TIỂU LUẬN học PHẦN CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG mía, BÁNH kẹo đ ề tài nấu ĐƯỜNG và TRỢ TINH

KHOA CƠ KHÍ - CƠNG NGHỆ - - BÀI TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: CƠNG NGHỆ ĐƯỜNG MÍA, BÁNH KẸO Đề tài: NẤU ĐƯỜNG VÀ TRỢ TINH GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Toản Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 05  Huế, 11/2021 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH NẤU ĐƯỜNG 1.1 Cơ sở lý thuyết trình nấu đường .1 1.1.1 Mục đích nấu đường .1 1.1.2 Một số khái nhiệm 1.1.3 Quá trình kết tinh đường .3 1.1.4 Các vùng bão hòa dung dịch đường sacaroza 1.1.5 Tốc độ kết tinh .5 1.1.6 Những biến đổi lý hóa xảy q trình kết tinh 1.2 Quá trình nấu đường .7 1.2.1 Nấu đường điều kiện chân không .7 1.2.2 Đối lưu đường non nồi nấu 1.2.3 Sự tạo mật cuối 1.3 Các giai đoạn trình nấu đường gián đoạn .10 1.3.1 Cô đặc đầu 10 1.3.2 Tạo mầm tinh thể .10 1.3.3 Nuôi tinh thể 12 1.3.4 Cô đặc cuối 12 1.5 Chế độ nấu đường 13 1.5.1 Mục đích đặt chế độ nấu đường 13 1.5.2 Cơ sở đặt chế độ nấu đường 13 1.5.3 Nguyên tắc đặt chế độ nấu đường .13 1.5.4 Các chế độ nấu đường thông dụng 13 1.5.4.1 Nấu hai hệ .13 1.6 Nấu luyện loại đường non thông thường .16 1.6.1 Nấu luyện đường non A 16 1.6.2 Nấu luyện đường non B 17 1.6.3 Nấu luyện đường non C 18 1.7 Hiện tượng khơng bình thường cơng đoạn nấu đườngg .18 1.7.1 Ngụy tinh 18 1.7.2 Dính tinh thể 19 1.7.3 Chùm tinh 19 1.7.4 Tinh thể khơng hồn chỉnh thiếu góc cạnh 19 1.7.5 Tuần hồn khơng tốt 20 1.8 Cấu tạo thiết bị nấu đường .21 1.8.2 Nồi nấu đường có cánh khuấy 24 1.8.3 Nồi nấu đường dạng ống xoắn ruột gà 25 1.8.4 Nồi nấu đường liên tục 27 CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH TRỢ TINH .29 2.1 Mục đích trợ tinh 29 2.2 Nguyên lý trợ tinh 29 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trợ tinh 30 2.3.1 Thời gian trợ tinh .30 2.3.2 Sự khuấy trộn 30 2.3.3 Tốc độ giảm nhiệt độ 31 2.3.4 Đặc tính đường non 31 2.4 Cấu tạo thiết bị trợ tinh 31 2.4.1 Yêu cầu công nghệ thiết bị trợ tinh .31 2.4.2 Hình thức cấu tạo thùng trợ tinh 32 2.4.2.1 Thùng trợ tinh làm lạnh khơng khí 32 2.5 Thao tác trợ tinh 41 2.5.1 Giai đoạn chuẩn bị .41 2.5.2 Quá trình trợ tinh .42 2.5.3 Xử lý đường non sau tách mật 42 2.5.4 Những thao tác cần ý trình trợ tinh 42 2.6 Kết tinh đường non cuối tạo thành mật cuối .43 2.6.1 Kết tinh đường non cuối 43 2.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt mật cuối 43 MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Cơ chế khuếch tán Hình 1.2 Sự tạo mầm tinh thể .10 Hình 1.3 Chế độ nấu hệ (A – C) 14 Hình 1.4 Chế độ nấu hệ (A – B – C) .15 Hình 1.5 Chế độ nấu hệ (A – B – C – D) 16 Hình 1.6 Nồi nấu đường chân không 21 Hình 1.7 Sơ đồ bố trí hệ thống nồi nấu đường .23 Hình 1.8 Hệ thống nồi nấu đường thực tế 23 Hình 1.9 Nồi nấu đường có cánh khuấy .24 Hình 1.10 Nồi nấu đường dạng ống xoắn ruột gà 25 Hình 1.11 