(Đồ án tốt nghiệp) thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía ngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐƯỜNG THEO
PHƯƠNG PHÁP SO2 NĂNG SUẤT 6160 TẤN
MÍA/NGÀY.

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Thu Hằng
Số thẻ sinh viên: 107150142
Lớp: 15H2B

Đà Nẵng – Năm 2019

i


TÓM TẮT

Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất
6160 tấn mía/ngày”.
Đồ án thiết kế bao gồm 1 bản thuyết minh và 5 bản vẽ.
Bản thuyết minh gồm những nội dung như sau:
Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật giới thiệu về khu công nghiệp đặc điểm thiên
nhiên, khả năng hợp tác hóa, điện, nước giao thơng vận tải, nhân lực, …
Chương 2: Tổng quan giới thiệu về nguyên liệu, sản phẩm và các cơ sở lý thuyết,…
Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình cơng nghệ của đường theo phương pháp
SO2.
Chương 4: Tính cân bằng vật chất tính nguyên liệu vào từng công đoạn cũng như
nguyên liệu dùng sản xuất dựa trên năng suất.
Chương 5: Tính cân bằng nhiệt lượng cho hệ cơ đặc, hệ đun nóng, hệ nấu đường, ..

Chương 6: Tính và chọn thiết bị dựa vào năng suất của mỗi cơng đoạn tính và chọn
thiết bị. Mỗi thiết bị kèm theo hình ảnh, thơng số kĩ thuật.
Chương 7: Tính xây dựng tính nhân lực trong nhà máy và trong mỗi ca sau đó tính
xây dựng phân xưởng sản xuất chính cũng như kho thành phẩm, kho bao bì, kho ngun
vật liệu,… từ đó tính đất xây dựng và hệ số sử dụng.
Chương 8: Tính hơi – nước tính hơi cho lò đốt, nhu cầu nước gồm nước lắng trong,
nước lọc trong, nước ngưng tụ, nước thải,…
Chương 9: Kiểm tra sản xuất và xác định chỉ tiêu cảm quan, trong phịng thí nghiệm.
Chương 10: An tồn lao động, vệ sinh trong nhà máy
Bản vẽ bao gồm: Bản vẽ các mặt bằng phân xưởng sản xuất chính: gồm bản vẽ phân
xưởng sản xuất chính tầng 1 và tầng 2, bản vẽ các mặt cắt phân xưởng chính, bản vẽ
đường ống hơi – nước và bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ii


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA: HÓA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Lê Thị Thu Hằng
Lớp: 15H2B
Khoa: Hóa

Số thẻ sinh viên: 107150142

Ngành: Công nghệ thực phẩm

1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất
6160 tấn mía/ngày.
2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
Thành phần cây mía (tính % theo chất khơ của mía)
Hàm lượng đường sacaroza:
12,15%
Chất khơng đường:
Xơ:
GP bã:

3,17%
11,49%
76,41%

Độ ẩm bã:
Lượng nước thẩm thấu:

49,74%
tự chọn từ 22 đến 25%

Nước:
tự tính
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn
- Mở đầu.
- Lập luận kinh tế kỹ thuật.
- Tổng quan.
- Chọn và thuyết minh dây chuyền cơng 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 tồn lao động, vệ sinh xí nghiệp, phịng cháy và chữa cháy.
- Kết luận.
- Tài liệu tham khảo.
4. Các bản vẽ và đồ thị
- Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính.
- Bản vẽ các mặt cắt phân xưởng sản xuất chính.
- Bản vẽ đường ống hơi – nước.
iii

(A0)
(A0)
(A0)


- Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy.

(A0)

5. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 26-08-2019
7. Ngày hoàn thành đồ án: 02-12-2019
Đà Nẵng, ngày
Trưởng Bộ môn Công nghệ thực phẩm

tháng

năm 2019

Người hướng dẫn

PGS.TS. Đặng Minh Nhật

PGS.TS.Trương Thị Minh Hạnh

iv


LỜI CẢM ƠN

Trải qua gần 5 năm học tập và rèn luyện trên giảng đường đại học, em nhận được
sự tận tình dạy bảo của các thầy cơ. Với lịng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất, em xin
gửi đến thầy cơ khoa Hóa nói riêng và các thầy cơ Trường Đại Học Bách Khoa - Đà
Nẵng nói chung, đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức
quý báu trong suốt thời gian em học tập tại trường. Và đến nay, để củng cố và vận dụng
những kiến thức đã học, em được giao thực hiện đề tài đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ
“Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn
mía/ngày”.
Sau 3 tháng làm đồ án đã giúp em phần nào nắm kĩ hơn những kiến thức về ngành
đường, lựa chọn phương pháp, cách tính tốn, cách chọn thiết bị, cách bố trí thiết bị,
cách bố trí mặt bằng, và thiết kế nhà máy hợp lý. Tuy nhiên, đồ án không tránh khỏi
những thiếu sót do nguồn kiến thức của bản thân và thực tế cịn hạn chế. Em rất mong
nhận được sự góp ý từ thầy cô.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn cơ PGS.TS Trương Thị Minh Hạnh, người đã
tận tình hướng dẫn suốt quá trình thực hiện đề tài và truyền đạt những kiến thức cũng
như kinh nghiệm quý báu tạo điện thuận lợi cho em có thể hồn thành được đồ án tốt

nghiệp.
Một lần nữa em chân thành cảm ơn tất cả!
Sinh viên thực hiện

Lê Thị Thu Hằng

v


CAM ĐOAN

Em xin cam đoan về nội dung của đồ án không sao chép nội dụng từ các đồ án khác.
Nội dung và số liệu trong đồ án được sự hướng dẫn của cơ hướng dẫn, tính tốn trung
thực, các tài liệu tham khảo được trích dẫn rõ ràng và chính xác.
Em xin hồn tồn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này.
Sinh viên thực hiện

Lê Thị Thu Hằng

vi


MỤC LỤC

Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
Lời cảm ơn ....................................................................................................................... v
Cam đoan ........................................................................................................................ vi
Mục lục ..........................................................................................................................vii
Danh sách các bảng, hình vẽ .........................................................................................xii

