Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG THÔ HIỆN ĐẠI
NĂNG SUẤT 3820 TẤN MÍA/NGÀY.

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa
Số thẻ sinh viên: 107140068

Lớp: 14H2A

Đà Nẵng – Năm 2019


TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía/ngày.
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa
Số thẻ sinh viên: 107140068 Lớp: 14H2A
Yêu cầu của đồ án này là thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất
3820 tấn mía/ngày. Đồ án gồm 1 bản thuyết minh và 5 bản vẽ.
Về phần thuyết minh gồm 10 chương về những nội dung sau:
- Chương 1: Lập luận kinh tế kĩ thuật
- Chương 2: Tổng quan
- Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ
- Chương 4: Tính cân bằng vật chất
- Chương 5: Tính cân bằng nhiệt
- Chương 6: Tính và chọn thiết bị
- Chương 7: Tính xây dựng
- Chương 8: Tính hơi nước

- Chương 9: Kiểm tra sản xuất
- Chương 10: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp
Về phần bản vẽ gồm có 5 bản vẽ được thể hiện trên cỡ giấy A0 gồm:
- Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính gồm 2 bản vẽ: Thể hiện cách bố trí,
khoảng cách giữa các thiết bị trong nhà máy.
- Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính: Thể hiện được hình dạng của gần hết
thiết bị trong phân xưởng theo mặt cắt đứng, mặt cắt ngang, kết cấu tường, kết cấu nhà.
- Bản vẽ đường ống hơi – nước: Giúp cụ thể hóa các đường ống trong xưởng, bao
gồm đường ống hơi, nước cấp, nước thải, nước ngưng.
- Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy: Thể hiện được cách bố trí và xếp đặt phân xưởng
sản xuất và các công trình phụ trong nhà máy.


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

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Huỳnh Thị Hòa
Lớp
: 14H2A
Khoa: Hóa

Số thẻ sinh viên : 107140068
Ngành: Công nghệ thực phẩm

1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 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:
- Hàm lượng đường sacaroza:
11,80 %.
- Chất không đường:
- Thành phần xơ:
Một số thông số khác:
-GP bã:

2,80 %.
11,20 %.
75 %.

- Hiệu suất ép:
97 %
- Độ ẩm bã:
47 %.
- Lượng nước thẩm thấu: Chọn trong khoảng từ w = 22 – 25 %. Chọn 24 %.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
- Mở đầu.
- Lập luận kinh tế kỹ thuật.
- Tổng quan.
- Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ.
- Tính cân bằng vật chất.
- Tính cân bằng nhiệt.
- Tính và chọn thiết bị các thiết bị chủ yếu.
- Tính xây dựng.
- Tính hơi – nước.

- Kiểm tra sản xuất.
- An toàn lao động, vệ sinh xí nghiệp, phòng cháy và chữa cháy.
- Kết luận.


- Tài liệu tham khảo.
5. Các bản vẽ và đồ thị
- Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính.

(A0)

- Bản vẽ các mặt cắt phân xưởng sản xuất chính.
- Bản vẽ đường ống hơi – nước.

(A0)
(A0)

- Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy.
(A0)
6. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 14-02-2019
8. Ngày hòan thành đồ án: 14-05-2019
Trưởng Bộ môn Công nghệ thực phẩm

Đặng Minh Nhật

Đà Nẵng, ngày 14 tháng 5 năm 2019
Người hướng dẫn

Trương Thị Minh Hạnh

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập ở giảng đường đại học, nhờ sự dạy bảo tận tình của
quý thầy cô đã giúp cho em hiểu biết được nhiều kiến thức hữu ích. Em xin cám ơn quý
thầy cô trường Đại học Bách Khoa, em cũng xin chân thành cám ơn quý thầy cô bộ môn
Công nghệ thực phẩm đã cho em những kĩ năng, kiến thức chuyên ngành từ lý thuyết
đến thực tế.
Với đề tài tốt nghiệp “Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820
tấn mía/ngày” này đã giúp em hoàn thành chường trình đại học.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý
kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh, giảng
viên bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm – trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, người đã
tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt thời gian làm đồ án.
Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa đã dạy dỗ cho em những kiến
thức chuyên ngành hữu ích, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện
giúp đỡ em trong suốt thời gian qua.
Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm giúp đỡ em trong suốt
quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.

i


CAM ĐOAN
Em xin cam đoan rằng đồ án này là do em hoàn toàn thực hiện, các số liệu, kết quả
trong bài đồ án là hoàn toàn trung thực và chính xác. Tài liệu tham khảo trong đồ án
được trích dẫn đầy đủ và đúng theo quy định liêm chính học thuật. Mọi vi phạm quy chế
nhà trường, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Sinh viên thực hiện

Huỳnh Thị Hòa

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 ................................................................... vi
DANH SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT............................................................ viii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
Chương 1. LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT ....................................................... 2
1.1 Đặc điểm thiên nhiên ............................................................................................. 2
1.2 Vùng nguyên liệu ................................................................................................... 2
1.3 Hợp tác hóa............................................................................................................ 2
1.4 Nguồn cung cấp điện ............................................................................................. 3
1.5 Nguồn cung cấp hơi ............................................................................................... 3
1.6 Nguồn cung cấp nhiên liệu ..................................................................................... 3
1.7 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước ........................................................... 3
1.8 Vấn đề thoát nước .................................................................................................. 3
1.9 Giao thông vận tải .................................................................................................. 4
1.10 Nguồn cung cấp nhân công .................................................................................. 4
1.11 Tiêu thụ sản phẩm ................................................................................................ 4
Chương 2: TỔNG QUAN .......................................................................................... 5

