Thiết kế nhà máy sản xuất đường rs năng suất 4470 tấn mía ngày
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.88 MB, 130 trang )
..
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS
NĂNG SUẤT 4470 TẤN MÍA/ NGÀY
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Số thẻ sinh viên: 107150119
Lớp: 15H2A
Đà Nẵng – Năm 2019
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
1
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
TĨM TẮT
Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ ngày”.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu.
Số thẻ sinh viên: 107150119. Lớp: 15H2A.
Đồ án của tôi gồm các phần như sau:
Mở đầu: Giới thiệu tổng quát về thành phần, chức năng của đường đối với con người
cũng như lí do chính để tôi lựa chọn đề tài.
Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật: giới thiệu về khu công nghiệp và đặc điểm
thiên nhiên, khả năng hợp tác hóa, điện, nước, giao thông vận tải, nhân lực,…
Chương 2: Tổng quan tài liệu: Giới thiệu về nguyên liệu và sản phẩm, giới thiệu rõ
về khái niệm, lịch sử phát triển, thành phần hóa học và các phụ gia dùng trong sản xuất, các
phương án thiết kế cho quy trình cơng nghệ.
Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình cơng nghệ: Chọn và thuyết minh quy trình
cơng nghệ của đường RS.
Chương 4: Cân bằng vật chất: Kế hoạch sản xuất của nhà máy, tính lượng ngun
liệu ra và vào của mỗi cơng đoạn cũng như lượng nguyên liệu phụ dùng trong sản xuất dựa
trên năng suất, tính tốn lượng bao bì dùng trong sản suất.
Chương 5: Cân bằng nhiệt lượng: Tính tốn lượng nhiệt sử dụng cần thiết cho từng
công đoạn và từng hệ trong q trình.
Chương 6: Tính và chọn thiết bị: Dựa vào năng suất vào của mỗi cơng đoạn tính và
chọn thiết bị cũng như lượng công nhân phù hợp cho mỗi cơng đoạn. Mỗi thiết bị kèm theo
hình ảnh, thơng số kỹ thuật, ngun tắc hoạt động.
Chương 7: Tính xây dựng: Tính tốn về nhân lực trong nhà máy và trong mỗi ca sau
đó xây dựng phân xưởng sản xuất chính cũng như kho thành phẩm, kho bao bì, kho ngun
vật liệu, nhà vệ sinh,… để từ đó tính ra khu đất xây dựng và hệ số sử dụng.
Chương 8: Tính hơi – nước: Tính tốn lượng hơi cần sử dụng để từ đó xây dựng lị
hơi phù hợp và các hệ thống liên quan như nước thải, nước ngưng,…
Chương 9: Kiểm tra sản xuất: Kiểm tra tất cả các công đoạn và các chỉ tiêu như vi
sinh, cảm quan,…
Chương 10: An tồn lao động và vệ sinh xí nghiệp.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
2
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HĨA
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Thiệu. Số thẻ sinh viên: 107150119.
Lớp: 15H2A. Khoa: Hóa. Ngành: Cơng nghệ thực phẩm.
1. Tên đề tài đồ án:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG RS NĂNG SUẤT
4470 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 cây mía (tính % theo chất khơ của mía).
- Sacaroza: 12,43.
- Xơ: 11,25.
- Chất khơng đường: 2,85.
- Nước: (tự tính).
- GP bã: 75,75.
- Độ ẩm bã: 50,31.
- Nước thẩm thấu: tự chọn từ 22 đến 25%.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Mục lục
- Lời mở đầu
- Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật
- Chương 2: Tổng quan tài liệu
- Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình cơng nghệ
- Chương 4: Cân bằng vật chất
- Chương 5: Cân bằng nhiệt lượng
- Chương 6: Tính và chọn thiết bị
- Chương 7: Tính xây dựng
- Chương 8: Tính hơi – nước
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
3
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
- Chương 9: Kiểm tra sản xuất
- Chương 10: An tồn lao động và vệ sinh xí nghiệp
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo
5. Các bản vẽ và đồ thị:
- Bản vẽ số 1: Bản vẽ mặt bằng tầng 1 phân xưởng sản xuất chính.
- Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng tầng 2 phân xưởng sản xuất chính.
- Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính
- Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống hơi và nước.
- Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy.
6. Họ và tên giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh.
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 26/08/2019
8. Ngày hoàn thành đồ án: 02/12/2019
Đà Nẵng, ngày…tháng…năm 2019
Trưởng bộ môn
PGS.TS. ĐẶNG MINH NHẬT
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS. TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
4
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
LỜI NĨI ĐẦU VÀ CẢM ƠN
Xuất phát từ tiềm năng có sẵn về diện tích đất trồng rộng lớn và lực lượng lao động
hùng hậu của vùng mà có thể tạo ra một sản lượng lớn về sản phẩm. Đường phục vụ cho
nhiều quá trình sản xuất nhiều sản phẩm như bánh, kẹo,...vì vậy nhu cầu về đường là rất
cần thiết. Được sự phân cơng của khoa Hóa Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng và được
sự hướng dẫn của PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh, tôi được giao nhiệm vụ “ Thiết kế nhà
máy sản xuất đường RS với năng suất 4470 tấn mía/ ngày”.
Để hồn thành được đồ án tốt nghiệp này, mỗi sinh viên như em phải áp dụng tất cả
các kiến thức đã được học trong suốt những năm ngồi trên ghế nhà trường. Chính vì vậy
những kiến thức đã được tiếp thu trong năm năm học tại Trường Đại Học Bách Khoa Đà
Nẵng là nền tảng vững chắc khơng chỉ giúp em hồn thành được đồ án tốt nghiệp này mà
còn là hành trang quý báu để em bước bào đời một cách vững chắc và tự tin hơn. Em xin
gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy cơ trong Khoa Hóa nói chung và các thầy cơ
trong bộ mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm nói riêng, những người đã ln giảng dạy và giúp đỡ
em trong quá trình học tập tại trường.