Nồi nấu đường liên tục 27 Hình 2.1 Thùng trợ tinh làm lạnh khơng khí .33 Hình 2.2 Thùng trợ tinh làm lạnh kiểu quay 34 Hình 2.3 Thiết bị trợ tinh ống xoắn ruột gà 36 Hình 2.4 Thiết bị trợ tinh loại đĩa khuyết 37 Hình 2.5 Thiết bị trợ tinh kiểu blanchard 38 Hình 2.6 Thiết bị trợ tinh kiểu liên tục .40 CHƯƠNG 1: QUÁ TRÌNH NẤU ĐƯỜNG 1.1 Cơ sở lý thuyết trình nấu đường 1.1.1 Mục đích nấu đường Mục đích trình nấu đường tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến trạng thái bão hòa, từ làm xuất tinh thể đường ni cho tinh thể đường lớn lên đến kích thước theo yêu cầu Sản phẩm trình nấu đường gọi đường non, gồm tinh thể đường mật 1.1.2 Một số khái nhiệm 1.1.2.1 Độ hòa tan đường sacaroza Độ hòa tan đường saccharose nhiệt độ định lượng đường tối đa hoà tan đơn vị nước nhiệt độ Sự hồ tan đường sacaroza nước thay đổi tăng theo nhiệt độ - Độ hòa tan đường sacaroza nước: + Một vật chất hòa tan vật chất khác, chất bị hịa tan gọi dung chất dung dịch hòa tan vật chất gọi dung mơi + Khi hịa tan đường sacaroza nhiệt độ định, lượng đường nước tăng đế giới hạn định, đến đường khơng hịa tan không kết tinh lại, ta dung dịch bão hịa đường Có thể biểu thị nồng độ dung dịch bão hòa phương pháp khác - Độ hòa tan sacaroza dung dịch không tinh khiết: dung dịch đường sản xuất chứa nhiều chất khơng đường, chất khơng đường phụ thuộc nhiều yếu tố: giống mía, địa phương canh tác, phân bón, thu hoạch, phương pháp làm sạch, Vì vậy, khơng thể thiết lập bảng độ hịa tan chung dung dịch đường nguyên chất Người ta sử dụng nước dung dịch đường không nguyên chất tạo thành dung dịch bão hịa, sau xác định độ tinh khiết nồng độ, lúc độ hịa tan dung dịch đường khơng ngun chất tính theo cơng thức sau: Độ hịa tan dung dịch = Độ tinh khiết x nồng độ 100 - nồng độ 1.1.2.2 Dung dịch bão hòa, bão hòa Dung dịch bão hòa nhiệt độ định dung dịch chứa lượng chất hoà tan cao nhiệt độ dung dịch có nồng độ độ hịa tan nhiệt độ Dung dịch bão hòa dung dịch chứa nhiều chất hòa tan dung dịch bão hòa nhiệt độ: nghĩa lượng đường sacaroza hòa tan phần nước dung dịch bão hòa vượt lượng đường hòa tan phần nước dung dịch bão hịa nhiệt độ Đường sacaroza kết tinh từ dung dịch bão hoà Để đưa dung dịch đến trạng thái bão hoà, người ta dùng phương pháp như: bốc nước hạ nhiệt độ dung dịch 1.1.2.3 Hệ số bão hòa Tỷ số hệ số hòa tan saccharose dung dịch đường không tinh khiết (H1) hệ số hòa tan dung dịch tinh khiết ( H0) nhiệt độ gọi hệ số bão hòa H1 H0 ' α= Khi ’ > 1: chất khơng đường dung dịch làm tăng độ hịa tan đường sacaroza Khi ’ = 1: chất không đường khơng ảnh hưởng đến độ hịa tan đường sacaroza Khi ’ < 1: chất không đường làm giảm độ hòa tan đường sacaroza 1.1.2.4 Hệ số bão hòa Hệ số bão hòa (α) tỷ số lượng đường hịa tan đơn vị nước dung dịch nghiên cứu với lượng đường hòa tan phần nước dung dịch bão hòa nhiệt độ α= H H1 Trong đó: H: lượng đường phần nước dung dịch nghiên cứu H 1: lượng đường