2.1 Tình hình phát triển ngành đường .......................................................................... 5
2.2 Nguyên liệu mía..................................................................................................... 5
2.3 Cơ sở lý thuyết trong quá trình sản xuất đường ...................................................... 8
2.4 Các chỉ tiêu của đường thô ................................................................................... 12
Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ................ 14
3.1 Chọn phương pháp lấy nước mía ......................................................................... 14
3.2 Chọn phương pháp làm sạch ............................................................................... 14
3.3 Chọn phương pháp nấu và chế độ nấu .................................................................. 15
3.4 Quy trình công nghệ ............................................................................................ 16
3.5 Thuyết minh quy trình.......................................................................................... 19
iii


Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT .......................................................... 31
4.1 Tính toán công đoạn ép ....................................................................................... 31
4.2 Tính toán công đoạn làm sạch ............................................................................ 32
4.3 Công đoạn nấu đường.......................................................................................... 36
Chương 5: CÂN BẰNG NHIỆT ............................................................................. 45
5.1 Hệ cô đặc nhiều nồi ............................................................................................. 45
5.2 Cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng .......................................................................... 48
5.3 Cân bằng nhiệt cho nấu đường ............................................................................ 49
5.4 Cân bằng nhiệt cho hệ bốc hơi............................................................................. 56
5.5 Nhiệt dùng cho các yêu cầu khác ......................................................................... 59

Chương 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ................................................................ 64
6.1. Chọn bộ máy ép ................................................................................................. 64
6.2. Băng tải mía ....................................................................................................... 65
6.3. Máy băm ............................................................................................................ 65
6.4. Máy đánh tơi ...................................................................................................... 66
6.5. Cân định lượng ................................................................................................... 66

6.6. Thiết bị gia vôi ................................................................................................... 67
6.7. Thiết bị gia nhiệt ................................................................................................ 68
6.8. Thiết bị lắng trong .............................................................................................. 70
6.9. Thiết bị lọc chân không ...................................................................................... 71
6.10. Thiết bị cô đặc .................................................................................................. 71
6.11. Thiết bị lọc kiểm tra ......................................................................................... 74
6.12. Thiết bị nấu đường ........................................................................................... 74
6.13. Thiết bị trợ tinh ................................................................................................ 79
6.14. Thiết bị ly tâm đường A, B ............................................................................... 80
6.15. Thiết bị ly tâm đường C.................................................................................... 81
6.16. Thiết bị sấy đường ............................................................................................ 82

Chương 7: TÍNH XÂY DỰNG ............................................................................... 84
7.1. Tính nhân lực lao động ....................................................................................... 84
7.2. Các công trình xây dựng của nhà máy ................................................................ 87
7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy.......................................................................... 92

Chương 8. TÍNH HƠI – NƯỚC ............................................................................. 95
8.1. Tính hơi.............................................................................................................. 95
8.2. Tính nước ........................................................................................................... 96
Chương 9. KIỂM TRA SẢN XUẤT ..................................................................... 100
iv


9.1. Kiểm tra sản xuất .............................................................................................. 100
9.2. Cách xác định một số chỉ tiêu ........................................................................... 101
Chương 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ...................... 102
10.1. An toàn lao động ............................................................................................ 102
10.2. Vệ sinh xí nghiệp ........................................................................................... 103
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 106

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 107

v


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2.1. Thành phần hóa học của nước mía trong cây mía .................................... . 8
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu cảm quan ............................................................................... 12
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu hóa lý ..................................................................................... 13
Bảng 4.1. Chọn chế độ nấu đường 3 hệ ..................................................................... 37
Bảng 4.2. Bảng tổng kết phối liệu nấu non C............................................................. 39
Bảng 4.3. Bảng tổng kết nấu non B ........................................................................... 41
Bảng 4.4. Bảng tổng kết nấu non A ........................................................................... 42
Bảng 4.5. Khối lượng sản phẩm, bán sản phẩm tính theo công thức (1)..............................43
Bảng 4.6. Tổng kết cân bằng vật chất ........................................................................ 44
Bảng 5.1. Bảng áp suất và nhiệt độ tương ứng của các hiệu....................................... 46
Bảng 5.2. Tổn thất do tăng nhiệt độ sôi ở các hiệu..................................................... 47
Bảng 5.3. Tổn thất nhiệt do áp suất thủy tĩnh............................................................. 47
Bảng 5.4. Nhiệt độ sôi của dịch đường và hiệu số nhiệt độ có ích ở các hiệu ............. 48
Bảng 5.5. Tổng hợp chế độ cấp sử dụng hệ bốc hơi ................................................... 48
Bảng 5.6. Tổng kết lượng hơi dùng cho gia nhiệt ...................................................... 49
Bảng 5.7. Lượng hiệu dùng nấu non A ...................................................................... 50
Bảng 5.8. Kết quả tính nhiệt độ sôi của dung dịch đường .......................................... 52
Bảng 5.9. Kết quả tính tổng nguyên liệu nấu non A................................................... 52
Bảng 5.10. Tổng kết nhiệt nguyên liệu nấu non B ..................................................... 54
Bảng 5.11. Tổng kết nhiệt nguyên liệu nấu non C ..................................................... 55
Bảng 5.12. Tổng kết nhiệt nguyên liệu nấu giống B, C .............................................. 56
Bảng 5.13. Tổng kết nhiệt và hơi cho nấu đường....................................................... 56
Bảng 5.14. Hàm nhiệt của hơi ................................................................................... 58

Bảng 5.15. Hàm nhiệt nước ngưng và nhiệt dung riêng của dung dịch ...................... 58
Bảng 5.16. Lượng hơi phụ lấy ra ở các hiệu .............................................................. 58
Bảng 5.17. Nhiệt độ sôi của dung dịch ở các hiệu...................................................... 58
Bảng 5.18. Kết quả tính sai số ................................................................................... 59
Bảng 5.19. Tổng kết nhiệt đường hồ B và hồi dung C ............................................... 61
Bảng 5.20. Nhiệt lượng dùng cho gia nhiệt nguyên liệu nấu đường ........................... 61
Bảng 5.21. Tổng lượng hơi dùng cho nhà máy .......................................................... 63
Bảng 6.1. Bề mặt truyền nhiệt của các thiết bị gia nhiệt ............................................ 69
Bảng 6.2. Kết quả tính hệ số truyền nhiệt .................................................................. 72
vi