Tuy là vậy, kiến thức có đầy đủ thế nhưng chắc chắn ai cũng sẽ có nhiều thiếu sót
và em rất may mắn đã được gặp và có sự hướng dẫn của cô Trương Thị Minh Hạnh, cô đã
là người tận tình hướng dẫn cho em những kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu trong
suốt quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng cho em gửi lời cám ơn của mình đến với bạn bè, người thân của em đã
luôn đồng hành và là chỗ dựa vững chắc giúp em vượt qua mọi khó khăn để hồn thành tốt
đề tài tốt nghiệp này.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 04 tháng 12 năm 2019
Sinh viên
NGUYỄN VĂN THIỆU
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
5
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
CAM ĐOAN
Trong q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp này, tơi đã có tham khảo nhiều nguồn
tài liệu liên quan đến chuyên ngành hóa học thực phẩm nói chung, cơng nghệ sản xuất
đường RS nói riêng.
Em xin cam đoan đề tài này là do chính tơi thực hiện, các số liệu thu thập và kết quả
phân tích trong đề tài là trung thực, khách quan, nguồn trích dẫn có chú thích rõ rang, minh
bạch, có tính kế thừa, phát triển từ các tài liệu, cơng trình nghiên cứu được công bố, các
website. Nếu không đúng như đã nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về đề tài của
mình.
Người cam đoan
NGUYỄN VĂN THIỆU
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
6
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
MỤC LỤC
TĨM TẮT ..................................................................................................................................... 1
LỜI NĨI ĐẦU VÀ CẢM ƠN ................................................................................................... 5
CAM ĐOAN ................................................................................................................................. 6
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................................. 12
DANH MỤC HÌNH................................................................................................................... 14
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................................... 15
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ............................................................ 16
1.1. Đặc điểm thiên nhiên ....................................................................................................... 16
1.2. Vùng nguyên liệu............................................................................................................. 16
1.3. Hợp tác hóa ....................................................................................................................... 17
1.4. Nguồn cung cấp nhiên liệu ............................................................................................. 17
1.5. Nguồn cung cấp điện ....................................................................................................... 17
1.6. Nguồn cung cấp hơi......................................................................................................... 17
1.7. Nguồn cung cấp nước và xử lý nước............................................................................. 17
1.8. Xử lý nước thải................................................................................................................. 18
1.9. Giao thông vận tải............................................................................................................ 18
1.10. Nguồn nhân công ........................................................................................................... 18
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................... 19
2.1. Khái quát chung ............................................................................................................... 19
2.1.1. Đường thô................................................................................................................... 19
2.1.2. Đường RE................................................................................................................... 19
2.1.3. Đường RS ................................................................................................................... 20
2.2. Nguyên liệu....................................................................................................................... 22
2.2.1. Giới thiệu về cây mía ................................................................................................ 22
2.2.2. Giống mía ................................................................................................................... 22
2.2.3. Thành phần hóa học của mía ................................................................................... 22
2.2. Cơ sở lý thuyết của q trình làm sạch nước mía ........................................................ 23
2.3. Động học của quá trình kết tinh đường ......................................................................... 25
CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ................... 26
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
7
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
3.1. Chọn quy trình cơng nghệ............................................................................................... 26
3.1.1. Chọn phương pháp lấy nước mía ............................................................................ 26
3.1.2. Chọn phương pháp làm sạch nước mía .................................................................. 26
3.1.3. Chọn chế độ nấu đường ............................................................................................ 27
3.2. Quy trình cơng nghệ và thuyết minh quy trình cơng nghệ ......................................... 27
3.2.1 Quy trình cơng nghệ................................................................................................... 27
3.2.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ ....................................................................... 30
CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT ............................................................................... 38
Các số liệu ban đầu (theo nhiệm vụ được giao) ...................................................................... 38
4.1. Công đoạn ép .................................................................................................................... 38
4.1.1. Tính thành phần mía nguyên liệu............................................................................ 38
4.1.2. Tính bã mía ................................................................................................................ 39
4.1.3. Tính nước thẩm thấu ................................................................................................. 39
4.1.4. Tính nước mía hỗn hợp ............................................................................................ 39
4.2. Cơng đoạn làm sạch ......................................................................................................... 40
4.3. Công đoạn bốc hơi, làm sạch mật chè ........................................................................... 48
4.4. Nấu đường......................................................................................................................... 52
4.4.1. Hiệu suất thu hồi đường thành phẩm và mật rỉ ..................................................... 53
4.4.2. Tính đường non C ..................................................................................................... 53
4.4.3. Tính đường non B ..................................................................................................... 54
CHƯƠNG 5 : CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG ..................................................................... 60
5.1. Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc nhiều nồi........................................................................ 60
5.1.1. Khối lượng nước bốc hơi của q trình cơ đặc ..................................................... 60
5.1.2. Nồng độ Bx ở các nồi ............................................................................................... 61
5.1.3. Xác định áp suất và nhiệt độ ở mỗi nồi .................................................................. 61
5.1.4. Xác định tổn thất nhiệt độ trong quá trình bốc hơi ............................................... 62
5.1.5. Nhiệt độ sôi của dung dịch trong các hiệu bốc hơi............................................... 63
5.1.6 Hiệu số nhiệt độ hữu ích của các hiệu (ti)............................................................. 63
5.2. Cân bằng cho hệ đun nóng.............................................................................................. 63
5.3. Cân bằng nhiệt cho hệ nấu đường.................................................................................. 65
5.3.1. Nấu non A .................................................................................................................. 65
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
8
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
5.3.2. Nấu non B................................................................................................................... 67
5.3.3. Nấu non ...................................................................................................................... 69
5.3.4. Nấu giống B, C .......................................................................................................... 70
5.4. Cân bằng nhiệt cho hệ cơ đặc......................................................................................... 72
5.4.1. Tính lượng hơi nước bốc hơi ................................................................................... 72
5.4.2. Lượng hơi dùng cho hệ cô đặc ................................................................................ 73
5.5. Nhiệt dùng cho các yêu cầu khác................................................................................... 75