Danh sách các kí hiệu, chữ viết tắt ............................................................................... xiv
Trang
Mở đầu ............................................................................................................................. 1
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ......................................................... 2
1.1 Đặc điểm thiên nhiên ............................................................................................... 2
1.2 Vùng nguyên liệu ..................................................................................................... 2
1.3 Hợp tác hóa .............................................................................................................. 3
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 Thốt nước ............................................................................................................... 4
1.9 Giao thơng vận tải ................................................................................................... 4
1.10 Năng suất nhà máy ................................................................................................ 4
1.11 Nguồn cung cấp nhân lực...................................................................................... 4
1.12 Thị trường tiêu thụ ................................................................................................ 4
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ............................ 5
2.1 Tổng quan về nguyên liệu ....................................................................................... 5
2.1.1 Vài nét về cây mía .................................................................................................. 5
2.1.2 Thành phần hóa học của cây mía ........................................................................... 5
2.2. Tổng quan về sản phẩm ......................................................................................... 7
2.2.1 Đường thô ............................................................................................................... 7
2.2.2 Đường RS ............................................................................................................... 8
2.2.3 Đường RE ............................................................................................................... 8
2.3 Cơ sở lý thuyết của quá trình làm sạch nước mía ................................................ 9
2.3.1 Tác dụng của pH ..................................................................................................... 9
vii


2.3.2 Tác dụng nhiệt độ ................................................................................................. 10

2.3.3 Tác dụng của chất điện ly ..................................................................................... 10
2.4 Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh đường ..................................................... 11
Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ................. 12
3.1 Chọn quy trình sản xuất ....................................................................................... 12
3.1.1 Chọn phương pháp lấy nước mía ......................................................................... 12
3.1.2 Phương pháp làm sạch .......................................................................................... 13
3.1.3 Chọn phương pháp nấu và chế độ nấu ................................................................. 14
3.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất đường RS theo phương pháp sunfit hóa axit .. 14
3.2.1 Quy trình cơng nghệ ............................................................................................. 14
3.2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ ........................................................................ 17
Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT......................................................................... 24
4.1 Ép mía ..................................................................................................................... 24
4.1.1 Thành phần mía .................................................................................................... 24
4.1.2 Bã mía ................................................................................................................... 24
4.1.3 Nước thẩm thấu .................................................................................................... 25
4.1.4 Nước mía hỗn hợp (NMHH) ................................................................................ 25
4.2 Cơng đoạn làm sạch............................................................................................... 26
4.2.1 Tính lượng lưu huỳnh và SO2 .............................................................................. 26
4.2.2 Tính vơi và sữa vơi ............................................................................................... 26
4.2.3 Gia vôi sơ bộ (GVSB) .......................................................................................... 27
4.2.4 Thông SO2 lần 1 ................................................................................................... 27
4.2.5 Nước mía trung hịa .............................................................................................. 28
4.2.6 Nước bùn .............................................................................................................. 29
4.2.7 Nước lắng trong .................................................................................................... 29
4.2.8 Bùn lọc .................................................................................................................. 29
4.2.9 Nước rửa bùn ........................................................................................................ 29
4.2.10 Nước lọc trong .................................................................................................... 30
4.2.11 Nước mía trong ................................................................................................... 30
4.3 Bốc hơi và sạch mật chè ........................................................................................ 31
4.3.1 Lượng nước bốc hơi ............................................................................................. 31

4.3.2 Mật chè thô ........................................................................................................... 31
4.3.3 Thông SO2 lần 2 ................................................................................................... 32
4.3.4 Lọc kiểm tra .......................................................................................................... 32
4.3.5 Mật chè tinh .......................................................................................................... 33
4.3.6 Hiệu suất làm sạch mật chè .................................................................................. 33
viii


4.4 Nấu đường .............................................................................................................. 33
4.4.1 Khối lượng đường thành phẩm và mật rỉ ............................................................. 34
4.4.2 Tính cho nấu non C .............................................................................................. 34
4.4.3 Tính đường non B ................................................................................................. 36
4.4.4 Tính cho nấu non A .............................................................................................. 37
Chương 5: CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG ................................................................. 42
5.1 Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc nhiều nồi .............................................................. 42
5.1.1 Khối lượng nước bốc hơi của quá trình cơ đặc .................................................... 42
5.1.2 Nồng độ chất khơ trong các hiệu .......................................................................... 43
5.1.3 Xác định áp suất và nhiệt độ ở các hiệu ............................................................... 43
5.1.4 Xác định tổn thất nhiệt độ trong quá trình bốc hơi............................................... 44
5.1.5 Nhiệt độ sôi của dung dịch trong các hiệu bốc hơi .............................................. 45
5.1.6 Hiệu số nhiệt độ hữu ích của các hiệu (ti) .......................................................... 45
5.2 Cân bằng nhiệt cho hệ đun nóng .......................................................................... 46
5.3 Cân bằng nhiệt cho hệ nấu đường ....................................................................... 47
5.3.1 Nấu non A ............................................................................................................. 48
5.3.2 Nấu non B ............................................................................................................. 50
5.3.3 Nấu non C ............................................................................................................. 52
5.3.4 Nấu giống B, C ..................................................................................................... 54
5.4 Cân bằng nhiệt cho hệ cô đặc ............................................................................... 55
5.4.1 Tính lượng hơi nước bốc hơi ................................................................................ 55
5.4.2 Lượng hơi dùng cho hệ cô đặc ............................................................................. 56

5.5 Nhiệt dùng cho các yêu cầu khác ......................................................................... 58
5.5.1 Nhiệt dùng cho hồi dung, đường hồ ..................................................................... 58
5.5.2 Nhiệt dùng cho gia nhiệt các loại mật, giống ....................................................... 59
5.5.3 Nhiệt dùng cho li tâm ........................................................................................... 59
5.5.4 Nhiệt dùng cho đun nóng nước thẩm thấu ........................................................... 60
5.5.5 Nhiệt đun nóng nước rửa máy lọc chân không .................................................... 60
5.5.6 Nhiệt dùng cho sấy đường thành phẩm ................................................................ 60
Chương 6: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ................................................................... 63
6.1 Chọn bộ máy ép ..................................................................................................... 63
6.2 Băng tải mía ........................................................................................................... 64
6.3 Máy băm ................................................................................................................. 64
6.3.1. Máy băm 1 ........................................................................................................... 64
6.3.2. Máy băm 2 ........................................................................................................... 65
6.4 Máy đánh tơi .......................................................................................................... 65
ix