Bảng 6.3. Kết quả tính bề mặt truyền nhiệt ở các hiệu................................................ 72
Bảng 6. 4. Nhiệt lượng cung cấp cho nấu đường ........................................................ 75
Bảng 6.5. Diện tích bề mặt truyền nhiệt các nồi nấu................................................... 76
Bảng 6.6. Kết quả tính toán thiết bị nấu .....................................................................78
Bảng 6.7. Số lượng thiết bị trợ tinh ............................................................................78
Bảng 6.8. Tổng kết kích thước của các thiết bị chính ................................................. 82
Bảng 7.1. Thời gian sản xuất của nhà máy theo lịch................................................... 83
Bảng 7.2. Phân bố lao động gián tiếp .........................................................................84
Bảng 7.3. Phân bố lao động trực tiếp .........................................................................85
Bảng 7.4. Tổng kết diện tích các công trình xây dựng ................................................ 92
Bảng 8.1. Sự phân bố nước lắng trong .......................................................................95
Bảng 8.2. Lượng nước lọc trong sử dụng ở các bộ phận............................................. 96
Bảng 8.3. Lượng nước ngưng phân bố ở các bộ phận................................................. 97
Bảng 9.1. Trình tự thực hiện kiểm tra sản xuất ........................................................... 99
...............................................................................................................................
Hình 3.1. Máy băm mía ............................................................................................. 20
Hình 3.2. Máy ép .......................................................................................................21
Hình 3.3. Thiết bị gia nhiệt ống chùm ........................................................................22

Hình 3.4. Thiết bị lắng ............................................................................................... 23
Hình 3.5. Thiết bị lọc bùn chân không .......................................................................24
Hình 3.6. Thiết bị lọc ống .......................................................................................... 25
Hình 3.7. Thiết bị nấu đường ..................................................................................... 26
Hình 3.8. Thiết bị trợ tinh .......................................................................................... 27
Hình 3.9. Thiết bị ly tâm gián đoạn ............................................................................28
Hình 3.10. Thiết bị ly tâm liên tục ............................................................................. 28
Hình 3.11. Thiết bị sấy đường.................................................................................... 29
Hình 5.1. Sơ đồ hệ thống bốc hơi nhiều nồi ............................................................... 45
Hình 6.1. Cân định lượng........................................................................................... 66
Hình 6.2. Thiết bị gia vôi ........................................................................................... 67
Hình 6.3. Thiết bị lắng ............................................................................................... 70
Hình 6.4. Thiết bị cô đặc............................................................................................ 73
Hình 6.5. Thiết bị nấu đường ..................................................................................... 76
Hình 6.6. Thiết bị trợ tinh .......................................................................................... 79
Hình 6.7. Thiết bị ly tâm liên tục ............................................................................... 81

vii


DANH SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

CHỮ VIẾT TẮT:
1. NDR: nhiệt dung riêng
2. KL: khối lượng
3. NMHH: nước mía hỗn hợp
4. GVSB: gia vôi sơ bộ
5. NMTH: nước mía trung hòa
6. CBVC: cân bằng vật chất
7. AP: độ tinh khiết

8. GP bã: thành phần phần trăm bã trong mía
9. KLR: khối lượng riêng
10. Độ Bx: biểu thị tỷ lệ phần trăm khối lượng các chất tan so với khối lượng dung
dịch mía hay dung dịch đường.
KÝ HIỆU:
H: Chiều cao
D: Đường kính
L: Chiều dài
W: Chiều rộng
T: Thời gian
t: Nhiệt độ
p: Áp suất
V: Thể tích

viii


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía

MỞ ĐẦU

Công nghệ sản xuất đường mía là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghệ
thực phẩm, công nghệ sau thu hoạch và liên quan đến nhiều ngành khoa học khác nhau
như cơ khí, công nghệ sinh học, hóa học…
Đường có ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng của cơ thể con người, là nguyên
liệu không thể thiếu đối với ngành công nghệ hóa học nói chung và các ngành công nghệ
thực phẩm nói riêng. Đường vừa cung cấp cho cơ thể một nguồn năng lượng đáng kể,
vừa là chất tạo vị đặc trưng trong công nghệ sản xuất các sản phẩm khác như bánh kẹo,
mứt, sữa, nước giải khát…. Công nghiệp sản xuất đường có mối quan hệ mật thiết với
đời sống của nhân dân, sự phát triển của xã hội. Chính vì vậy mà ngành công nghiệp