5.5.1. Nhiệt dùng cho hồi dung, đường hồ ....................................................................... 75
5.5.2. Nhiệt dùng cho gia nhiệt các loại mật, giống ........................................................ 76
5.5.3. Nhiệt dùng cho li tâm ............................................................................................... 76
5.5.4. Nhiệt dùng cho đun nóng nước thẩm thấu ............................................................. 77
5.5.5. Nhiệt đun nóng nước rửa máy lọc chân không...................................................... 77
5.5.6. Nhiệt dùng cho sấy đường thành phẩm .................................................................. 77
CHƯƠNG 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ......................................................................... 80
6.1. Chọn bộ máy ép ............................................................................................................... 80
6.1.1. Tính tốc độ trục ép .................................................................................................... 80
6.1.2. Kiểm tra lại hệ máy ép.............................................................................................. 80
6.2. Băng chuyền mía.............................................................................................................. 80
6.3. Máy băm............................................................................................................................ 81
6.3.1. Máy băm 1.................................................................................................................. 81
6.3.2. Máy băm 2.................................................................................................................. 82
6.4. Máy đánh tơi..................................................................................................................... 82
6.5. Cân tự động....................................................................................................................... 82
6.6. Thiết bị gia vôi sơ bộ ....................................................................................................... 83
6.7. Thiết bị gia nhiệt .............................................................................................................. 84
6.8. Thiết bị thông SO2 lần 1 và gia vôi trung hồ .............................................................. 85
6.8.1 Bộ phận sunfit hố ..................................................................................................... 86
6.8.2. Bộ phận gia vơi trung hịa ........................................................................................ 87
6.8.3. Thùng trung hịa ........................................................................................................ 87
6.9. Thiết bị thơng SO2 lần 2 .................................................................................................. 88
6.10. Thiết bị lắng.................................................................................................................... 88
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
9
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
6.11. Thiết bị lọc chân khơng................................................................................................. 90
6.12. Thiết bị lọc ống PG (lọc kiểm tra) ............................................................................... 90
6.13. Thiết bị cô đặc................................................................................................................ 91
6.13.1. Nhiệt lượng cung cấp cho buồng đốt các hiệu .................................................... 91
6.13.2. Bề mặt truyền nhiệt các hiệu ................................................................................. 91
6.13.3. Các thông số kĩ thuật .............................................................................................. 92
6.14. Thiết bị nấu đường......................................................................................................... 93
6.14.1. Hệ số truyền nhiệt ................................................................................................... 93
6.14.2. Nhiệt lượng cung cấp cho nấu đường................................................................... 93
6.14.3. Bề mặt truyền nhiệt................................................................................................. 93
6.15. Trợ tinh............................................................................................................................ 96
6.16. Máy li tâm đường A, B ................................................................................................. 97
6.17. Máy li tâm đường C....................................................................................................... 98
6.18. Máy sấy đường ............................................................................................................... 99
CHƯƠNG 7: TÍNH XÂY DỰNG ........................................................................................103
7.1. Tính nhân lực lao động..................................................................................................103
7.1.1. Chế độ làm việc của nhà máy ................................................................................103
7.1.2. Thời gian làm việc của nhà máy............................................................................103
7.1.3. Phân bố lao động trong nhà máy ...........................................................................104
7.2. Các cơng trình xây dựng của nhà máy ........................................................................106
7.2.1. Phân xưởng chính....................................................................................................106
7.2.2. Các phân xưởng sản xuất phụ................................................................................106
7.2.3. Các cơng trình hành chính, văn hố, phục vụ cơng nhân...................................107
7.2.4. Các cơng trình kho bãi ............................................................................................108
7.2.1. Các cơng trình xử lý và chứa nước .......................................................................110
7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy...................................................................................111
7.3.1. Diện tích khu đất .....................................................................................................111
7.3.2. Tính hệ số sử dụng của nhà máy ...........................................................................111
CHƯƠNG 8: TÍNH HƠI - NƯỚC .....................................................................................113
8.1. Tính hơi ...........................................................................................................................113
8.1.1. Cân bằng chất đốt cho lị hơi .................................................................................113
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
10
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
8.1.2. Tính nhiên liệu phụ trợ lúc khơng đủ bã hay khởi động lò ................................114
8.2. Nhu cầu nước..................................................................................................................114
8.2.1. Nước lắng trong .......................................................................................................114
8.2.2. Nước lọc trong .........................................................................................................114
8.2.3. Nước ngưng tụ .........................................................................................................114
8.2.4. Nước ở tháp ngưng tụ .............................................................................................114
8.2.5. Nước thải của nhà máy ...........................................................................................115
CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT ..............................................................................116
9.1. Kiểm tra sản xuất ...........................................................................................................116
9.2. Cách xác định một số chỉ tiêu.......................................................................................116
9.2.1. Xác định bằng cảm quan theo kinh nghiệm.........................................................116
9.2.2. Phân tích trong phịng thí nghiệm .........................................................................116
CHƯƠNG 10: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ...........................118
10.1. An tồn lao động ..........................................................................................................118
10.1.1. Các điều kiện trong nhà máy ...............................................................................118
10.1.2. Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động .....................................................119
10.2. Vệ sinh xí nghiệp .........................................................................................................119
KẾT LUẬN ...............................................................................................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................................122
PHỤ LỤC ..................................................................................................................................124
MỘT SỐ THUẬT NGỮ SỬ DỤNG TRONG NHÀ MÁY ĐƯỜNG ...........................128
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
11
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần của đường thô ........................................................................................ 19
Bảng 2.2 Các chỉ tiêu cảm quan ................................................................................................ 20