6.5 Cân định lượng ...................................................................................................... 66
6.6 Thiết bị gia vôi sơ bộ ............................................................................................. 67
6.7 Thiết bị gia nhiệt .................................................................................................... 67
6.8 Thiết bị thông SO2 lần 1 và gia vôi trung hồ ..................................................... 68
6.8.1 Bộ phận sunfit hố ................................................................................................ 69
6.8.2 Đoạn giữa thiết bị ................................................................................................. 70
6.8.3 Thùng trung hòa ................................................................................................... 70
6.9 Thiết bị lắng ........................................................................................................... 71
6.10 Thiết bị lọc chân không ....................................................................................... 72
6.11 Thiết bị cô đặc (bốc hơi) ...................................................................................... 73
6.11.1 Nhiệt lượng cung cấp cho buồng đốt các hiệu ................................................... 73
6.11.2 Bề mặt truyền nhiệt các hiệu .............................................................................. 73
6.11.3 Các thông số kĩ thuật .......................................................................................... 74

6.12 Thiết bị thông SO2 lần 2 ...................................................................................... 75
6.13 Thiết bị lọc kiểm tra ............................................................................................ 75
6.14 Thiết bị nấu đường .............................................................................................. 76
6.14.1 Hệ số truyền nhiệt ............................................................................................... 76
6.14.2 Nhiệt lượng cung cấp cho các nồi nấu đường .................................................... 76
6.14.3 Bề mặt truyền nhiệt ............................................................................................ 77
6.14.4 Tính số nồi nấu đường ........................................................................................ 79
6.15 Trợ tinh ................................................................................................................. 80
6.15.1 Tính số lượng thiết bị trợ tinh............................................................................. 80
6.15.2 Kích thước thiết bị .............................................................................................. 80
6.16 Máy li tâm đường ................................................................................................ 81
6.16.1 Máy li tâm đường A, B ....................................................................................... 81
6.16.2 Máy li tâm đường C............................................................................................ 82
6.17 Máy sấy đường ..................................................................................................... 82
Chương 7: TÍNH XÂY DỰNG ................................................................................... 85
7.1 Tính nhân lực lao động.......................................................................................... 85
7.1.1 Chế độ làm việc của nhà máy ............................................................................... 85
7.1.2 Thời gian làm việc của nhà máy ........................................................................... 85
7.1.3 Số công nhân phân bố cho mỗi khu vực sản xuất trong phân xưởng ................... 85
7.2 Các cơng trình xây dựng của nhà máy ................................................................ 88
7.2.1 Phân xưởng chính ................................................................................................. 88
7.2.2 Các phân xưởng sản xuất phụ............................................................................... 88
7.2.3 Các công trình hành chính, văn hóa, phục vụ cơng nhân ..................................... 89
x


7.2.4 Các cơng trình kho bãi .......................................................................................... 90
7.2.5 Các cơng trình xử lý và chứa nước ....................................................................... 91
7.3 Tính khu đất xây dựng nhà máy .......................................................................... 93
7.3.1 Diện tích khu đất .................................................................................................. 93

7.3.2 Tính hệ số sử dụng của nhà máy .......................................................................... 93
Chương 8: TÍNH HƠI – NƯỚC ................................................................................. 94
8.1 Tính hơi .................................................................................................................. 94
8.1.1 Cân bằng chất đốt cho lị hơi ................................................................................ 94
8.1.2 Tính nhiên liệu phụ trợ lúc khơng đủ bã hay khởi động lò .................................. 95
8.2 Nhu cầu nước ......................................................................................................... 95
8.2.1 Nước lắng trong .................................................................................................... 95
8.2.2 Nước lọc trong ...................................................................................................... 95
8.2.3 Nước ngưng tụ ...................................................................................................... 96
8.2.4 Nước ở tháp ngưng tụ ........................................................................................... 97
8.2.5 Nước thải của nhà máy ......................................................................................... 97
Chương 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT .......................................................................... 99
9.1 Kiểm tra sản xuất .................................................................................................. 99
9.2 Cách xác định một số chỉ tiêu ............................................................................. 100
9.2.1 Xác định bằng cảm quan theo kinh nghiệm ....................................................... 100
9.2.2 Phân tích trong phịng thí nghiệm ...................................................................... 100
Chương 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CƠNG NGHIỆP ................. 103
10.1 An tồn lao động ................................................................................................ 103
10.1.1 Những nguyên nhân gây ra tai nạn lao động và biện pháp khắc phục ............. 103
10.1.2 Những an toàn cụ thể trong nhà máy................................................................ 103
10.2 Vệ sinh xí nghiệp ................................................................................................ 105
KẾT LUẬN ................................................................................................................ 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO

xi


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2. 1 Thành phần của đường thô .............................................................................. 8

Bảng 2. 2 Các chỉ thiêu cảm quan đường RS .................................................................. 8
Bảng 2. 3 Các chỉ tiêu hóa lý đường RS ......................................................................... 8
Bảng 2. 4 Chỉ tiêu cảm đường RE ................................................................................... 9
Bảng 2. 5 Các chỉ tiêu hóa lý đường RE ......................................................................... 9
Bảng 4. 1 Bảng Ap, Bx của nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm ................... 34
Bảng 4. 2 Bảng nguyên liệu nấu non C ......................................................................... 35
Bảng 4. 3 Bảng nguyên liệu nấu non B ......................................................................... 37
Bảng 4. 4 Bảng nguyên liệu nấu non A ......................................................................... 38
Bảng 4. 5 Kết quả tính khối lượng thành lượng thành phẩm và bán thành phẩm ở công
đoạn nấu đường tính theo năng suất nhà máy ............................................................... 39
Bảng 4. 6 Bảng tổng kết cân bằng vật chất của toàn phân xưởng sản xuất đường RS . 41
Bảng 5. 1 Bảng áp suất hơi và nhiệt độ tương ứng của các hiệu................................... 44
Bảng 5. 2 Tổn thất do tăng nhiệt độ sôi ở các hiệu ....................................................... 44
Bảng 5. 3 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh........................................................... 44
Bảng 5. 4 Chế độ nhiệt của hệ thống bốc hơi ................................................................ 46
Bảng 5. 5 Kết quả tính lượng nhiệt và lượng hơi cần dùng cho hệ đun nóng ............... 47
Bảng 5. 6 Nguyên liệu nấu non A ................................................................................ 48
Bảng 5. 7 Kết quả tính tốn thơng số nấu non A........................................................... 49
Bảng 5. 8 Nguyên liệu nấu non B.................................................................................. 50
Bảng 5. 9 Kết quả tính tốn thơng số nấu non B .......................................................... 51
Bảng 5. 10 Nguyên liệu nấu non C................................................................................ 52
Bảng 5. 11 Kết quả tính tốn thơng số nấu non C ......................................................... 53
Bảng 5. 12 Nguyên liệu nấu giống B, C ........................................................................ 54
Bảng 5. 13 Kết quả tính tốn các thông số nấu giống B, C .......................................... 55
Bảng 5. 14 Tổng kết nhiệt trong quá trình nấu .............................................................. 55
Bảng 5. 15 Tính tốn và tra bảng các thơng số của quá trình bốc hơi .......................... 57
Bảng 5. 16 Nhiệt dùng cho gia nhiệt ............................................................................. 59
Bảng 5. 17 Tổng hợp lượng hơi dùng cho nhà máy ...................................................... 62
Bảng 6. 1 Bề mặt truyền nhiệt của thiết bị gia nhiệt ..................................................... 68
Bảng 6. 2 Kết quả tính tốn diện tích truyền nhiệt nồi bốc hơi ..................................... 73