đường trên thế giới và của nước ta đã không ngừng phát triển. Việc cơ khí hóa toàn bộ
dây chuyền sản xuất, thiết bị tự động, các phương pháp sản xuất mới và vấn đề tự động
hóa cũng được đặc biệt chú trọng, áp dụng trong các nhà máy đường [2].
Đối với nước ta, ngành công nghiệp mía là một trong những ngành công nghiệp
chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Trong năm 1998, cả nước đã sản xuất
được 700.000 tấn đường đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước. Trước năm 1990,
hầu hết trang thiết bị, máy móc, dây chuyền công nghệ trong các nhà máy đường đều
lạc hậu, cũ kỷ, trình độ và chất lượng sản phẩm còn thấp. Trong những năm gần đây, do
sự đầu tư công nghệ và thiết bị hiện đại, các nhà máy đường đã không ngừng nâng cao
chất lượng sản phẩm [19]. Tuy nhiên, theo số lượng thống kê thì sản lượng đường sản
xuất trong nước vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ nội bộ và gặp nhiều khó khăn
khác nhau: tác động quan trọng về quy hoạch vùng nguyên liệu, đầu tư chưa đúng mức
và trọng tâm cũng như về quản lý thị trường, từ đó dẫn đến tồn đọng sản phẩm, nhà máy
sản xuất cầm chừng, nông dân không bán được sản phẩm mía trồng dẫn đến chán đầu
tư hoặc chuyển đổi giống cây trồng kinh tế cao hơn, từ đó diện tích canh tác bị thu hẹp
[2].
Hiện nay, Việt Nam có khoảng hơn 40 nhà máy sản xuất đường nhưng chỉ đáp ứng
70% nhu cầu tiêu thụ của cả nước, còn lại chủ yếu nhập khẩu từ nước ngoài. Do đó thị
trường nội địa có khả năng khai thác tốt [17].
Từ những phân tích trên thì việc xây dựng thêm nhà máy đường hiện đại và việc
đầu tư để phát triển diện tích vùng trồng mía là điều vô cùng cấp bách và cần thiết. Chính
vì vậy việc “ Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía/
ngày “ là rất cần thiết.

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

1


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía

Chương 1. LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT
Hầu như các nhà máy sản xuất đường đều tập trung nhiều ở miền Bắc và miền
Nam của đất nước, còn ở miền Trung chỉ có một số tỉnh như: Quãng Ngãi, Phú Yên,
Quãng Bình, Nghệ An,… Quãng Nam có nguồn nguyên liệu mía khá dồi dào nhưng
hiện nay chưa có nhà máy đường nào được xây dựng. Qua khảo sát, huyện Thăng Bình
thuộc tỉnh Quảng Nam có đầy đủ điều kiện thuận lợi để xây dựng một nhà máy đường
thô.
1.1 Đặc điểm thiên nhiên:
Nhà máy được đặt tại xã Bình Quý huyện Thăng Bình có nguồn nguyên liệu dồi
dào. Là một xã có diện tích rộng, bằng phẳng thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy
đường. Mặc khác, xã Bình Quý nằm cách quốc lộ 1A khoảng 5 km, trên địa bàn còn có
hệ thống kênh dẫn nước từ hồ Phú Ninh và một con sông chảy qua nên nguồn cung cấp
nước cho nhà máy được đảm bảo.
Khí hậu: Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, chỉ có hai mùa là mùa mưa và mùa
khô. Nhiệt độ trung bình hằng năm là 25,40C. Độ ẩm trung bình hằng năm đạt 84%,
lượng mưa trung bình 2000 ÷ 2500 mm rất thuận lợi cho cây mía phát triển [20].
1.2 Vùng nguyên liệu:
Nguyên liệu được trồng trực tiếp tại xã nên sẽ cung cấp tại chỗ với lượng lớn. Bên
cạnh đó, các huyện lân cận như Phú Ninh, Hiệp Đức, Quế Sơn, Điện Đàn… cũng sẽ là
nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy. Tại Quế Sơn đã từng có một nhà máy sản
xuất đường được thành lập nhưng cuối cùng bị giải thể, từ đó hầu hết các hộ nông dân
chuyển qua trồng lúa. Vì vậy khi xây dựng nhà máy tại Bình Quý thì việc quy hoạch
vùng nguyên liệu sẽ dễ dàng hơn [21].
1.3 Hợp tác hóa:
Sản phẩm chính của nhà máy là đường thô phục vụ sản xuất đường tinh luyện vì
thế việc liên kết với các nhà máy đường tinh luyện ở các tỉnh miền như nhà máy mía
đường Biên Hòa, nhà máy đường tinh luyện Khánh Hòa… là yêu cầu rất cần thiết để
giải quyết đầu ra cho sản phẩm của nhà máy đường. Bên cạnh đó, nhà máy cũng cần có
chiến lược liên kết với các nhà máy chế biến thực phẩm để giải quyết triệt để sản phẩm

đầu ra.
Ngoài ra để tiêu thụ một số sản phẩm phụ và phế phẩm thì có thể liên kết với một
số nhà máy khác như nhà máy giấy, phân bón, thức ăn gia súc… Những nhà máy này
cũng được đặt ở trong và ngoài tỉnh như tập đoàn Hòa Phát – thức ăn chăn nuôi, công
ty cổ phần giấy Sài Gòn Miền Trung tại huyện Điện Bàn, Điện Ngọc, Quãng Nam
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

2


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía

Về nguồn nguyên liệu thì sự hợp tác hoá chặt chẽ để phân vùng nguồn nguyên liệu
giúp thu hoạch đúng thời gian và hiệu quả kinh tế cao. Mặt khác, nhà máy sẽ đưa ra kế
hoạch ứng vật tư tiền vốn cho người trồng mía. Đây là vấn đề để phát triển lâu dài.
1.4 Nguồn cung cấp điện:
Điện dùng trong nhà máy với nhiều mục đích: Sử dụng để các thiết bị hoạt động,
chiếu sáng trong sản xuất, sinh hoạt. Hiệu thế nhà máy sử dụng là 220v/ 380v.
Nguồn điện lấy chủ yếu từ trạm điện tuabin hơi của nhà máy khi sản xuất.
Ngoài ra nhà máy còn sử dụng nguồn điện được lấy từ lưới điện quốc gia 500kv
được hạ thế xuống còn 220v/ 380v để sử dụng khi khởi động máy và khi máy không
hoạt động thì dùng trong chiếu sáng và sinh hoạt.
1.5 Nguồn cung cấp hơi:
Nguồn cung cấp hơi được lấy từ lò hơi của nhà máy để cung cấp nhiệt cho các quá
trình: gia nhiệt, cô đặc, nấu đường, sấy…. Trong quá trình sản xuất, ta tận dụng nguồn
hơi thứ của thiết bị bốc hơi để dùng cho quá trình truyền nhiệt, nấu đường nằm tiết kiệm
hơi cho nhà máy, giảm chi phí.
1.6 Nguồn cung cấp nhiên liệu:
Trong nhà máy, lò hơi là nơi sử dụng nhiên liệu nhiều nhất. Bã mía được tận
dụng làm hơi đốt cho lò hơi. Trong thời kì đầu vụ, bã mía không đủ thì người ta sử dụng