Bảng 2.3 Các chỉ tiêu lý hóa ...................................................................................................... 20
Bảng 2.4 Các chỉ tiêu cảm quan ................................................................................................ 21
Bảng 2.5 Các chỉ tiêu lý hóa ...................................................................................................... 21
Bảng 4.1 Giá trị Ap, Bx của nguyên liệu và bán thành phẩm, thành phẩm......................... 52
Bảng 4.2 Bảng tổng kết nguyên liệu nấu non C ...................................................................... 54
Bảng 4.3 Bảng tổng kết nguyên liệu nấu non B ...................................................................... 55
Bảng 4.4 Bảng tổng kết nguyên liệu nấu non A...................................................................... 57
Bảng 4.5 Bảng tổng kết khối lượng thành phần các nguyên liệu nấu đường ...................... 57
Bảng 4.6 Bảng tổng kết cân bằng vật chất sản xuất đường RS ............................................. 58
Bảng 5.1 Bảng áp suất hơi và nhiệt độ tương ứng của các hiệu ...................................................... 61
Bảng 5.2 Bảng các giá trị tổn thất áp suất thủy tĩnh các hiệu................................................. 62
Bảng 5.3 Chế độ nhiệt của hệ thống bốc hơi ........................................................................... 63
Bảng 5.4 Kết quả cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng................................................................. 64
Bảng 5.5 Nguyên liệu nấu non A .............................................................................................. 65
Bảng 5.6 Kết quả tính tốn các thơng số nấu non A............................................................... 66
Bảng 5.7 Nguyên liệu nấu non B .............................................................................................. 68
Bảng 5.8 Kết quả tính tốn các thơng số nấu non B ............................................................... 68
Bảng 5.9 Nguyên liệu nấu non C .............................................................................................. 69
Bảng 5.10 Kết quả tính tốn các thơng số nấu non C............................................................. 70
Bảng 5.11 Nguyên liệu nấu giống B,C ..................................................................................... 71
Bảng 5.12 Kết quả tính tốn các thơng số nấu giống B, C .................................................... 71
Bảng 5.13. Tổng kết nhiệt trong q trình nấu........................................................................ 72
Bảng 5.14. Tính tốn và tra bảng các thơng số của q trình bốc hơi.................................. 73
Bảng 5.15 Nhiệt dùng cho gia nhiệt.......................................................................................... 76
Bảng 5.16. Tổng hợp lượng hơi dùng cho nhà máy................................................................ 79
Bảng 6.1 Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị gia nhiệt................................................................ 84
Bảng 6.2 Kết quả tính tốn diện tích truyền nhiệt nồi bốc..................................................... 91
Bảng 6.3 Kết quả tính nhiệt nồi nấu ......................................................................................... 93
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
12
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
Bảng 6.4 Diện tích bề mặt truyền nhiệt của các nồi nấu ........................................................ 94
Bảng 6.5 Kết quả tính tốn thiết bị nấu .................................................................................... 96
Bảng 6.6 Kết quả tính tốn thiết bị trợ tinh.............................................................................. 97
Bảng 6.7 Thơng số kĩ thuật thiết bị li tâm C58MT ................................................................. 98
Bảng 6.8 Thông số kĩ thuật thiết bị li tâm................................................................................ 99
Bảng 6.9 Tổng kết thiết bị trong sản xuất đường RS............................................................100
Bảng 7.1 Thời gian sản xuất của nhà máy theo lịch .............................................................103
Bảng 7.2 Phân bố lao động gián tiếp ......................................................................................104
Bảng 7.3 Phân bố lao động trực tiếp.......................................................................................105
Bảng 7.4 Bảng tổng kết tính xây dựng ...................................................................................111
Phụ lục 1: Sự phân bố nước lắng trong ..................................................................................124
Phụ lục 2: Sự phân bố nước lọc trong.....................................................................................124
Phụ lục 3: Sự phân bố nước ngưng .........................................................................................125
Phụ lục 4: Nước thải của nhà máy đường ..............................................................................125
Phụ lục 5: Trình tự thực hiện kiểm tra sản xuất ....................................................................126
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
13
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Cây mía
22
Hình 2.2 Đồ thị q bảo hịa của saccaroza ............................................................................. 25
Hình 3.1 Quy trình sản xuất đường RS .................................................................................... 29
Hình 3.2 Dao băm ....................................................................................................................... 30
Hình 3.3 Máy đánh tơi kiểu búa ................................................................................................ 30
Hình 3.4 Thùng gia vơi sơ bộ .................................................................................................... 31
Hình 3.5 Thiết bị gia nhiệt ống chùm ....................................................................................... 32
Hình 3.6 Thiết bị thơng SO2 lần 1 ............................................................................................. 32
Hình 3.7 Thiết bị lắng có cánh khuấy ....................................................................................... 33
Hình 3.8 Thiết bị lọc chân khơng .............................................................................................. 33
Hình 3.9 Thiết bị cơ đặc ............................................................................................................. 34
Hình 3.10 Thiết bị thơng SO2 dạng tháp .................................................................................. 34
Hình 3.11 Thiết bị lọc kiểm tra.................................................................................................. 34
Hình 3.12 Nồi nấu đường ........................................................................................................... 35
Hình 3.13 Thiết bị trợ tinh ......................................................................................................... 36
Hình 3.14 Li tâm A, B ................................................................................................................ 37
Hình 3.15 Li tâm C...................................................................................................................... 37
Hình 3.16 Thiết bị sấy thùng quay ............................................................................................ 37
Hình 6.1 Sơ đồ cân tự động........................................................................................................ 83
Hình 6.2 Thùng gia vơ ................................................................................................................ 83
Hình 6.3 Thiết bị gia nhiệt ......................................................................................................... 85
Hình 6.4 Thiết bị sunfit trung hịa ............................................................................................. 86
Hình 6.5 Sơ đồ SO2 lần 2............................................................................................................ 88
Hình 6.6 Thiết bị lắng ................................................................................................................. 88
Hình 6.7 Thiết bị lọc ống PG ..................................................................................................... 90
Hình 6.8 Sơ đồ thiết bị bốc hơi.................................................................................................. 91
Hình 6.9 Nồi nấu ......................................................................................................................... 94
Hình 6.10 Thùng trợ tinh ............................................................................................................ 96
Hình 6.11 Thiết bị li tâm ............................................................................................................ 98
Hình 6.12 Thiết bị li tâm ............................................................................................................ 99
Hình 6.13 Máy sấy thùng quay................................................................................................. 99
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
14
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 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 q 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
khơng thể thiếu trong thức ăn con người [9]. 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 cịn làm ngun liệu cho sản xuất rượu, cồn,
thức ăn gia súc, bột giấy, gỗ ép, phân bón…. 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 cịn 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” [10].