Bảng 6. 3 Kết quả tính nhiệt nồi nấu ............................................................................. 77
Bảng 6. 4 Diện tích bề mặt truyền nhiệt của các nồi nấu .............................................. 77
Bảng 6. 5 Kết quả tính tốn thiết bị nấu ........................................................................ 79
Bảng 6. 6 Kết quả tính tốn thiết bị trợ tinh .................................................................. 80
Bảng 6. 7 Tổng kết thiết bị chính trong sản xuất đường RS ......................................... 83
Bảng 7. 1 Thời gian sản xuất của nhà máy theo lịch ..................................................... 85
Bảng 7. 2 Phân bố lao động trực tiếp ............................................................................ 86
xii


Bảng 7. 3 Phân bố lao động gián tiếp ............................................................................ 87
Bảng 7. 4 Số công nhân sản xuất khác .......................................................................... 87
Bảng 7. 5 Bảng tổng kết tính xây dựng ......................................................................... 92
Bảng 8. 1 Sự phân bố nước lắng trong .......................................................................... 95
Bảng 8. 2 Sự phân bố nước lọc trong ............................................................................ 96
Bảng 8. 3 Sự phân bố nước ngưng ................................................................................ 97
Bảng 8. 4 Nước thải của nhà máy đường ...................................................................... 98
Bảng 9. 1 Trình tự kiểm tra sản xuất ............................................................................. 99
Hình 2. 1 Hình ảnh mơ tả cây mía ................................................................................... 5
Hình 2. 2 Công thức cấu tạo của đường sacaroza ........................................................... 5
Hình 2. 3 Hình ảnh đường tinh luyện, đường vàng và đường trắng trên thị trường ....... 7
Hình 2. 4 Đồ thị q bão hịa của sacaroza ................................................................... 11
Hình 3. 1 Quy trình cơng nghệ sản xuất đường RS....................................................... 16
Hình 3. 2 Sơ đồ ép và thẩm thấu kép............................................................................. 18
Hình 4. 1 Công thức nhân chéo nấu giống C ................................................................ 35
Hình 4. 2 Cơng thức nhân chéo nấu non C....................................................................35
Hình 4. 3 Công thức nhân chéo nấu giống B ................................................................ 36
Hình 4. 4 Cơng thức nhân chéo nấu non B....................................................................36
Hình 4. 5 Sơ đồ phân phối nguyên liệu nấu .................................................................. 40
Hình 5. 1 Sơ đồ hệ thống bốc hơi .................................................................................. 42

Hình 6. 1 Máy ép mía .................................................................................................... 63
Hình 6. 2 Máy băm ........................................................................................................ 64
Hình 6. 3 Máy đập tơi kiểu búa ..................................................................................... 66
Hình 6. 4 Cân định lượng .............................................................................................. 66
Hình 6. 5 Thiết bị gia vơi............................................................................................... 67
Hình 6. 6 Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm ........................................................... 67
Hình 6. 7 Thiết bị trung hòa đường ống kiểu đứng ....................................................... 70
Hình 6. 8 Thiết bị lắng liên tục ...................................................................................... 71
Hình 6. 9 Thiết bị lọc chân không kiểu thùng quay ..................................................... 72
Hình 6. 10 Thiết bị cơ đặc ............................................................................................. 74
Hình 6. 11 Thiết bị lọc ống ............................................................................................ 76
Hình 6. 12 Nồi nấu đường ............................................................................................. 78
Hình 6. 13 Thiết bị trợ tinh ........................................................................................... 81
Hình 6. 14 Máy ly tâm A,B ........................................................................................... 81
Hình 6. 15 Máy li tâm C ................................................................................................ 82
Hình 6. 16 Máy sấy thùng quay..................................................................................... 82

xiii


DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

KÍ HIỆU
L x W x H :dài x rộng x cao
H
:chiều cao
D
: đường kính
CHỮ VIẾT TẮT
TCVN :tiêu chuẩn quốc gia

KL
:khối lượng
GVSB : gia vơi sơ bộ
NMHH :nước mía hỗn hợp
CBVC :cân bằng vật chất
CBN