nhiên liệu khác như củi đốt. Còn để bôi trơn cho các thiết bị khác ta dùng dầu bôi trơn.
1.7 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước:
Nhà máy sản xuất đường cần một lượng lớn nước cho nhiều công đoạn sản xuất và
mục đích khác nhau: Cung cấp cho lò hơi, dùng trong quá trình ép, làm nguội máy móc
thiết bị, sinh hoạt….Tuỳ theo mục đích sử dụng mà từng loại nước phải đảm bảo chỉ
tiêu hoá lý, sinh học nhất định.
Nguồn nước cung cấp cho nhà máy được lấy từ trạm nước của hồ Phú Ninh hoặc
sông nên phải được xử lý trước khi đưa vào sử dụng.
Biện pháp xử lý nước trong nhà máy.
Nước qua xử lý lắng, lọc và làm mềm nước (làm giảm hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+
đưa về mức tiêu chuẩn).
Làm mềm nước bằng phương pháp hóa học: Người ta vừa đun nóng vừa thêm vào
các hợp chất hóa học như vôi, soda, kiềm, natri photphat,... sau đó lọc kết tủa lắng xuống.
Làm mềm nước bằng nhựa trao đổi ion như nhựa phenolformadehyt, nhựa melanin,
PVC.
1.8 Vấn đề thoát nước:
Nước thải của nhà máy sau khi được xử lý sẽ được thoát ra ngoài theo hệ thống
thoát nước của nhà máy.
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

3


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía

Để đảm bảo sự phát triển bền vững của nhà máy thì vấn đề thoát nước thải phải
được chú trọng triệt để. Do đó, nước thải sau khi sản xuất cần được tập trung và xử lý
đạt yêu cầu trước khi đổ ra sông.
1.9 Giao thông vận tải:
Nhà máy cách quốc lộ 1A khoảng 5km và hệ thống giao thông nông thôn trong

vùng khá tốt là một lợi thế rất lớn của nhà máy, do đó có thể giảm được chi phí vận
chuyển và lưu thông dễ dàng.
1.10 Nguồn cung cấp nhân công:
Thăng Bình là huyện đông dân, có lao động phổ thông lớn. Hầu hết đã tốt nghiệp
THCS, THPT nên nếu được đào tạo sẽ nhanh chóng nắm bắt được công nghệ và làm
việc tốt. Bên cạnh đó, một bộ phận công nhân từng làm việc ở nhà máy đường tại Quế
Sơn nên sẽ tiết kiệm được chi phí đào tạo.
Đội ngũ cán bộ kỹ thuật, quản lý từ các trường đại học Bách khoa Đà Nẵng, cao
đẳng tại Đà Nẵng, Quảng Nam, Huế,… là nơi đào tạo các ngành Công nghệ Hóa thực
phẩm, Điện kỹ thuật, Cơ khí, Công nghệ Môi trường,.... Như vậy đội ngũ cán bộ, công
nhân phục vụ nhà máy là những người đã qua đào tạo và đủ nghiệp vụ lãnh đạo.
Việc xây dựng nhà máy không những đáp ứng được nhu cầu thị trường mà còn giải
quyết được vấn đề lao động tại địa phương, tận dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ,... Góp
phần giảm được giá thành sản phẩm và tạo điều kiện phát triển đất nước.
1.11 Tiêu thụ sản phẩm:
Sản phẩm đường thô được tiêu thụ rộng rãi trên các thị trường trong tỉnh và các
vùng lân cận như Bình Định, Quãng Ngãi, Đà Nẵng,…. Đồng thời sản phẩm là nguyên
liệu cho các ngành công nghiệp thực phẩm khác như sữa, bánh kẹo, nước giải khát, sản
xuất cồn….
Từ những phân tích trên, cho thấy việc đặt nhà máy sản xuất đường thô năng suất
3280 tấn mía/ ngày tại xã Bình Quý huyện Thăng Bình là hợp lí với tình hình phát triển
của tỉnh, giải quyết được công ăn việc làm cho người dân,…. Và những điều kiện để
xây dựng nhà máy.