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 cịn 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 cơng 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 u cầu có tính khả thi cao.
Để đáp ứng yêu cầu đó thiết kế “nhà máy đường sản xuất đường RS năng suất 4470
tấn mía/ngày” là rất cần thiết.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
15
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
Quảng Nam là một tỉnh ven biển thuộc vùng phát triển kinh tế trọng điểm của miền
Trung, Phía Bắc giáp thành phố Đà Nẵng, phía Đơng giáp với biển Đơng với trên 125 km
bờ biển, phía Tây giáp tỉnh Kon Tum và Lào, phía Nam giáp tỉnh Quảng Ngãi. Qua tìm
hiểu huyện Núi Thành thuộc tỉnh Quảng Nam có đầy đủ các điều kiện để xây dựng một nhà
máy sản xuất đường RS với năng suất 4470 tấn mía/ngày.
1.1. Đặc điểm thiên nhiên
Nhà máy được đặt trong khu kinh tế mở Chu Lai thuộc huyện Núi Thành, tỉnh Quảng
Nam. Là nơi có diện tích rộng, bằng phẳng thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy đường.
Hơn nữa, khu kinh tế mở Chu Lai nằm trên quốc lộ 14D, đi qua khu kinh tế mở có quốc lộ
1A và đường sắt quốc gia nên giao thông rất thuận lợi, trên địa bàn cịn có hệ thống kênh
dẫn nước từ hồ Phú Ninh và một số 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 khơ.
Nhiệt độ trung bình hằng năm là 25,6 0C. Độ ẩm trung bình hằng năm đạt 82÷88%, lượng
mưa trung bình 2491 mm rất thuận lợi cho cây mía phát triển [3].
1.2. Vùng nguyên liệu
Trên địa bàn huyện, đại đa số sản xuất nơng nghiệp, thích hợp cho các loại cây trồng
nhiệt đới sinh trưởng và phát triển, vì vậy rất thuận lợi cho việc trồng mía. Cách đây vài
năm, một nhà máy đường được xây dựng tại Quế Sơn nên các vùng lân cận trở thành vùng
cung cấp nguyên liệu mía cho nhà máy. Sau khi nhà máy giải thể, hầu hết các hộ nông dân
chuyển qua trồng lúa. Vì vậy khi xây dựng nhà máy tại khu kinh tế mở Chu Lai tại Núi
Thành thì việc quy hoạch vùng nguyên liệu sẽ dễ dàng. Bên cạnh đó, các huyện lân cận như
Phú Ninh, Quế Sơn, Hiệp Đức, Duy Xuyên, Điện Bàn…và huyện Núi Thành gần tỉnh
Quảng Ngãi cũng sẽ là nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy.
Như vậy, với vùng nguyên liệu rộng lớn có thể đảm bảo cho nhà máy hoạt động với
năng suất 4470 tấn mía/ngày.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
16
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
1.3. Hợp tác hóa
Nhà máy được xây dựng ở huyện Núi Thành nên rất thuận tiện cho việc liên kết với
nhà máy bánh kẹo Quảng Ngãi và các nhà máy nước giải khát ở Đà Nẵng…. Đặc biệt nhà
máy đặt ở khu kinh tế mở Chu Lai giáp với nước bạn Lào, nên việc mở rộng thị trường
ngoài nước có khả thi hơn. Ngồi 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 tỉnh và các tỉnh lân cận.
Để đạt được hiệu quả kinh tế thì hầu hết các phế liệu được sử dụng triệt để. Bã mía
vừa là chất đốt phục vụ cho nhà máy, bùn lọc từ mật chè được bán cho các cơ sở sản xuất
phân vi sinh ở Điện Bàn, mật rỉ của nấu đường được bán cho nhà máy sản xuất cồn khô
trong khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc, công ty TNHH Thái Việt Agri Group tại
Điện Phương Điện Bàn Quảng Nam.