phần nước dung dịch bão hòa Nếu α > 1: dung dịch bão hòa α = 1: dung dịch bão hòa α < 1: dung dịch chưa bão hịa Đối với dung dịch sacaroza tinh khiết H1=H Đối với dung dịch đường không tinh khiết việc xác định lượng đường hòa tan đơn vị nước dung dịch bảo hòa H1 phức tạp nên người ta coi H1  H0 hệ số bão hòa lúc gọi hệ số bão hòa biểu kiến ký hiệu 1 α1 = H H0 1.1.3 Quá trình kết tinh đường Quá trình kết tinh đường gồm giai đoạn: - Sự tạo mầm tinh thể - Sự lớn lên tinh thể 1.1.3.1 Sự xuất nhân tinh thể hay tạo mầm Khi số phân tử đường vượt số lượng phân tử lúc bão hòa tạo thành trạng thái bão hòa nên cân bị phá vỡ Khi số phân tử đường nhiều đến số lượng định khoảng cách chúng ngắn lại, hội va chạm tăng lên, vận tốc giảm tương ứng đạt tới mức lực hút phân tử lớn lực đẩy, số phân tử đường kết hợp với hình thành thể kết tinh nhỏ tách khỏi nước đường, từ đường trạng thái hòa tan thành đường thể rắn Đó nhân tinh thể Nếu tiếp tục trì mức q bão hịa để tinh thể tiếp tục tách nhân tinh thể tiếp tục xuất 1.1.3.2 Sự lớn lên tinh thể Khi nhân tinh thể xuất phân tử đường gần mầm tinh thể không ngừng bị mặt ngồi nhân tinh thể hút vào, lắng chìm vào bề mặt tinh thể, đồng thời xếp lớp lớp ngắn theo hình dạng tinh thể làm cho tinh thể lớn lên dần Khi số lượng phân tử đường dư gần bề mặt tinh thể đường giảm xuống số lượng phân tử đường xa tinh thể đường tăng lên tương đối làm xuất hai khu vực nồng độ: Hình 1.1 Cơ chế khuếch tán + lớp dung dịch không chuyển động xung quanh bề mặt tinh thể có bề dày d có nồng độ c: lớp dung dịch bão hòa chưa bão hòa + cách bề mặt tinh thể đường khoảng cách d lớp dung dịch có nồng độ cao C: lớp dung dịch bão hòa cao Do chênh lệch nồng độ C > c nên phân tử đường không ngừng khuyếch tán từ lớp dung dịch C qua khoảng cách d lắng đọng lên bề mặt tinh thể có làm cho tinh thể lớn lên Khi lớp dung dịch sát bề mặt tinh thể lại có nồng độ c’ cũ q trình tiếp diễn làm cho tinh thể không ngừng lớn lên Quá trình lớn lên tinh thể đường q trình: trầm tích khuếch tán bổ sung cho 1.1.4 Các vùng bão hòa dung dịch đường sacaroza Độ bão hòa dung dịch đường ảnh hưởng lớn đến tốc độ kết tinh, đặc tính dung dịch đường sacaroza vùng bão hoà: - Vùng ổn định α = 1,05 - 1,20: vùng dung dịch không sinh tinh thể mới, dung dịch có mầm tinh thể mầm tiếp tục lớn lên - Vùng trung gian α = 1,20 - 1,30: vùng tinh thể khơng lớn lên mà cịn xuất lượng tinh thể có kích thích khuấy trộn, cho tinh thể vào, - Vùng biến động α = 1,30: vùng tinh thể đường tự xuất mà khơng cần kích thích Thực tế trình sản xuất, người ta cố gắng khống chế α < 1,3 để tránh tạo thành tinh thể dại 1.1.5 Tốc độ kết tinh Tốc độ kết tinh lượng đường kết tinh phút 1m2 bề mặt tinh thể (mg/m2 phút) K= S (1) F.