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

4


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía

Chương 2: TỔNG QUAN

2.1 Tình hình phát triển ngành đường
2.1.1 Trên thế giới và Việt Nam
Trên thế giới việc chế biến đường có từ rất lâu đời. Người ta cho rằng kỹ thuật cổ
truyền chế biến cây mía thành một vài loại chất ngọt bắt nguồn từ Ấn Độ, kỹ thuật cổ
truyền chế biến đường được phổ biến tới các khu vực ở châu Á, châu Âu và Bắc Phi,
trong khi đó kỹ thuật chế biến hiện đại được đưa từ châu Âu vào châu Á. Công nghệ chế
biến đường tuy có từ rất lâu đời tuy nhiên hơn 100 năm gần đây mới được cơ khí hóa và
nhiều thiết bị hiện đại được phát minh vào thế kỷ 19.
Còn ở Việt Nam, nghề trồng mía có từ lâu đời. Cùng với nghề trồng mía, ông cha
ta đã biết làm nhiều loại đường truyền thống như đường miếng, đường thẻ, đường phèn,
đường phổi… Tuy nhiên ngành chế biến đường của nước ta vẫn chưa phát triển kịp với
sự phát triển của thế giới.
Hiện nay theo thống kê của Hiệp hội Mía đường Việt Nam (VSSA) cho biết cả
nước hiện có 41 nhà máy đường, tổng công suất thiết kế khoảng 150.000 tấn mía/ngày
nằm tại 25 tỉnh thành. Tuy nhiên, trong số 41 nhà máy, có tới 22 nhà máy chỉ có công
suất dưới 3000 tấn. Một nhà máy có công suất dướu 3000 tấn đã ngừng hoạt động từ
cuối năm 2017. 21 nhà máy còn lại đều có kỹ thuật, thiết bị lạc hậu, cũ kỹ. Đây thực sự
nỗi lo của ngành đường trong nước khi mở của hội nhập [37].
2.1.2 Giới thiệu một số loại đường
Đường thô là một loại đường sacaroza được dùng làm nguyên liệu để sản xuất
đường tinh luyện. Chất lượng đường thô phụ thuộc vào tình hình nguyên liệu mía, trình
độ kỹ thuật của mỗi nước [3].
Đường RE (refined sugar extra) là loại đường tinh luyện, là đường sacaroza được
tinh chế và kết tinh, là sản phẩm đường cao cấp, được sản xuất trực tiếp từ mía, từ đường
thô hoặc từ các nguyên liệu khác. Đường tinh luyện được dùng làm nguyên liệu cho các
sản phẩm cao cấp của công nghiệp thực phẩm [3].
Đường RS (refined sugar, white sugar) là đường trắng, đường trắng đồn điền hay

đường trắng trực tiếp, có phẩm cấp thấp hơn đường RE. Phần lớn các nhà máy đường
hiện đại của nước ta sản xuất loại đường này như: Lam Sơn, Việt Trì, Quảng Ngãi, Bình
Định…[3].
2.2 Nguyên liệu mía
2.2.1 Giới thiệu về cây mía

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

5


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía

Cây mía có nguồn gốc ở Nam Thái Bình Dương, vùng quần đảo Ghinê. Cây mía
xuất hiện từ rất lâu, khi quần đảo Á – Úc còn dính liền. Người ta đã tìm thấy những loài
dại thuộc chi saccharum phân bố rộng khắp ở Ấn Độ, Trung Quốc. Ở Trung Quốc và
Ấn Độ, nghề trồng mía làm đường có cách đây hơn 2.000 năm. Từ hai nước này, nghề
trồng mía được phổ biến rộng khắp vùng Đông Nam Á và Nam Á (Philippin, Nhật Bản,
Indonesia, Việt Nam…) [22].
Trên thế giới, cây mía và củ cải đường là hai loại nguyên liệu quan trọng nhất của
ngành công nghiệp sản xuất đường. Còn ở nước ta, do đặc điểm khí hậu nên mía là
nguyên liệu duy nhất để sản xuất đường. Mía đường là cây trồng có nhiều ưu điểm và
có giá trị kinh tế cao.
2.2.2 Đường sacaroza
Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của cây mía, là sản phẩm của công nghệ
sản xuất đường, là một disacarit có công thức C12H22O11. Trọng lượng phân tử là 342,30.
Sacaroza được cấu tạo từ hai đường đơn là , d - glucoza và , d – fructoza.
Tính chất lý học
Tinh thể đường sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu.Tỉ trọng 1,5878.
Nhiệt độ nóng chảy 186-188 0C.

Đường rất dễ hòa tan trong nước. Độ hòa tan tăng theo nhiệt độ và phụ thuộc vào
chất không đường có trong dung dịch đường.
Đường sacaroza không hòa tan trong dầu hỏa, cloroform, CCl4, CS2, benzen,
tecpen, ancol và glixerin khan. Và hòa tan giới hạn trong anilin, piridin, etyl axetat, amyl
axetat, phenol và NH3.
Dung dịch đường có tính quay phải. Độ quay cực riêng của sacaroza rất ít phụ
thuộc nhiệt độ và nồng độ. Do đó rất thuận tiện trong việc xác định đường bằng phương
pháp phân cực.
Đường sacaroza rất dễ hoà tan trong nước. Độ hòa tan tăng theo chiều tăng của
nhiệt độ.
Độ nhớt của dung dịch đường sacaroza tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo
chiều tăng nhiệt độ.
Tính chất hóa học:
Tính chất hóa học của sacaroza tương đối ổn định nhưng dưới tác dụng của axit và
nhiệt độ cao và trong dung dịch kiềm phát sinh các phản ứng hóa học:
- Tác dụng với axit: Dưới tác dụng của axit, sacaroza bị thuỷ phân thành glucoza
và fructoza theo phản ứng:

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

6


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía

C12H22O11 + H2O
sacaroza
+ 66,50

H+

C6H12O6 + C6H12O6
glucoza
fructoza
+ 52,50
- 93,00

- Tác dụng với 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.
- Tác dụng với enzim: Dưới tác dụng của enzim 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.
2.2.3 Tính chất và thành phần của mía và nước mía
Thành phần hóa học của mía phụ thuộc vào giống mía, đất đai, khí hậu, mức độ
chín, sâu bệnh…

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

7


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía/ngày

Bảng 2.1. Thành phần hóa học của nước mía trong cây mía [18]
1. Thành phần của mía
Tỷ lệ (%)
Thành phần nước

70 – 75

Thành phần đường

9 – 15

Thành phần xơ

10 – 16

Đường khử

0,01 – 2

Chất không đường khác

1-3

2. Thành phần nước mía

Tỷ lệ (%)

Chất rắn hòa tan

100

Phần đường

75 – 92

Sacaroza

70 – 88

Glucoza

2–4

Fructoza

2–4

Các loại muối

3,0 – 7,5

Muối axit vô cơ

1,5 – 4,5

Muối axit hữu cơ

1,0 – 3,0

Axit hữu cơ tự do

0,5 – 2,5

3. chất không đường hữu cơ khác

Tỷ lệ (%)