1.4. Nguồn cung cấp nhiên liệu
Trong nhà máy lò hơi là nơi cần nhiên liệu nhiều nhất. Nhằm giảm bớt vốn đầu tư,
tăng hiệu suất tổng thu hồi nhà máy dùng bã mía làm nhiên liệu đốt lị hơi. Thời kì khơng
có bã mía dùng nhiên liệu khác như dầu FO, củi đốt. Cịn để bơi trơn cho các thiết bị khác
dùng dầu bôi trơn. Dầu FO, dầu bôi trơn, xăng dầu cho các phương tiện vận chuyển được
đặt mua tại các công ty xăng dầu địa phương gần nhà máy.
1.5. Nguồn cung cấp điện
Khu kinh tế mở Chu Lai được cung cấp điện từ nguồn điện lưới quốc gia, đảm bảo
đủ công suất và ổn định: đã xây dựng nhà máy nước công suất 5000m3 /ngày đêm tại Núi
Thành và nhà máy nước có cơng suất 15000 m3/ngày đêm tại Tam Kỳ… [4].
1.6. Nguồn cung cấp hơi
Lượng hơi có thể đạt 60÷80 kg cho 100 kg mía. Nguồn hơi chủ yếu lấy từ lò hơi của
nhà máy. Trong quá trình sản xuất để tiết kiệm hơi lấy hơi thứ từ các thiết bị bốc hơi cung
cấp cho các thiết bị kế tiếp, gia nhiệt, nấu đường, cô đặc, sấy…
1.7. Nguồn cung cấp nước và xử lý nước
Nước trong nhà máy được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau: cung cấp cho lò
hơi, nước khuếch tán, rửa bã, làm nguội máy móc, sinh hoạt…Tuỳ vào mục đích sử dụng
mà phải xử lý theo các chỉ tiêu khác nhau về hoá học, lý học, 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 sản xuất tuỳ theo mục đích sử dụng.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
17
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
1.8. Xử lý nước thải
Để đảm bảo sự phát triển bền vững của nhà máy thì vấn đề nước thải phải được quan
tâm triệt để. Nước thải của nhà máy có chứa nhiều chất hữu cơ, là mơi trường thuận lợi cho
vi sinh vật phát triển, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới sức khoẻ của cơng nhân và
vùng dân cư lân cận. Do đó, nước thải sau khi sản xuất cần được tập trung và xử lý đạt yêu
cầu trước khi đổ ra sông. Trong quá trình xử lý, rác rưởi đem đi xử lý định kỳ. Cịn bùn
lắng được đem ủ yếm khí và phơi để làm phân bón vi sinh.
1.9. Giao thơng vận tải
Giao thơng vận tải đóng vai trị quan trọng đối với các nhà máy đường. Nhà máy
phải vận chuyển hàng ngày một khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu…về nhà máy cũng
như vận chuyển sản phẩm và phụ phẩm đến nơi tiêu thụ.
Khu kinh tế mở Chu Lai nằm trên trục giao thơng chính của quốc gia với hệ thống
đường bộ và đường sắt xun Việt, ngồi ra phía Bắc có Quốc lộ 14D qua cửa khẩu Nam
Giang – Đắc Tà Oóc nối liền với các tỉnh Nam Lào và Đơng Bắc Thái Lan, có đường Nam
Quảng Nam nối khu kinh tế mở Chu Lai với đường Hồ Chí Minh và cửa khẩu quốc tế Bờ
Y-Kon Tum [4].
1.10. Nguồn nhân công
Huyện Núi Thành phần lớn dân cư sống bằng nghề nông, đây là nguồn lao động dồi
dào cung cấp cho nhà máy, do đó tiết kiệm được chi phí đầu tư xây dựng nhà ở sinh hoạt.
Trình độ văn hố hầu hết đã tốt nghiệp THCS, THPT nên nếu được đào tạo sẽ nhanh chóng
nắm bắt được cơng nghệ và làm việc tốt. Bên cạnh đó, một bộ phận cơng nhân từng làm
việc ở nhà máy đường tại Quế Sơn và Quãng Ngãi nên sẽ tiết kiệm được chi phí đào tạo.
Đội ngũ cán bộ kỹ sư do các trường đại học, cao đẳng trong và ngoài tỉnh cung cấp:
Đại học Đà Nẵng, đại học Quảng Nam, …có trình độ khoa học kỹ thuật tốt đáp ứng được
các nhu cầu của nhà máy.
❖ Tóm lại: Qua phân tích các điều kiện ở trên, việc xây dựng một nhà máy sản
xuất đường RS với năng suất 4470 tấn mía/ngày là hợp lý, đáp ứng được nhu cầu của thị
trường, giải quyết được công ăn việc làm cho người dân đồng thời góp phần thúc đẩy sự
phát triển của huyện Núi Thành nói riêng và tỉnh Quảng Nam nói chung.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
18
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Khái quát chung
Trên thị trường hiện nay có 3 loại sản phẩm đường: đường thô, đường RS, đường
RE.
2.1.1. Đường thô
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 ngun liệu mía, trình độ kỹ thuật
của mỗi nước [5, tr 7]. Thành phần đường thô của một số nước được cho ở bảng 2.1:
Bảng 2.1 Thành phần của đường thô
Tên Chỉ tiêu
Pol
Nước
RS
Độ màu
Tạp chất
không n
(%)
(%)
(%)
(0St)
Thái Lan
97,81
0,51
0,52
95,96
-
Cuba
97,6
0,65
0,33
33,32
-
Australia
97,88
0,63
0,35
33,1
-
Nam Phi
98,86
0,32
0,39
16,74
194,8
Mêhico
98,62
0,13
0,2
6,46
190,26
nước
(mg/kg)
2.1.2. Đường RE
Đường RE là 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 cơng
nghệ thực phẩm. Ở nước có 2 nhà máy đường Biên Hòa và Khánh Hội, sản xuất loại đường
này. Các thành phần chính và chỉ tiêu chất lượng theo TCVN 6958:2001 [5, tr 7].
