã
Nẵng và Nông lâm Huế. Đây là lực lượng nòng cốt của nhà máy, được đào tạo cơ bản,
dễ dàng nắm bắt được các tiến bộ của các thành tựu khoa học kỹ thuật mới của các
nước tiên tiến trên thế giới, góp phần cải tiến kỹ thuật, công nghệ của nhà máy.
1.11. Thị trường tiêu thụ
Sản phẩm đường nước ta tiêu thụ hằng năm với một lượng lớn, lượng đường sản
suất ra vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của xã hội, đặc biệt là nông thôn và vùng núi.
Sản phẩm cung cấp cho các nhà máy chế biến thực phẩm trong tỉnh Thừa Thiên Huế
và trên cả nước.
Tóm lại: Việc thiết kế xây dựng nhà máy đường RS năng suất 6500 tấn mía/ngày
tại tỉnh Thừa Thiên Huế là cần thiết và hợp lí với nhu cầu sử dụng và tình hình kinh tế
của khu vực.

SVTH: Phạm Thị Phương Thảo

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

4


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày

Chương 2: TỔNG QUAN

2.1. Giá trị kinh tế của cây mía, phụ phẩm
Mía là cây công nghiệp lấy đường quan trọng của ngành công nghiệp đường.
Đường là một loại thực phẩm cần có trong cơ cấu bữa ăn hàng ngày của nhiều quốc
gia trên thế giới, cũng như là loại nguyên liệu quan trọng của nhiều ngành sản xuất
công nghiệp nhẹ và hàng tiêu dùng như bánh kẹo... [15].
Về mặt kinh tế chúng ta nhận thấy trong thân mía chứa khoảng 80 - 90% nước
dịch, trong dịch đó chứa khoảng 16 - 18% đường. Vào thời kì mía chín già người ta
thu hoạch mía rồi đem ép lấy nước. Từ nước dịch mía được chế lọc và cô đặc thành
đường. Có hai phương pháp chế biến bằng thủ công thì có các dạng đường đen, mật,
đường hoa mai. Nếu chế biến qua các nhà máy sau khi lọc và bằng phương pháp ly
tâm, sẽ được các loại đường kết tinh, tinh khiết [15].
Ngoài sản phẩm chính là đường, những phụ phẩm chính của quá trình sản xuất
đường mía bao gồm:
- Bã mía chiếm 25 - 30% trọng lượng mía đem ép. Trong bã mía chứa trung bình
49% là nước, 48% là xơ (trong đó chứa 45 - 55% cellulose) 2,5% là chất hoà tan
(đường). Bã mía có thể dùng làm nguyên liệu đốt lò, hoặc làm bột giấy, ép thành ván
dùng trong kiến trúc, cao hơn là làm ra Furfural là nguyên liệu cho ngành sợi tổng hợp.
Trong tương lai khi mà rừng ngày càng giảm nguồn nguyên liệu làm bột giấy, làm sợi
từ cây rừng giảm đi thì mía là nguyên liệu quan trọng để thay thế [15].

- Mật gỉ chiếm 3 - 5% trọng lượng đem ép. Thành phần mật gỉ trung bình chứa
20% nước, đường saccaro 35%, đường khử 20%, tro 15%, protein 5%, sáp 1%, bột 4%
trọng lượng riêng. Từ mật gỉ cho lên men chưng cất rượu rum, sản xuất men các loại.
Một tấn mật gỉ cho một tấn men khô hoặc các loại axit axetic, hoặc có thể sản xuất
được 300 lít tinh dầu và 3800 lít rượu. Từ một tấn mía tốt người ta có thể sản xuất ra
35 - 50 lít cồn 96, một ha với kỹ thuật sản xuất hiện đại của thế kỷ 21 có thể sản xuất
7000 - 8000 lít cồn để làm nhiên liệu. Vì vậy khi mà nguồn nhiên liệu lỏng ngày càng
cạn kiệt thì người ta đã nghĩ đến việc thay thế năng lượng của thế kỷ 21 là lấy từ mía
[15].
- Bùn lọc chiếm 1,5 - 3% trọng lượng mía đem ép. Đây là sản phẩm cặn bã còn
lại sau khi chế biến đường. Trong bùn lọc chứa 0,5% N, 3% Protein thô và một lượng
lớn chất hữu cơ. Từ bùn lọc có thể rút ra sáp mía để sản xuất nhựa xêrin làm sơn, xi
đánh giầy,... Sau khi lấy sáp bùn lọc dùng làm phân bón rất tốt [15].
SVTH: Phạm Thị Phương Thảo