Anbumin

0,5 – 0,6

Tinh bột

0,001 – 0,05

Chất keo

0,3 – 0,6

Chất béo, sáp màu

0,05 – 0,15

Chất không đường chưa xác định

3,0 – 5,0

Lúc mía chín, phần đường cao, chất không đường thấp do độ tinh khiết tương đối
cao, đồng thời phần nước giảm, phần xơ cũng tăng lên.
2.3 Cơ sở lý thuyết trong quá trình sản xuất đường
2.3.1 Quá trình lấy nước mía ra khỏi cây mía
Để lấy nước mía ra khỏi cây mía, hiện nay trong công nghiệp đường người ta sử
dụng hai phương pháp chính là phương pháp ép và phương pháp khuếch tán.
- 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. Ép mía là công đoạn đầu tiên của cả quá trình sản xuất đường, được chia làm các
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

8


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía/ngày

giai đoạn nhỏ như sau: vận chuyển cấp mía vào máy ép, xử lý mía trước khi ép, ép dập
và ép kiệt [5].
- Phương pháp khuếch tán ra đời sau phương pháp ép, tuy nhiên nó lại có nhiều ưu
điểm, đặc biệt là hiệu suất lấy nước mía cao hơn. 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 mía khỏi bã mía và xử lý nước ép [3].
2.3.2 Quá trình làm sạch nước mía [3]
Mục đích của quá trình làm sạch nước mía:
- Loại tối đa chất không đường ra khỏi hỗn hợp nước mía, đặc biệt là những chất
có hoạt tính bề mặt và chất keo.
- Trung hòa nước mía hỗn hợp.
- Loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong dung dịch như vụn mía, đất cát,…
Cơ sở lý thuyết của làm sạch nước mía:
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. Việc thay đổi pH có các tác dụng sau:
- 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.
- 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.
- Làm phân huỷ sacaroza: Trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của nhiệt,
sacaroza bị phân huỷ thành các sản phẩm rất phức tạp.
- Làm phân huỷ đường khử.
- Tách loại các chất không đường.
Tác dụng của nhiệt độ:
Phương pháp dùng nhiệt độ để làm sạch nước mía là một trong những phương
pháp quan trọng. Khi khống chế được nhiệt độ tốt sẽ thu được những tác dụng chính
sau:
- Loại không khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt, tăng nhanh các quá trình
phản ứng hoá học.

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

9


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía/ngày

- Có tác dụng tiệt trùng, đề phòng sự lên men axit và sự xâm nhập của vi sinh vật
vào nước mía.
- Nhiệt độ tăng cao làm tỉ trọng nước mía giảm, đồng thời làm chất keo ngưng tụ,
tăng nhanh tốc độ lắng của các chất kết tủa.
Tác dụng của các chất điện ly:
- Tác dụng của vôi:
+ Trung hoà các axit hữu cơ và vô cơ.
+ Tạo các điểm đẳng điện để ngưng kết các chất keo.
+ Làm trơ phản ứng axit của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự chuyển hoá đường

sacaroza .
+ Kết tủa hoặc đông tụ những chất không đường: protein, pectin, chất màu…
+ Phân huỷ một số chất không đường, đặc biệt là đường chuyển hoá, amit.
+ Tác dụng cơ học: các chất kết tủa tạo thành có tác dụng kéo theo những chất lơ
lửng và những chất không đường khác.
+ Sát trùng nước mía.
- Tác dụng của SO2:
+ Tạo kết tủa CaSO3 có khả năng hấp thụ các chất không đường, chất màu và chất
keo có trong dung dịch.
+ Làm giảm độ kiềm, độ nhớt của dung dịch do một phần chất keo đã bị loại.
+ Tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu.
+ Làm tan kết tủa CaSO3 khi dư SO2.
- Tác dụng của CO2:
+ Tạo kết tủa CaCO3 với vôi có khả năng hấp thụ các chất không đường cùng kết
tủa.
+ Phân ly muối sacarat canxi tạo thành sacaroza và CaCO3 kết tủa.
Nếu CO2 dư sẽ làm tan kết tủa CaCO3 làm đóng cặn trong thiết bị truyền nhiệt và
bốc hơi.
- Tác dụng của P2O5:
P2O5 dạng muối hoặc axit sẽ kết hợp với vôi tạo thành kết tủa Ca3(PO4)2, kết tủa
này có tỷ trọng lớn có khả năng hấp thụ chất keo và chất màu cùng kết tủa. Khi vôi làm
sạch nước mía có đủ lượng P2O5 nhất định thì hiệu quả làm sạch tăng rõ rệt.
2.3.3 Quá trình cô đặc [3]
Nước mía sau khi làm sạch có nồng độ chất khô khoảng 13 – 15 Bx. Để đáp ứng
nhu cầu nấu đường, cần cô đặc nước mía đến khoảng 60 – 65 Bx gọi là mật chè và do
đó cần bốc hơi một lượng nước lớn và để tiết kiệm hơi cần thực hiện ở hệ bốc hơi nhiều
hiệu. Trong quá trình bốc hơi, tuy rằng tiêu hao một lượng hơi nhiều nhưng đồng thời
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