- Các chỉ tiêu cảm quan của đường RE
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
19
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
Bảng 2.2 Các chỉ tiêu cảm quan
Chỉ tiêu
Yêu cầu
Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khơ, khơng vón
cục
Mùi vị
Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, khơng có
mùi vị lạ
Màu sắc
Tinh thể trắng óng ánh, khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt
- Các chỉ tiêu lý hóa của đường RE
Bảng 2.3 Các chỉ tiêu lý hóa
STT
Tên chỉ tiêu
Mức
1
Độ Pol, (0Z), khơng nhỏ hơn
99,8
2
Hàm lượng đường khử, % khối lượng(m/m), không nhỏ hơn
0,03
3
Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m) không lớn hơn
0,03
4
Sự giảm khối lượng khi sấy ở 1050 C trong 3h, % khối lượng
(m/m), không lớn hơn
Độ màu, đơn vị ICUMSA, không lớn hơn
5
0,05
30
- Dư lượng SO2
Sunfua dioxit (SO2), ppm, không lớn hơn: 7
- Các chất nhiễm bẩn: mức tối đa
Asen (As)
: 1mg/kg
Đồng (Cu)
: 2 mg/kg
Chì (Pb)
: 0,5 mg/kg
2.1.3. Đường RS [5, tr 8]
Đường RS được gọi là đường trắng, đường trắng đồn điền hay đường trắng trực tiếp.
Phần lớn các nhà máy đường hiện đại của nước sản xuất loại đường này như: Lam Sơn,
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
20
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
Việt Trì, Quảng Ngãi, Bình Định, Bình Dương, Tuy Hòa….Các chỉ tiêu chất lượng theo
tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6959:2001 [5, tr 8].
- Chỉ tiêu cảm quan của đường RS
Bảng 2.4 Các chỉ tiêu cảm quan
Chỉ tiêu
Yêu cầu
Hạng A
Hạng B
Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khơ, khơng vón cục.
Mùi vị
Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, khơng có mùi
vị lạ.
Màu sắc
Tinh thể màu trắng, khi pha vào Tinh thể màu trắng ngà đến trắng, khi
nước cất cho dung dịch trong.
pha vào nước cất cho dung dịch tương
đối trong.
- Các chỉ tiêu lý hóa của đường RS
Bảng 2.5 Các chỉ tiêu lý hóa
Mức
Tên chỉ tiêu
Hạng A Hạng B
Độ Pol, (0Z), không nhỏ hơn
99,7
99,5
Hàm lượng đương khử, % khối lượng(m/m), không nhỏ hơn
0,1
0,15
Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m) không lớn hơn
0,07
0,1
Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105 0C trong 3h, % khối lượng (m/m), ≤
0,06
0,07
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
21
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
2.2. Nguyên liệu
2.2.1. Giới thiệu về cây mía
Cây mía là một trong các nguyên liệu quan
trọng của ngành công nghiệp chế biến đường và
được trồng ở nhiều quốc gia trong khu vực khí
hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới. Ở nước, mía là
nguyên liệu duy nhất để sản xuất đường và được
trồng từ Bắc tới Nam.
Mía đường là cây trồng có nhiều ưu điểm
và có giá trị kinh tế cao. Mía thuộc họ Poaceae,
Hình2.1
2.1:Cây
Câymía
mía
Hình
giống Saccharum. Chúng có thân to mập, chia đốt, chứa nhiều đường, cao từ 2÷6 m [21].
2.2.2. Giống mía [16, tr. 2]
Giống mía đóng vai trò rất quan trọng trong việc sản xuất nguyên liệu cho cơng nghệ
chế biến đường. Các giống mía có thời sinh trưởng khác nhau góp phần hình thành cơ cấu
giống mía, nhằm giải vụ trồng và kéo dài thời gian chế biến cho các nhà máy đường. Trong
sản xuất, thường cần phát triển mạnh các giống sau:
- Giống ROC1: do Đài Loan lai tạo là giống chín sớm, thích ứng rộng, hàm lượng
đường cao. Năng suất cao, chịu đất xấu và chịu hạn, gốc nẩy mầm chậm, thu hoạch
vào đầu vụ.
- Giống ROC10: do Đài Loan lai tạo có đặc tính chung giống ROC1 như thích ứng
rộng, chịu được đất chua mặn, chịu thâm canh, chín trung bình, thu hoạch vào giữa
và cuối vụ.
- Giống quế đường 11: Quảng Tây - Trung Quốc sản xuất, là giống chín sớm thu
hoạch vào đầu vụ, giống này sinh trưởng mạnh, khả năng lưu gốc tốt, tính thích ứng
rộng, chịu hạn, chịu đất xấu, chịu ẩm ướt, năng suất cao và có hàm lượng đường cao.
2.2.3. Thành phần hóa học của mía [5, tr. 13]
Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của mía, là sản phẩm của công nghiệp sản
xuất đường và chúng có các tích chất:
➢ 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 n trong nước.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
22
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
- Độ nhớt của dung dịch đường tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo chiều
tăng nhiệt độ.
➢ Tính chất hóa học:
-Tác dụng của axit: Dưới tác dụng của axit sacaroza chuyển hóa thành glucoza và
fructoza
[H+ ]
C12H22O11 + H2 O
C6 H12O6 + C6H12 O6
sacaroza
glucoza
fructoza
- Tác dụng của kiềm: Saccaroza có tính chất như một axit yếu, kết hợp với kiềm
(vôi) tạo thành saccarat, với CaO tạo thành canxi-monosaccarat, canxi-disaccarat, canxitriasaccarat. Hai dạng monocanxi và dicanxi dễ hòa n trong nước, trong khi đó tricanxi rất
ít hịa n trong nước nên được ứng dụng lấy đường ra khỏi rỉ đường củ cải.