τ Trong đó: K: tốc độ kết tinh, mg/m2 phút S: lượng đường kết tinh, mg F: diện tích bề mặt tinh thể, m τ : thời gian kết tinh, phút 1.1.5.1 Ảnh hưởng mức độ bão hòa Kết tinh phản ứng tỏa nhiệt nhiệt kết tinh 2,5% ẩn nhiệt nước bốc Lúc tinh thể tạo thành bốc kg nước phát lượng nhiệt kết tinh 564 kcal Lượng nhiệt làm giảm độ q bão hịa dung dịch đường hình thành trở lực kết tinh Khắc phục nhiệt kết tinh: tăng đối lưu tuần hoàn để giảm trở lực Động lực q trình kết tinh hiệu số nồng độ (C - c) Khi hiệu số nồng độ tăng, tốc độ kết tinh tăng 1.1.5.2 Ảnh hưởng nhiệt độ Khi nấu đường, nhiệt độ tăng độ nhớt dung dịch bão hịa tốc độ kết tinh tăng Thực nghiệm chứng minh nhiệt độ tăng lên 10℃, tốc độ kết tinh tăng lên hai lần Nhưng nhiệt độ cao làm giảm chất lượng đường, khơng nên nấu đường nhiệt độ cao, người ta thường nấu đường điều kiện áp 10 Ngoài bay dung dịch làm nồng độ dung dịch tăng lên, lợi dụng khuấy trộn làm cho nồng độ, nhiệt độ đồng toàn khối đường non giúp cho hạt tinh thể lớn lên đồng 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trợ tinh 2.3.1 Thời gian trợ tinh Hiệu suất trình trợ tinh đánh giá độ giảm độ tinh khiết mật trước sau trợ tinh Về thời gian trợ tinh, người ta thấy rằng: khoảng 10 đầu, độ tinh khiết mật giảm nhanh, sau độ tinh khiết mật giảm chậm Vì: - Lúc đầu độ tinh khiết mật cao, nhiệt độ cao, độ nhớt thấp nên tốc độ kết tinh nhanh  kết tinh nhiều đường - Về sau: độ tinh khiết mật giảm, nhiệt độ giảm, độ nhớt tăng, tốc độ kết tinh giảm   tinh thể lớn chậm.  Thời gian trợ tinh phụ thuộc vào chất lượng đường non tốc độ giảm nhiệt độ:  đường non có tạp chất ít, tốc độ giảm nhiệt độ nhanh thời gian trợ tinh ngắn. Tốt không nên kéo dài thời gian trợ tinh, thời gian trợ tinh ngắn vẫn  đảm bảo hiệu suất thu hồi cao tốt nhất.  2.3.2 Sự khuấy trộn Tác dụng khuấy trộn:  - Làm giảm nhiệt độ  tăng hệ số bão hoà.  - Làm cho đường non tiếp xúc với nước làm lạnh, nhiệt độ giảm toàn khối  đường non, tinh thể hấp thụ tốt thành phần đường mẫu dịch;   - Đề phòng tinh thể lắng xuống đáy ảnh hưởng đến lớn lên tinh thể gây trở  ngại cho khuấy.  Tuy nhiên: tốc độ khuấy không nhanh, nhanh thì: - Làm cho tinh thể bị mài mòn.  - Làm cho nhiệt độ giảm nhanh  tăng hệ số bão hoà nhanh dễ sinh nguỵ  tinh - Tiêu hao lượng nhiều sinh gãy trục, thường khống chế tốc độ  khuấy 0,36 - 0.5 vòng/phút phải đảm bảo khuấy liên tục.  35 2.3.3 Tốc độ giảm nhiệt độ Cần ý khống chế tốc độ giảm nhiệt độ tốc độ giảm nhiệt liên quan mật thiết với  tốc độ kết tinh Tốc độ giảm nhiệt độ phải đảm bảo theo chế độ thích hợp để tốc  độ kết tinh tốt.   Tốc độ giảm nhiệt độ nhanh có lợi nhanh sinh ngụy tinh quá  bão hòa đột ngột Tốc độ giảm nhiệt độ tốt giảm độ có giảm  từ đến 1,5 độ để rút ngắn thời gian trợ tinh giữ độ bão hoà mức thấp 1,1- 1,2 Tốc độ làm nguội phụ thuộc vào nhiệt độ khơng khí, nhiệt độ cao tốc độ  làm nguội chậm cấu tạo thiết bị trợ tinh, thiết bị trợ tinh có hệ thống nước làm  mát tốc độ hạ nhiệt nhanh, việc bố trí thùng trợ tinh có ảnh hưởng đến sự  giảm nhiệt độ Ngồi cịn phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm nguội nhiệt độ  đường non.  2.3.4 Đặc tính đường non Độ nhớt đường non ảnh hưởng lớn đến trợ tinh Độ nhớt phụ thuộc vào hàm lượng  tinh thể độ nhớt mật cái.   - Độ nhớt mật cao, hàm lượng tinh thể nhiều độ nhớt đường non lớn,  tốc độ kết tinh chậm, khuấy đường non khó khăn  tốc dộ kết tinh giảm,  giảm hiệu trợ tinh Vì cần khống chế nồng độ đường non thích hợp  - Nếu tinh thể nhỏ nhiều, diện tích hấp phụ đường lớn, trợ tinh dễ  Hàm lượng tinh thể, kích thước tinh thể phải bảo đảm tính đồng để tốc độ kết  tinh nhanh.  2.4 Cấu tạo thiết bị trợ tinh 2.4.1 Yêu cầu công nghệ thiết bị trợ tinh Thùng trợ tinh phải có dung tích đầy đủ để hồn thành q trình trợ tinh trong  thời gian qui định Bộ phận trao đổi nhiệt thiết bị trợ tinh phải đáp ứng việc nâng hạ nhiệt độ  đường non thời gian định phải đảm bảo đường non làm nguội hoặc  gia nhiệt đồng đều.  Bộ phận khuấy trộn phải có độ cứng đảm bảo khuấy trộn đồng 36 2.4.2 Hình thức cấu tạo thùng trợ tinh  Thùng trợ tinh thường có dạng hình trụ trịn hình chữ U – nửa trụ tròn thường là  kiểu nằm Có loại hở, loại nửa hở loại kín Có hai phương pháp làm lạnh: khơng khí nước. Bộ phận truyền động thường dùng chung cho vài thùng chuyển động quay trên  trục, có loại dùng động điện đơn độc truyền động.  Phân theo phương thức làm lạnh: - Thùng trợ tinh làm lạnh khơng khí: loại thùng trợ tinh hình chữ U nửa ống tròn loại hở, phương pháp làm lạnh khơng khí, ngồi loại làm lạnh tự nhiên ra, cịn có loại dùng máy quạt thổi khơng khí lạnh qua bề mặt đường non để tăng nhanh trình làm đường non - Thùng trợ tinh làm lạnh nước: phần nhiều loại hở loại kín lại chia ra: + Thùng trợ tinh có vỏ nước thành kép: mặt làm nguội ghép thêm vào với thùng, nước làm lạnh chảy qua vỏ nước + Thùng trợ tinh có ống làm lạnh cố định: ống làm lạnh lắp cố định thùng + Thùng trợ tinh có mặt làm lạnh quay trịn: mặt làm lạnh lắp trục khoáy trộn, với phận khuấy trộn quay tròn + Thùng trợ tinh khuấy trộn song tầng: sử dụng phận khuấy trộn song tầng Phân theo tính liên tục thao tác: phân làm hai loại gián đoạn liên tục 2.4.2.1 Thùng trợ tinh làm lạnh khơng khí Thân thùng có hình chữ U thép, vỏ ngồi có thép để gia cố cho thân thùng Đi thùng có cửa để xuất  đường non đồng thời có van để khống chế Cánh khuấy trộn cách đáy thùng 20 mm khuấy trộn đường non đáy  thùng làm cho tồn thể đường non đồng 37 Hình 2.1 Thùng trợ tinh làm lạnh khơng khí Cánh khuấy; Bánh xe trục vít; Bộ ly hợp; Truyền động sang thùng khác; Hộp giảm tốc; Động điện Trục trục vít động điện truyền động qua hộp giảm tốc, tức động điện phải qua hai cấp giảm tốc làm quay phận khuấy trộn, tốc độ quay phận khuấy trộn chậm khoảng 0,4 – 0,6 vịng/phút Trên trục trục vít thùng có bánh xe trục vít để dự bị có cố về  điện khuấy trộn sức người.  