:Cân bằng nhiệt

NCT
NBC

:cơng nhân chính thức
:cơng nhân biên chế

HSLS
HL
Tr
VSV

:hiệu suất làm sạch
:hàm lượng
:trang
:vi sinh vật

xiv


Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

MỞ ĐẦU

Nhà máy đường ra đời là nguồn nguyên liệu cho ngành sản xuất công nghiệp nhẹ
và hàng tiêu dùng như bánh, kẹo, …Sản phẩm chính là đường, cịn những phụ phẩm từ
cây mía như: bã mía, mật rỉ và bùn lọc. Bã mía chiếm 20 - 30% trọng lượng mía đem
ép, dùng làm nguyên liệu đốt lị, làm bột giấy và có thể ép ván dùng trong kiến trúc. Mật
rỉ chiếm 3 - 5% trọng lượng mía đem ép, dùng sản xuất tinh dầu, lên men chưng cất
rượu, sản xuất các loại men, sản xuất các loại axit axetic. Bùn lọc chiếm 1,5 - 3% trọng
lượng mía đem ép có thể sản xuất nhựa xêrin làm sơn, xi đánh giày, dùng làm phân vi
sinh, … Theo ước tính, giá trị các sản phẩm phụ cao hơn 2 - 3 lần sản phẩm chính là
đường [1]. Từ đó, ta thấy nền nơng nghiệp phát triển kéo theo ngành công nghiệp khác
cũng phát triển, thúc đầy nền kinh tế đi lên.
Theo Hiệp Hội Mía - Đường Việt Nam (VSSA), diện tích mía giảm 15 - 20% xuống
200.000ha. Hiện tại, Việt Nam chỉ còn 37 nhà máy đường, thay vì 46 nhà máy như giai
đoạn 2015 [2]. Đây là những con số dự báo cho việc thiếu đường trong tương lai.
Ngành đường niên vụ 2019 - 2020 sẽ đối mặt với những vấn đề: diện tích đất trồng
thu hẹp do nhu cầu giảm, tình trạng bn lậu, tồn kho, chính sách hỗ trợ khơng đồng bộ
và việc nhập khẩu đường lỏng. Và sắp tới 1/1/2020 mặt hàng đường chính thức xóa bỏ
hạn ngạch thuế quan theo cam kết hội nhập của hiệp định các nước thương mại ASEAN
(ATIGA). Đây là những khó khăn ngành mía đường gặp phải. Tuy nhiên, theo VSSA
giá đường sẽ có chiều hướng tăng vào đầu năm 2020. Do sự ảnh hưởng của thời tiết khô
hạn khiến sản lượng đường tại Brazil và EU báo giảm. Và do Brazil, Ấn Độ và Thái Lan
chuyển sang sản xuất ethanol từ mía đã khiến cho sản lượng sản xuất của các quốc gia
mía đường trên thế giới bị cắt giảm. Đồng thời, tồn kho cao từ những mùa vụ trước cũng
khiến cho các nhà máy chủ động cắt giảm sản lượng sản xuất [2].
Qua đó, việc xây dựng một nhà máy đường nhằm đáp ứng nhu cầu của người tiêu
dùng và sản xuất, tận dụng tốt sản phẩm phụ nhằm hạ giá thành sản phẩm tăng tính cạnh
tranh trên thị trường, mang lại thu nhập cho nơng dân và người lao động, góp phần phát
triển kinh tế địa phương. Vì vậy, đồ án tốt nghiệp này em thực hiện đề tài: “Thiết kế
nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày”.

SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

1


Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Quảng Nam nằm trong vùng trọng điểm kinh tế Miền Trung, phía Bắc giáp thành
phố Đà Nẵng, phía Nam giáp kinh tế Dung Quất, có sân bay, cảng biển, đường Xuyên
Á rất thuận lợi cho việc giao lưu phát triển kinh tế - xã hội, phía Tây giáp tỉnh Sekong
(Cộng hịa Dân chủ Nhân dân Lào), phía Đơng giáp biển đơng. Quảng Nam là nơi có
nguồn ngun liệu mía dồi dào tạo điều kiện cho nhà máy đường mọc lên. Qua khảo sát,
Thăng Bình, Quảng Nam là nơi có đủ điều kiện để xây dựng một nhà máy đường RS
[3].
1.1 Đặc điểm thiên nhiên
Nhà máy sẽ được đặt tại xã Bình Quý, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam. Bình
Q là nơi có nguồn ngun liệu dồi dào. Là nơi có diện tích rộng, bằng phẳng thuận
lợi cho việc xây dựng nhà máy đường. Hơn nữa, ở xã Bình Quý cách quốc lộ 1A khoảng
5 km, trên địa bàn cịn 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 khí hậu nhiệt đới điển hình, chỉ có 2 mùa là mùa khơ và mùa mưa,
ít chịu ảnh hưởng của mùa đơng lạnh miền Bắc. Hướng gió chủ đạo ở Quảng Nam là
hướng đơng nam, vận tốc trung bình 3m/s. Nhiệt độ trung bình năm 25,6℃, lượng mưa
trung bình 2000 - 2500 mm nhưng phân bố đều theo thời gian và không gian, mưa tập
trung tháng 9 - 12, chiếm 80% lượng mưa cả năm. Độ ẩm trung bình trong khơng khí

đạt 84% [4]. Vì vậy, là nơi rất thuận lợi cho cây mía phát triển.
1.2 Vùng nguyên liệu
Quảng Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới phù hợp với việc canh tác mía.
Mía dễ trồng trên nhiều loại đất khác nhau và ở địa phương đất đai màu mỡ tạo điều
kiện cây mía phát triển. Ở địa bàn huyện, đa số làm nơng nghiệp nên có kinh nghiệm
trong sử dụng đất và có nguồn lao động dồi dào để tạo nên mía chất lượng và năng suất
cao. Vùng nguyên liệu mía ổn định của nhà máy là huyện Thăng Bình và Quế Sơn.
Ngồi ra, có các huyện lân cận cung cấp mía cho nhà máy: Hiệp Đức, Duy Xuyên, Phú
Ninh, Núi Thành, … Khi nguồn nguyên liệu trong tỉnh khơng đủ thì thu mua thêm ở các
tỉnh khác: Quảng Ngãi, Huế, … Như vậy, nguồn nguyên sẽ được đảm bảo, duy trì và
sản xuất cho nhà máy.

SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

2


Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

1.3 Hợp tác hóa
Nhà máy liên kết với các nhà máy lân cận và khu cơng nghiệp Đơng Thăng Bình
sẽ tăng cường sử dụng chung những cơng trình cung cấp điện, nước, giao thơng vận tải,
cơng trình phúc lợi tập thể, ... nhằm giảm chi phí vốn đầu tư.
Sản phẩm đường trắng, nhà máy sẽ liên kết với các nhà máy thực phẩm như: bánh
kẹo, nước giải khát, … trong tỉnh Quảng Nam và trên cả nước. Đối với các phụ phẩm,
bã mía làm nguyên liệu cho lò đốt và cung cấp cho nhà máy sản xuất giấy, mật rỉ sẽ bán
cho nhà máy sản xuất cổn, bùn lọc sẽ được cung cấp cho cơ sở sản xuất phân vi sinh.
Nhà máy tận dụng triệt để các phụ phẩm nhằm tăng hiệu quả kinh tế, hạ giá thành sản

phẩm.
1.4 Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện do điện lực Thăng Bình - Quảng Nam cung cấp từ
điện quốc gia 500kV hạ thế xuống 220/380V. Để đảm bảo sản xuất liên tục, nhà máy có
máy phát điện dự phịng.
1.5 Nguồn cung cấp hơi
Nhà máy sử dụng nguồn hơi lấy từ lò hơi cung cấp cho các công đoạn gia nhiệt,
nấu đường, cô đặc, sấy…. Lượng hơi có thể đạt 60 - 80 kg cho 100kg mía. Trong q
trình sản xuất, để tiết kiệm hơi ta nên tận dụng hơi ở nhiều công đoạn như nấu đường,
cô đặc.
1.6 Nguồn cung cấp nhiên liệu
Sử dụng bã mía cung cấp cho lị hơi nhằm giảm chi phí, tăng hiệu suất thu hồi của
nhà máy. Ngoài ra, dùng dầu FO và củi đốt. Dùng dầu bôi trơn để bôi thiết bị trong sản
xuất.
1.7 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước
Trong nhà máy, nước được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như cung cấp
lị hơi, rửa bã, sinh hoạt, rửa thiết bị, … Tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà xử lý theo
các chỉ tiêu: chỉ số coli, độ cứng, nhiệt độ, hỗn hợp vơ cơ và hữu cơ có trong nước, ...
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 sử dụng. Nước lấy từ sông nhờ hệ thống bơm vào bể lắng
loại bỏ bùn và rác. Nước cho qua bể trung gian cho chất khử trùng vào. Sau đó, nước
được cho qua thiết bị lọc áp lực để xử lý nước và lọc tách bùn. Nước được xử lý được
cho vào bể chứa nước sạch cung cấp cho nhà máy. Và có khu xử lý nước cứng, sử dụng
cột lọc chuyên xử lý nước cứng với phương pháp trao đổi ion [5].

SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

3

Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

1.8 Thốt nước
Hiện nay, vấn đề thoát nước của nhà máy chế biến thực phẩm rất cấp bách. Nước
thải nhà máy đường chứa rất nhiều chất bẩn, vi sinh vật gây bệnh phát triển, dễ làm ô
nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân lân cận. Vì vậy, cần phải có
hệ thống xử lý nước thải trước khi đưa ra môi trường. Đối với rác xử lý định kỳ, bùn
đem đi phơi khơ cung cấp cho nhà máy khác định kì, khói từ lò hơi và lò sấy cần phải
đi qua cyclon để tách bụi mới cho ra môi trường.
1.9 Giao thông vận tải
Nhà máy cách quốc lộ 1A khoảng 5 km. Đường bằng phẳng, rộng rãi thuận lợi cho
việc vận chuyển một lượng lớn nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm, đảm bảo sự hoạt động
liên tục của nhà máy. Vấn đề giao thông không chỉ xây dựng nhà máy nhanh còn là sự
tồn tại và phát triển nhà máy trong tương lai.
1.10 Năng suất nhà máy
Dựa vào vị trí thuận lợi cả về vùng nguyên liệu và khả năng tiêu thụ sản phẩm nên
chọn năng suất nhà máy là 6160 tấn mía/ngày.
1.11 Nguồn cung cấp nhân lực
Cơng nhân làm việc trong nhà máy chủ yếu tại địa phương, vì ngồi những phiền
phức khác còn phần đầu tư về xây dựng khu nhà ở cho cơng nhân. Thăng Bình, người
dân đa phần làm nơng nghiệp nên có nguồn lao động dồi dào. Tuyển đội ngũ công nhân
và kỹ sư đã từng làm tại nhà máy đường Quế Sơn, đỡ tốn thời gian đào tạo vì đã có kinh
nghiệm.
Đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật và quản lý đào tạo từ các trường cao đẳng, đại
học như các kĩ sư ngành Công Nghệ Thực Phẩm - Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng,
Cao Đẳng Lương Thực - Thực Phẩm Đà Nẵng, …Có trình độ chun mơn cao, đáp ứng
nhu cầu của nhà máy. Nắm rõ về vận hành, sửa chữa và khắc phục, sự cố của thiết bị.
1.12 Thị trường tiêu thụ

Nhà máy đặt tại Bình Quý gần quốc lộ 1A, địa điểm rất thuận lợi cho việc lưu
thông và phân phối sản phẩm. Nhà máy cung cấp sản phẩm cho huyện Thăng Bình, các
huyện lân cận (Núi Thành, Quế Sơn, Đại Lộc, Điện Bàn, …) trong tỉnh Quảng Nam và
người tiêu dùng trên cả nước. Còn tiêu thụ cho các nhà máy khác như nhà máy nước
giải khát, nhà máy bánh kẹo và làng làm bánh truyền thống.
Kết Luận: Qua phân tích trên, việc xây dựng một nhà máy đường theo phương pháp
SO2 với năng suất 6160 tấn mía/ngày là cần thiết và hợp lý. Đáp ứng được nhu cầu của
thị trường, giải quyết được công ăn việc làm cho người dân, thúc đẩy vùng kinh tế Thăng
Bình đi lên.
SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