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

5


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày

2.2. Thành phần hóa học của mía
Mía là nguyên liệu để sản xuất đường, quá trình gia công và điều kiện kỹ thuật
đều căn cứ vào đặc tính mía; đặc biệt là tính chất, thành phần hoá học của nước mía.
Thành phần hoá học của mía phụ thuộc vào giống mía, đất đai, khí hậu, mức độ chín,
phương pháp canh tác… [1, tr 10].
2.2.1. Đường sacaroza (C6H12O6)
Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của mía, sản phẩm của ngành sản suất
đường. Sacaroza được cấu tạo từ 2 đường đơn α, d - glucoza và β, d - fructoza

[1, tr 11].
2.2.1.1. Tính chất lý học
Tinh thể sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu, tỉ trọng 1,5878 g/ml,
nhiệt độ nóng chảy 186 - 188oC [1, tr 11].
Độ hòa tan: Đường dễ hoà tan trong nước, không tan trong các dung môi hữu cơ.
Độ hòa tan tăng theo chiều tăng của nhiệt độ. Ngoài ra, độ hoà tan còn phụ thuộc vào
các chất không đường có trong dung dịch đường [1, tr 11].
Độ nhớt của dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo chiều
tăng nhiệt độ [1, tr 12].
Nhiệt dung riêng trung bình của sacaroza từ 22 - 51oC là 0,3019 kJ/kg.oC
[1, tr 12].
Dung dịch sacaroza có tính quay cực phải, độ quay cực riêng của sacaroza rất ít
phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ. Trị số độ quay cực trung bình của sacaroza là
+66,5o [1, tr 12].
2.2.1.2.Tính chất hoá học
+ Tác dụng của axit: Dưới tác dụng của axit, sacaroza bị thuỷ phân thành glucoza
và fructoza theo phản ứng [1, tr 13]:
H+
C12H22O11 + H2O
C6H12O6 + C6H12O6
sacaroza
glucoza
fructoza
o
o
+66,5
+52,5
-93,0o
Hỗn hợp đường thu được có góc quay ngược với góc quay cực của đường
sacaroza nên gọi là hỗn hợp đường nghịch đảo. Đường sacaroza bị chuyển hoá làm

giảm sản lượng đường, giảm hiệu suất thu hồi đường [1, tr 13].
+ Tác dụng với chất kiềm: Phân tử sacaroza không có nhóm hidroxyt glucozit
nên không có tính khử. Trong môi trường kiềm, sacaroza có thể coi như một axit yếu,
vì vậy nó tác dụng với vôi tạo thành sacarat, phản ứng này phụ thuộc vào nồng độ
dung dịch, lượng kiềm và lượng sacaroza [1, tr 13].

SVTH: Phạm Thị Phương Thảo

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

6


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày

Ở môi trường kiềm loãng và dung dịch đường lạnh, hầu như không có tác dụng.
Ở pH từ 8 đến 9 và đun nóng trong một thời gian dài, sacaroza bị phân huỷ thành các
hợp chất có màu vàng và màu nâu. Ở nhiệt độ cao, đường bị phân huỷ tạo ra các axit
và các chất màu, tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH [1, tr 13].
+ Tác dụng của nhiệt độ: Ở nhiệt độ cao (160 - 180oC), sacaroza mất nước tạo
thành caramen là sản phẩm có màu như caramenlan, caramenlen, caramenlin
[1, tr 14].
+ Tác dụng của emzim: Dưới tác dụng của enzyme invectaza, sacaroza sẽ chuyển
hoá thành glucoza và fructoza. Sau đó dưới tác dụng của phức hệ enzim, glucoza và
fructoza sẽ chuyển hoá thành ancol và CO2 [1, tr 14].
2.2.2. Chất không đường
Trong ngành đường, người ta gọi tất cả những chất có trong nước mía trừ
sacaroza, là chất không đường kể cả glucoza, fructoza và rafinoza [1, tr 14].
Chất không đường trong nước mía bao gồm:
- Chất không đường không chứa nitơ: Glucoza, fructoza, axit hữu cơ, chất béo