38 2.4.2.2 Thùng trợ tinh làm lạnh kiểu quay Hình 2.2 Thùng trợ tinh làm lạnh kiểu quay Cánh khuấy Đường nước lạnh vào Ống làm lạnh Đường xả nước Đường nước nóng vào - Cánh khuấy dùng để đảo trộn đường non thiết bị, để đường non tiếp xúc với bề mặt trao đổi nhiệt ống làm lanh đồng thời để tránh lắng đường non thiết bị - Ống làm lạnh nhằm mục đích bề mặt trao đổi nhiệt nước đường non làm giảm nhiệt độ đường non kết tinh tối đa đường non - Đường nước nóng, cung cấp nước nóng để tăng nhiệt độ đương non sau trình trợ tinh tạo điều kiện thuận lợi cho trình ly tâm - Đướng nước lạnh, cung cấp nước lạnh để làm giảm nhiệt độ đường non để kết tinh đường non - Đường xả nước, xả nước lạnh nóng sau q trình làm việc Ngun tắc hoạt đơng: Trước làm việc kiểm tra lại toàn hệ thống độ an toàn thiết bị, vệ sinh tiến hành làm việc Đầu tiên khởi động mô tơ làm quay cánh 39 khuấy (1) ống làm lạnh (2), ống làm lạnh gắn trục khuấy Tiếp tiến hành cho nguyên liệu đường non vào từ xuống đồng thời cho nước lạnh vào đường số (4) Nguyên liệu vào cánh khuấy đảo trộn kết hợp với nước lạnh ống làm lạnh xảy trình trao đổi nhiệt gián tiếp ống làm lạnh nguyên liệu làm nguyên liệu giảm nhiệt độ tạo điều kiện cho trình kết tinh triệt để lượng đường cịn lại ngun liệu Q trình làm nguội phải giảm nhiệt độ từ từ tránh làm giảm đột ngột làm độ bão hòa tăng gây tượng ngụy tinh, tốc độ giảm nhiệt độ khoảng 1,5 – oC vòng hợp lý Cánh khuấy nhiệm vụ đảo trộn nguyên liệu cịn có tác dụng ngăn cản q trình lắng xuống tinh thể đường nguyên liệu, tốc độ cánh khuấy ảnh hưởng đến trình trợ tinh, tốc độ cánh khuấy phù hợp khoảng 0,36 – 0,5 vịng/phút Q trình làm nguội ngun liệu cho nhiệt độ nguyên liệu xuống khoảng 40oC tinh thể đường kết tinh tốt, nguyên liệu đạt yêu cầu tiến hành đóng đường nước lạnh mở đường nước nóng (3) Mục đích đưa nước nóng vào để làm tăng độ nhớt tránh tượng bão hòa gây ngụy tinh tạo điều kiện thuận lợi cho trình ly tâm sau Quá trình đưa nước nóng vào nâng nhiệt độ ngun liệu lên 50 – 55oC tốc độ nâng nhiệt 1,5oC vòng giờ.Nguyên liệu sau đạt yêu cầu lấy đưa trợ tinh để lấy nguyên liệu thuận lợi người ta thiết kế thiết bị nghiêng góc – 5o Ưu nhược điểm: Ưu điểm Nhược điểm - Trao đổi nhiệt tốt đường non dễ đạt - Ống làm lạnh cần độ vững nhiệt độ đồng chắc, dễ hư hỏng rị rỉ ống - Cặn đóng thành mặt làm nguội - Thời gian trợ tinh ngắn Sự cố, cách khắc phục: Sự cố Cách khắc phục - Tốc độ giảm nhiệt độ nhanh dễn - Điều chỉnh tốc độ cánh khuấy đến độ bão hòa tăng cao gây nên lượng nước vào để giảm nhiệt độ tối ưu tượng ngụy tinh - Cánh khuấy hoạt động không - Ống làm lạnh phải làm từ đảm bảo làm đóng cặn thiết bị vật liệu cứng, gắn chặt vào trục 40 đường non lắng xuống đáy thiết bị khuấy đồng thời kiểm tra độ kín - Ống làm lạnh bị lỏng, gãy, nứt, khớp nối hở làm nước ngồi làm hịa tan đường non Hình 2.3 Thiết bị trợ tinh ống xoắn ruột gà 2.4.2.3 Thiết bị trợ tinh kiểu ống xoắn ruột gà Thân thiết bị; Cánh khuấy; Trục; Nguyên liệu vào; Nguyên liệu Nguyên tắc hoạt động: Trước làm việc kiểm tra lại toàn hệ thống độ an toàn thiết