4


Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1 Tổng quan về nguyên liệu
2.1.1 Vài nét về cây mía
Tên khoa học: Sugar cane
Họ: Graminaea (họ Hịa Thảo)
Mía là tên gọi chung của một số loài trong loại
Saccharum, bên cạnh các loài lau, lách khác. Chúng
vốn là các loại cỏ, có thân cao từ 2 – 6 m, chia làm
nhiều đốt, bên trong có chứa đường. Tất cả các giống
Hình 2. 1 Hình ảnh mơ tả
mía trồng đều là các giống mía lai nội chi hoặc nội

cây mía [6]
loại phức tạp.
Ngày nay, cây mía được trồng ở nhiều nước trên thế giới, phân bố ở phạm vi 35 vĩ độ
Nam đến 35 vĩ độ Bắc để thu hoạch lấy thân, sản xuất ra đường ăn (saccaroza). Ngồi
ra, cây mía cịn được coi là một trong sáu cây nhiên liệu sinh học tốt nhất của thế giới
trong tương lai (cây mía đứng đầu, tiếp đến là cọ dầu, cải dầu, gỗ, đậu nành và tảo) [6].
2.1.2 Thành phần hóa học của cây mía
Thành phần hóa học của mía thay đổi tùy theo điều kiện đất đai, phương pháp canh
tác, loại, giống,… Thành phần bao gồm: đường, xơ, chất chứa N2, chất vô cơ, nước.
2.1.2.1 Đường sacaroza:
Sacaroza là thành phần quan trọng của mía, là sản phẩm của cơng nghiệp sản xuất
đường, là một disacarit có cơng thức C12H22O11. Trọng lượng phân tử của sacaroza là
342,3. Sacaroza được cấu tạo từ đường đơn là 𝛼, d – glucoza và 𝛽, d – fructoza. Cơng
thức cấu tạo:

𝛼Glucozit

𝛽Fructozit

Hình 2. 2 Cơng thức cấu tạo của đường sacaroza [7]
Sacaroza có tính ức chế rất mạnh trong việc tổng hợp vitamin B1 ở cơ thể. Dùng
đường q nhiều khơng có lợi, nhất là đối với người lao động nặng, vì nếu bổ sung
vitamin B1 khơng đủ khi chuyển hóa gluxit sinh ức lactac dễ tăng mệt mỏi. Ngoài ra
nếu ăn nhiều đường thì lượng máu trong đường tăng đột ngột đến 200 – 400 mg% (giới
SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

5

Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

hạn là 80 – 120 mg%) tế bào tủy sẽ không tạo đủ lượng insulin để chuyển hóa đường
glucoza thành glucogen dự trữ ở gan và cơ, thận sẽ làm việc quá tải và đường sẽ theo
nước giải ra ngồi [7, tr 12].
a. Tính chất lí học của sacaroza:
Sacaroza tồn tại ở dạng tinh thể trong suốt, không màu, khối lượng riêng là
1,5879g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 186 – 188°C.
- Độ hịa tan của sacaroza: rất dễ hòa tan trong nước. Độ hòa tan tăng theo nhiệt
độ tăng.
- Độ nhớt: độ nhớt của dung dịch tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo chiều
tăng nhiệt độ.
- Nhiệt dung riêng: tính theo cơng thức: C = 4,18 (0,2387 + 0,00173t) kJ/kg độ.
Trong đó: t là nhiệt độ.
Nhiệt dung riêng trung bình của sacaroza từ 22℃ đến 51℃ là 0,3019 kJ/kg độ
- Độ quay cực: Dung dịch có hướng quay phải [7, tr 12].
b. Tính chất hóa học của sacaroza:
- Tác dụng của axit: Dưới tác dụng axit, sacaroza bị phân hủy thành glucoza và fructoza
theo phản ứng:
C12H22O11 + H2O
sacaroza

[H+ ]

C6H12O6 + C6H12O6
glucoza

fructoza

Hỗn hợp có góc quay cực trái ngược chiều với góc quay phải của sacaroza. Phản
ứng trên là phản ứng nghịch đảo và hỗn hợp gọi là đường nghịch đảo.
- Tác dụng của kiểm:
Khi tác dụng với chất kiềm hoặc kiềm thổ, sacaroza tạo thành sacarat. Trong sacarat,
hydro của nhóm hydroxyl được thay thế bởi kim loại. Phản ứng phụ thuộc vào dung
dịch, lượng độ kiềm và lượng sacaroza.
C12H22O11 + NaOH
H2O + NaC12H21O11
Ở môi trường kiềm loãng và dung dịch đường lạnh, hầu như khơng có tác dụng gì.
Nếu ở kiềm đậm đặc, ở nhiệt độ thấp, đường cũng bị phân giải. Ở pH từ 8 đến 9 và đun
nóng thời gian dài, sacaroza bị phân hủy thành hợp chất có màu vàng và màu nâu. Trong
môi trường kiềm, ở nhiệt độ cao, đường phân hủy thành tạo ra các axit và chất màu…
Tốc độ phân hủy tăng theo độ pH. Ở nhiệt độ sôi và pH = 8 – 9, sacaroza bị phân hủy
0,05%. Nếu cùng nhiệt độ nhưng pH = 12 thì sự phân hủy đó tăng 0,5%.
- Tác dụng của nhiệt độ: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, đường sacaroza bị mất nước
tạo thành caramen là sản phẩm có màu như caramenlan, caramenlen, caramenlin.

SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

6


Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

Chất màu caramen được coi như hợp chất humin (C12H8O4)n. Đó là sự polymer hóa
ở mức độ khác nhau của 𝛽 anhidrit [8, tr15].
- Tác dụng của enzim: Dưới tác dụng của enzim invertaza, sacaroza sẽ chuyển thành
glucoza và fructoza. Sau dưới tác dụng của phức hệ enzim, glucoza và fructoza sẽ

chuyển thành ancol và CO2.
𝑀𝑒𝑛 𝑟ượ𝑢

C6H12O6 →

2 C2H5OH

+ CO2

Glucoza hoặc fructoza
2.1.2.2 Chất không đường
Những chất có trong nước mía trừ sacaroza là chất khơng đường kể cả glucoza,
fructoza và rafinoza. Chất không đường trong nước mía chia như sau:
- Chất khơng đường khơng chứa nitơ như glucoza và fructoza được gọi là đường
khử, axit hữu cơ và chất béo.
- Chất không đường chứa nitơ như: Anbumin, axit amin, amit, NH3 và nitrat.
- Chất màu [7, tr 19].
2.2. Tổng quan về sản phẩm

Hình 2. 3 Hình ảnh đường tinh luyện, đường vàng và đường trắng
trên thị trường [9] [10] [11]
2.2.1 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. Thành phần đường thô của một số nước [7, tr 6].

SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

7


Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

Bảng 2. 1 Thành phần của đường thô [7, tr 6]
Chỉ tiêu

Tạp chất
không tan

Pol

Nước

RS

Độ màu

(%)

(%)

(%)

(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

Tên nước

(mg/kg)

2.2.2 Đường RS
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, Việt Trì, Quảng Ngãi, Bình Định, Bình Dương, Tuy Hịa…. [7, tr 7].
Chỉ tiêu chất lượng đường RS thành phẩm.
Bảng 2. 2 Các chỉ thiêu cảm quan đường RS [7, tr 8]
Yêu cầu

Chỉ tiêu

Hạng A

Hạng B

Ngoại
hình

Tinh thể màu trắng, kích thước đồng đều, tơi khơ, khơng vón cục

Mùi, vị

Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt khơng có vị lạ

Màu sắc

Tinh thể màu trắng ngà đến trắng. Khi pha
Tinh thể màu trắng. Khi pha
vào nước cất cho dung dịch tương đối
vào nước cất dung dịch trong

trong
Bảng 2. 3 Các chỉ tiêu hóa lý đường RS [7, tr 8]
Tên chỉ tiêu

Mức
Hạng A

Hạng B

1. Độ Pol, không nhỏ hơn

99,7

99,5

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

0,1

0,15

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

0,07

0,1

0,06

0,07

4. Sự giảm khối lượng khi sấy ở 1050C trong 3h, % khối lượng
(m/m), không lớn hơn
2.2.3 Đường RE
SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

8


Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

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 thơ hoặc từ các ngun
liệu khác. Đường tinh luyện được dùng làm nguyên liệu cho các sản phẩm cao cấp của
công nghệ thực phẩm. Ở nước ta có 2 nhà máy đường Biên Hịa và Khánh Hội, sản xuất
loại đường này [7, tr 7].
Chỉ tiêu chất lượng của đường tinh luyện
Bảng 2. 4 Chỉ tiêu cảm đường RE [7, tr 7]
Chỉ tiêu

Yêu cầu

Ngoại hình

Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khơ

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.
Bảng 2. 5 Các chỉ tiêu hóa lý đường RE [7, tr 7]
Tên chỉ tiêu

STT

Mức

1

Độ Pol, (°Z), không nhỏ hơn

99,80

2

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

0,03

3

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

0,03

4

Sự giảm khối lượng khi sấy 105℃ trong 3h, % khối lượng

0,05

(n/m), không lớn hơn.
5

Độ màu, đơn vị ICUMSA

30

2.3 Cơ sở lý thuyết của q trình làm sạch nước mía
Mục đích chủ yếu của làm sạch nước mía hỗn hợp là loại tối đa các chất khơng
đường ra khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt là những chất có hoạt tính bề mặt, chất keo.
Trung hịa nước mía hỗn hợp và loại tất cả những chất rắn lơ lửng ra khỏi nước mía [7,
tr39].
2.3.1 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 = 7 và pH trên dưới 11.
- 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:
SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

9


Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

+ Làm phân hủy đường sacaroza trong môi trường kiềm dưới tác dụng của nhiệt độ.
+ Làm phân hủy đường khử nếu pH của nước mía vượt quá 7, làm sinh ra những sản
phẩm phụ khơng có lợi trong q trình sản xuất.
+ Tách loại các chất không đường khác nhau ở từng pH khác nhau [7, tr 39].
2.3.2 Tác dụng nhiệt độ
Phương pháp dùng nhiệt để làm sạch nước mía là một trong phương pháp quan
trọng. Tác dụng nhiệt độ làm ngưng tụ chất keo, làm mất nước chất kết tủa, loại khơng
khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt, tăng nhanh các phản ứng hóa học và có tác
dụng diệt trùng, đề phòng sự lên men axit, giảm sự xâm nhập của VSV.
Nếu khống chế nhiệt độ không tốt thường gặp các trường hợp khơng tốt như: gây
chuyển hóa đường làm tổn thất đường, caramen hóa tạo màu, đường khử bị phân hủy
tạo chất màu và thủy phân vụn mía tạo chất keo [7, tr39].
2.3.3 Tác dụng của chất điện ly
- Vôi: + Trung hịa các axit hữu cơ và vơ cơ
+ Tạo điểm đẳng điện để ngưng kết các chất keo.
+ Làm trơ phản ứng axit của NMHH ngăn ngừa sự chuyển hóa đường.
+ Kết tủa và ngưng tụ các chất không đường, đặc biệt protein, pectin, chất
màu và những axit tạo muối không tan.
+ Phân hủy một số chất không đường , đặc biệt đường chuyển hóa amit.
+ Tạo kết tủa kéo theo những chất lơ lững, chất không đường khác lắng theo
+ Sát trùng nước mía [7, tr 42 – 43].
-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 chất tan [7, tr 43]
- CO2: + Tạo kết tủa với vôi, kết tủa tạo thành có khả năng hấp thụ các chất khơng
đường cùng kết tủa.
+ Phân ly muối sacarat canxi [7, tr 45].
- P2O5: + Hàm lượng phophat trong mía là yếu tố rất quan trọng.
+ P2O5 dạng muối hoặc axit sẽ kết hợp với vôi tạo thành muối phophat canxi
kết tủa: Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + H3PO4 +H2O
+ Kết tủa tạo thành có tỷ trọng lớn có khả năng hấp thụ các chất keo cùng màu
kết tủa [7, tr 45].

SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

10


Thiết kế nhà máy sản xuất đường theo phương pháp SO2 năng suất 6160 tấn mía/ngày

2.4 Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh đường
Quá trình kết tinh đường gồm
hai giai đoạn:
- Sự xuất hiện nhân tinh thể hay tạo
mầm:
Trạng thái của dung dịch
sacaroza chia làm 3 vùng quá bão hòa:
+ Vùng ổn định: Hệ số bão hòa
 = 1,1 - 1,15. Trong vùng này tinh thể
chỉ lớn lên mà không xuất hiện các tinh

thể mới.
+ Vùng trung gian:  = 1,2 1,25. Trong vùng này, tinh thể lớn lên
và xuất hiện một lượng nhỏ tinh thể
mới.

Hình 2. 4 Đồ thị quá bão hòa của sacaroza [7,
tr 63]
+ 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. Q trình kết tinh có ý nghĩa rất
quan trọng, do đó chúng ta cần kiểm sốt tốt q trình này để nấu đường đạt hiệu suất
cao [6, tr 63].

SVTH: Lê Thị Thu Hằng

GVHD: Trương Thị Minh Hạnh

11