[1, tr 14 - 16].
- Chất không đường chứa nitơ: Anbumin và các chất tương tự, axit amin, amit,
NH3, muối nitrat [1, tr 16].
- Chất màu: Diệp lục tố, xantophin, caroten, melannoidin, caromen…
[1, tr 16 - 17].
- Chất không đường vô cơ: K2O, Na2O, P2O5, Ca, Mg [1, tr 17].
2.3. Quá trình 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 và khuếch tán [1, tr 18].
2.3.1. 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 [1, tr 40].
Ép mía là công đoạn đầu tiên của cả quá trình sản xuất đường, được chia làm các
giai đoạn nhỏ như sau: vận chuyển cấp mía vào máy ép, xử lý mía trước khi ép, ép dập
và ép kiệt [1, tr 40].
- 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 [1, tr 40].
- 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 và tổng hiệu suất thu hồi đường thấp [1, tr 40].
SVTH: Phạm Thị Phương Thảo

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

7


Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS hiện đại năng suất 6500 tấn mía/ngày

2.3.2. Phương pháp khuếch tán
Phương pháp khuếch tán ra đời sau phương pháp ép [1, tr 41].
Nguyên lý của phương pháp này là dựa vào hiện tượng khuếch tán, có nghĩa là
hai dung dịch có nồng độ khác nhau tập trung lại sát bên nhau, hoặc chỉ cách nhau một
màng mỏng, tự trao đổi với nhau bằng thẩm thấu xuyên qua màng mỏng ấy. Công
nghệ khuếch tán bao gồm các công đoạn: Xử lý mía, khuếch tán nước mía, ép nước
khỏi bã mía và xử lý nước ép [1, tr 41].
- 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, vốn đầu tư thấp và tiết kiệm lao động [1, tr 41].
- 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 [1, tr 41].
2.4. Quá trình làm sạch nước mía
2.4.1. Cơ sở lí thuyết
2.4.1.1. Tác dụng của pH
Nước mía hỗn hợp có pH = 5 - 5,5. Trong quá trình làm sạch, do sự biến đổi của
pH dẫn đến các quá trình biến đổi hoá lý và hoá học các chất không đường trong nước
mía và có hiệu quả rất lớn đến quá trình làm sạch [1, tr 39].
- Ngưng kết chất keo: ở nước mía có hai điểm pH làm ngưng tụ keo: pH trên
dưới 7 và pH trên dưới 11. Điểm pH trước là pH đẳng điện, điểm pH sau là điểm
ngưng kết của protein trong môi trường kiềm mạnh. Trong quá trình làm sạch, ta lợi
dụng các điểm pH này để ngưng tụ chất keo [1, tr 39].
- Làm chuyển hoá đường sacaroza: Khi nước mía ở môi trường axit (pH < 7) sẽ
làm chuyển hoá sacaroza thành hỗn hợp glucoza và fructoza gọi là phản ứng ngịch
đảo, gây tổn thất đường và làm giảm độ tinh khiết của mật chè, ảnh hưởng đến tốc độ
kết tinh đường [1, tr 41].
- Làm phân huỷ sacaroza: Trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của nhiệt,
sacaroza bị phân huỷ thành các sản phẩm rất phức tạp: fufurol, metylglioxan, axit
lactic, dioxiaxeton…[1, tr 41].
- Làm phân huỷ đường khử: Trong nước mía hỗn hợp có 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 hủy đường khử, sự phân hủy này dựa vào pH hay
nhiêt độ. Tốc độ phân hủy đường mía tương đối chậm [1, tr 41].
- Tách loại các chất không đường:
+ pH = 7 - 10, các muối vô cơ Al2O3, P2O5, SiO2 bị loại 95% còn Fe2O3, MgO bị
loại lên đến 60% [1, tr 41].
SVTH: Phạm Thị Phương Thảo

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

8