10

Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía/ngày

cũng sản sinh ra một lượng hơi thứ lớn. Hơi thứ có nhiệt độ cao, nên được sử dụng làm
nguồn nhiệt cho các công đoạn khác như nấu đường, gia nhiệt. Do đó, công đoạn bốc
hơi là trung tâm hệ thống nhiệt của toàn nhà máy, là trạm cung cấp hơi áp lực thấp. Có
phương án bốc hơi hợp lý sẽ giảm tiêu hao năng lượng hơi và giảm giá thành. Có 3
phương án nhiệt của hệ bốc hơi:
- Phương án bốc hơi áp lực.
- Phương án bốc hơi chân không.
- Phương án bốc hơi áp lực chân không.
Trong quá trình bốc hơi, dưới tác dụng của nhiệt độ cao nên sẽ xảy ra nhiều phản
ứng hoá học và hoá lý dẫn đến sự thay đổi thành phần và đặc tính của dung dịch đường:
- Sự chuyển hoá sacaroza .
- Sự phân huỷ sacaroza và tăng màu sắc.
- Độ tinh khiết tăng cao.
- Sự thay đổi độ kiềm.
- Sự tạo cặn.
2.3.4 Quá trình nấu đường và kết tinh [3]
Nấu đường là quá trình tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến quá bão hoà, sản
phẩm nhận được sau khi nấu gọi là đường non gồm tinh thể đường và mật cái.
Quá trình nấu đường được thực hiện trong nồi nấu chân không để giảm nhiệt độ
sôi của dung dịch, tránh hiện tượng caramen hoá và phân huỷ đường. Đối với các sản
phẩm cấp thấp, quá trình kết tinh còn tiếp tục thực hiện trong các thiết bị kết tinh làm
lạnh bằng phương pháp giảm nhiệt độ.
Quá trình kết tinh đường gồm 2 giai đoạn: Sự xuất hiện của nhân tinh thể hay sự
tạo mầm và sự lớn lên của tinh thể.
Sự tạo mầm tinh thể [9]
Trong dung dịch đường mía, các phân tử đường phân bố đều trong không gian của

phân tử nước và chuyển động hỗn độn không ngừng tạo thành một dung dịch đồng nhất.
Ở một nhiệt độ nhất định trở thành nước đường bão hoà, các phân tử đường sẽ điền đầy
ổn định vào không gian của phân tử nước, kết hợp với các phân tử nước tạo thành trạng
thái cân bằng. Khi số lượng phân tử đường vượt quá số lượng phân tử lúc bão hoà tạo
thành trạng thái quá bão hoà thì sự cân bằng bị phá vỡ. Khi phân tử đường nhiều đến
một số lượng nhất định, thì khoảng cách giữa chúng ngắn lại, cơ hội va chạm tăng lên,
vận tốc giảm đi tương ứng và đạt tới mức lực hút giữa các phân tử lớn hơn lực đẩy, khi
đó một số phân tử đường kết hợp với nhau hình thành thể kết tinh rất nhỏ tách khỏi nước
đường, từ đường ở trạng thái hoà tan trở thành đường ở thể rắn. Đó là các tinh thể đường
hình thành sớm nhất gọi là nhân tinh thể.
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

11


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía/ngày

Sự lớn lên của tinh thể [9]
Sau khi nhân tinh thể xuất hiện mà dung dịch đường vẫn ở trạng thái quá bão hoà
thấp thì những phân tử đường ở gần nhân tinh thể không ngừng bị mặt ngoài của nhân
tinh thể hút vào, lắng chìm vào bề mặt tinh thể, đồng thời xếp từng lớp ngay ngắn theo
hình dạng tinh thể làm cho tinh thể lớn dần lên. Trong quá trình đó, do các phân tử
đường không ngừng lắng chìm vào tinh thể nên số lượng phân tử đường trong nước
đường gần bề mặt tinh thể giảm đi và số lượng phân tử đường trong nước đường xa bề
mặt tinh thể tăng lên tương đối, hình thành hai khu vực nồng độ thấp và nồng độ cao.
Do hai khu vực nồng độ khác nhau nên xuất hiện hiện tượng khuếch tán của các phân
tử đường từ khu vực nồng độ cao sang khu vực nồng độ thấp, đến rìa tinh thể bị tinh thể
hút vào và lắng chìm xuống. Quá trình cứ tiếp tục như vậy làm cho tinh thể đường lớn
dần lên.
2.4 Các chỉ tiêu của đường thô [TCVN 6961 – 2001]

Đường sacaroza được làm sạch, kết tinh có độ Pol từ 96% đến 99%, tinh thể có
bám một lớp mật đường màu vàng hoặc màu nâu vàng.
Đường thô được phân thành 2 hạng chất lượng: hạng 1 và hạng 2.
2.4.1 Chỉ tiêu cảm quan của đường thô
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu cảm quan
Yêu cầu

Chỉ tiêu

Hạng 1

Hạng 2

Ngoại hình

Tinh thể màu vàng nâu đến nâu, kích thước tương đối
đồng đều, tơi không vón cục.

Mùi vị

Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị
ngọt tự nhiên, có vị mật mía và không có mùi vị lạ.

Màu sắc

Tinh thể màu vàng nâu
Tinh thể màu nâu, khi
đến nâu, khi pha trong nước pha trong nước cất cho
cất cho dung dịch tương đối dung dịch tương đối trong.
trong.

2.4.2 Chỉ tiêu hóa lý của đường thô

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

12


Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất 3820 tấn mía/ngày

Bảng 2.3. Các chỉ tiêu hóa lý
Chỉ tiêu

Yêu cầu
Hạng 1

Hạng 2

Độ Pol, (0Z), không nhỏ hơn.

98,5

96,5

Hàm lượng đường khử, %khối lượng (m/m), không
lớn hơn.

0,35

0,65

Tro dẫn điện, %khối lượng (m/m), không lớn hơn.

0,3

0,4

0,2

0,5

1000

2500

Sự giảm khổi lượng khi sấy ở 1050C trong 3 giờ,
%khối lượng (m/m), không lớn hơn.
Độ màu, đơn vị ICUMSA, không lớn hơn

Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Hòa Hướng dẫn: Trương Thị Minh Hạnh

13