+ Ở mơi trường kiềm lỗng và dung dịch đường lạnh, hầu như khơng có tác dụng gì.
+ Nếu kiềm đậm đặc, dù ở nhiệt độ thấp đường cũng bị phân giải. Ở pH từ 8 ÷ 9 và
đun nóng trong một thời gian dài, saccaroza bị phân hủy tạo ra các axit và các chất
màu.v.v… Tốc độ phân hủy tăng theo độ pH. Ở nhiệt độ sơi ( trong 1 giờ) và pH = 8÷9,
saccaroza chỉ bị phân hủy 0,05%. Nếu cùng nhiệt độ nhưng với pH = 12 thì sự phân hủy đó
tăng 0,5%.
- Tác dụng của enzym: Dưới tác dụng của enzym inverza, saccaroza bị chuyển thành
glucoza và fructoza. Sau đó, dưới tác dụng của phức hệ enzym, glucoza và fructoza sẽ
chuyển thành rượu và CO2:
C6H12O6
men rượu
2C2H5 OH
+ CO2
Ngồi ra trong đường cịn có các chất không đường khác như:
+ Chất không đường không chứa nitơ (Glucoza và fructoza)
+ Chất không đường chứa nitơ
+ Chất màu
+ Chất không đường vô cơ
2.2. Cơ sở lý thuyết của q trình làm sạch nước mía [5, tr. 42]
- Tác dụng của pH: Nước mía hỗn hợp có pH = 5÷5,5, trong q trình làm sạch, do
sự biến đổi của pH dẫn đến các quá trình biến đổi hóa lý và hóa học các chất khơng đường
trong nước mía và có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm sạch. Việc thay đổi pH có tác dụng:
+ Làm ngưng kết chất keo tại pH dưới 7 và pH trên dưới 11
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
23
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
+ Làm chuyển hóa đường sacaroza: Khi nước mía ở mơi trường axit (pH< 7) sẽ làm
chuyển hóa đường sacaroza tạo thành hỗn hợp đường glucoza và fructoza:
[H+ ]
C12H22 O11 + H2 O
C6H12O6 + C6 H12 O6
sacaroza
glucoza
fructoza
+ Làm phân hủy đường khử: nếu pH của nước mía vượt q 7, làm sinh ra những
sản phẩm phụ khơng có lợi trong quá trình sản xuất.
+ Làm phân hủy đường sacaroza: trong môi trường kiềm dưới tác dụng của nhiệt
độ.
+ Tách loại các chất không đường khác nhau ở từng pH khác nhau.
- Tác dụng của nhiệt độ: ảnh hưởng lớn đến hiệu suất làm sạch, nếu khống chế nhiệt
độ tốt sẽ:
+ Loại khơng khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt.
+ Có tác dụng diệt trùng, đề phịng sự lên men axit, giảm sự xâm nhập của vi sinh
vật.
+ Nhiệt độ tăng cao làm tỉ trọng nước mía giảm, ngưng tụ chất keo, tăng tốc độ lắng.
- Tác dụng của các chất điện ly:
+ Vơi: Trung hịa nước mía hỗn hợp ngăn chặn chuyển hóa đường, tạo điểm đẳng
điện để ngưng kết các chất keo, làm trơ các phản ứng axit của nước mía hỗn hợp và ngăn
ngừa sự chuyển hóa đường sacaroza, kết tủa, đơng tụ các chất không đường, phân hủy một
số chất không đường, đặc biệt là đường chuyển hóa, amit, sát trùng nước mía.
+ Ion Ca 2+: phản ứng với những anion tạo muối canxi khơng tan
Ca2+ + 2A- = CaA2
+ Ion OH-: có tác dụng trung hịa axit tự do trong mía
+ SO2 : Tạo kết tủa CaSO3 có tính hấp phụ, làm giảm độ kiềm, độ nhớt của dung
dịch, tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu, làm cho CaSO3 kết tủa tạo thành muối Ca(HSO3)2
hịa tan.
+ CO2 : Có tác dụng tạo muối CaSO3 có tác dụng hấp phụ những chất không đường
cùng kết tủa, phân ly muối sacarat canxi.
+ P2O5 : Hấp phụ các chất keo và các chất không đường khác tác dụng làm sạch
nước mía hỗn hợp.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
24
Thiết kế nhà máy sản xuất đường RS năng suất 4470 tấn mía/ngày
2.3. Động học của q trình kết tinh đường
Quá trình kết tinh đường gồm hai giai
đoạn: [5, tr. 69]
• Sự xuất hiện nhân tinh thể được biểu
diễn theo đồ thị hình 2.2. Trạng thái của dung
dịch sacaroza chia làm 3 vùng quá bão hòa:
- Vùng ổn định: Hệ số bão hòa =
1,11,15. Trong vùng này tinh thể chỉ lớn lên
mà khơng xuất hiện các tinh thể mới.
Hình 2.2 Đồ thị quá bảo hòa của
saccaroza [5, tr. 70]
- Vùng trung gian: = 1,21,25. Trong vùng này, tinh thể lớn lên và xuất hiện một
lượng nhỏ tinh thể mới.
- Vùng biến động: >1,3. Ở đây, tinh thể sacaroza tự xuất hiện mà khơng cần tạo
mầm hoặc kích thích.
• Sự lớn lên của tinh thể: Các phân tử đường khuếch tán đến bề mặt mầm tinh thể
và kết tinh làm tăng kích thước của tinh thể đường. Quá trình kết tinh có ý nghĩa rất quan
trọng, do đó chúng cần kiểm sốt tốt q trình này để nấu đường đạt hiệu suất cao.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thiệu
Hướng dẫn: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh
25