bị, vệ sinh tiến hành làm việc Đầu tiên khởi động mơ tơ làm quay cánh khuấy (2) Tiếp đó, cho nguyên liệu đường non (đường non A đường non B có độ tinh khiết cao) vào thiết bị qua đường ống số (4) Cánh khuấy (2) có tác dụng đảo trộn nhằm tăng hiệu suất kết tinh Sản phẩm sau trình tháo qua đường ống số (5) Ưu nhược điểm: Ưu điểm Nhược điểm - Thiết bị cấu tạo đơn giản, gọn - Chỉ dùng cho việc kết tinh gàng đường non A, B có độ tinh khiết cao - Hiệu suất trợ tinh cao - Khó khăn việc vệ sinh thiết bị 41 Sự cố khắc phục: Sự cố Cách khắc phục - Cặn đóng đường ống gây - Thường xuyên vệ sinh thiết bị, giảm hiệu suất truyền nhiệt, giảm hiệu tránh tượng đóng cặn đường ống suất kết tinh - Tính tốn lượng ngun liệu vào - Lượng nguyên liệu vào nhiều gây cản trở vận chuyển đường cách hợp lý ống, dẫn đến hiệu q trình khơng có 2.4.2.4 Thiết bị trợ tinh loại đĩa khuyết Hình 2.4 Thiết bị trợ tinh loại đĩa khuyết 1.Thiết bị; 2.Trục; Nguyên liệu ra; Cánh khuấy; Hộp giảm tốc; Nguyên liệu vào Nguyên tắc hoạt động: Trước làm việc kiểm tra lại toàn hệ thống độ an toàn thiết bị, vệ sinh tiến hành làm việc Đầu tiên, nguyên liệu cho vào thiết bị qua đường ống số (6) Trong thiết bị, cánh khuấy (4) gắn trục rỗng (2) truyền động có tác dụng đảo trộn nguyên liệu ngăn cản trình lắng xuống tinh thể Nước làm lạnh ngược chiều với nguyên liệu, nước làm lạnh theo đường zíc zắc nhờ bên đĩa có ngăn, chuyển dần từ đĩa sang đĩa khác qua đoạn trục nối hai đĩa theo đoạn trục rỗng cuối Các đĩa khuyết lắp đối diện để nguyên liệu chuyển từ đầu đến cuối thiết bị tháo qua đường ống số (3) 42 Ưu nhược điểm: Ưu điểm - Diện tích làm mát lớn - Hệ số truyền nhiệt cao - Giảm nguồn điện Sự cố khắc phục: Nhược điểm - Kéo dài thời gian kết tinh, thời gian kết tinh lâu gây phản ứng caramen, melanoidun,… làm hao hụt đường - Cung cấp không đủ không gian thiết bị Sự cố Cách khắc phục - Cánh khuấy bị gãy, tốc độ khuấy - Kiểm tra định kỳ thiết bị, xem không đều, đường non bị lắng xuống cánh khuấy có hoạt động đảm +bảo thiết bị, gây tượng đóng cặn khơng, điều chỉnh tốc độ khuấy hợp lý - Nước làm lạnh rò rĩ qua trục rỗng - Kiểm tra mối hàn, mối làm hòa tan đường non nối trục rỗng, đảm bảo khơng có cố rị rĩ 2.4.2.5 Thiết bị trợ tinh kiểu blanchard Nước Nước vào Hình 2.5 Thiết bị trợ tinh kiểu blanchard Cấu tạo thiết bị gồm: ống trục rỗng ống hình chữ S, đầu trục gắn với mơtơ thông qua hộp giảm tốc, nước làm lạnh trục rỗng ống chữ S Ở phía đáy đầu thùng có cửa tháo liệu Đường non nước làm lạnh ngược chiều để nâng cao hiệu truyền nhiệt Nguyên tắc hoạt động: Đường non từ nồi nấu qua máng chảy xuống bồn trợ tinh Đường non bồn trọ tinh làm nguội nước qua hệ thống cánh khuấy Các cánh khuấy 43 nối với trục nằm ngang Nước làm nguội vào cánh khuấy chảy qua cánh tiếp nhờ ống nối so le cánh khuấy với Tại nước nguội nhận nhiệt từ đường non làm đường non nhận nhiệt kết tinh Nước nhận nhiệt ngồi nước làm nguội vào Quá trình tiếp tục đường non đạt yêu cầu đưa xuống ly tâm Ưu nhược điểm: Ưu điểm - Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành - Quá trình kết tinh nhanh nhờ có cánh khuấy kết hợp nước làm nguội Sự cố cách khắc phục: Nhược điểm - Tiêu tốn lượng - Đóng cặn hệ thống nước làm nguội Sự cố - Gia nhiệt không đạt yêu cầu Cách khắc phục - Kiểm tra nước vào, hỗ hợp đường non trước vào thiết bị - Cánh khuấy bị mòn, gãy, tốc độ - Kiểm tra, điều chỉnh lại tốc độ quay ảnh hưởng đến trình kết tinh trục khuấy 44 2.4.2.6 Thiết bị trợ tinh kiểu liên tục Hình 2.6 Thiết bị trợ tinh kiểu liên tục Cửa đường non vào Động Cửa sữa chữa Cửa đường non Trục khuấy Ống dẫn đường non Thân thiết bị Ống dẫn nước lạnh 10 Cửa xả đáy 11 Bệ đỡ Cánh khuấy 12 Ống dẫn nước nóng Nguyên tắc hoạt động: Trước vận hành máy cần tiến hành kiểm tra dầu bôi trơn, hệ thống truyền động Kiểm tra van có hoạt động đóng mở tốt khơng Kiểm tra đường ống có bị tắc nghẽn khơng Kiểm tra hệ thống nước nóng, lạnh có hoạt động tốt khơng Kiểm tra có vật lạ bồn khơng Hoạt động bình thường: Đóng nắp đáy, tất van lại Khởi động động cho cánh khuấy quay, chạy không tải khoảng vài phút, bình thường để hoạt động ln Cho đường non C vào qua cửa số 1, cho nước lạnh vào qua ống dẫn nước làm lạnh số 9, đường non bên nước làm lạnh vào bên ống tiếp xúc với làm cho đường nguội dần để nguội khoảng 24 (nhiệt độ khoảng 40 - 42C) Cánh khuấy quay liên tục để đường non phân phối thiết bị Nếu nhiệt độ thấp ảnh 45 hưởng đến độ nhớt, chất lượng đường, việc ly tâm khó khăn Do tiến hành cho nước nóng vào thiết bị qua ống dẫn nước nóng số 12 để nâng nhiệt độ đường non lên 50 - 52C đảm bảo nhiệt độ ly tâm tốt Sau đảm bảo yêu cầu đường non xuống theo ống dẫn số qua cửa số Ưu nhược điểm: Ưu điểm Nhược điểm - Năng suất thiết bị cao - Có cánh khuấy tăng tốc độ kết tinh - Thiết bị cồng kềnh, phức tạp - Giá thành đắt, tốn nhiều lượng cho cánh khuấy, bơm Sự cố cách khắc phục Sự cố Cách khắc phục - Gia nhiệt không đạt yêu cầu - Kiểm tra nước vào, hỗ hợp đường non trước vào thiết bị - Cánh khuấy bị mòn, gãy, tốc độ - Kiểm tra, điều chỉnh lại tốc độ quay ảnh hưởng đến trình kết tinh trục khuấy - Động bị cháy - Lắp mơ tơ dự phịng 2.5 Thao tác trợ tinh Trong trình trợ tinh cần phải ý bảo đảm độ bão hịa thích hợp, phòng ngừa sinh tinh thể dại, đồng thời chuẩn bị tốt cho tách mật, thao tác trợ tinh chia làm ba bước: 2.5.1 Giai đoạn chuẩn bị Thao tác trợ tinh thời kì đầu: nhiệt độ đường non nồi kết tinh phải cao, dỡ đường, nhiệt độ đột ngột hạ thấp xuống sinh tinh thể dại, thường tháo dỡ đường non người ta nạp nước nóng phận chuyển nước, ống dẫn nâng lên nhiệt độ thích hợp Đồng thời tháo dỡ đường non dùng nước nóng có nhiệt độ gần với nhiệt độ đường non để phun tưới mà làm giảm thích đáng độ bão hịa nước cốt đường non Vì nhiệt độ đường non nồi đạt khoảng 72℃, tháo dỡ đường nhiệt độ hạ xuống đột ngột mà sinh tinh thể dại Vì vậy, phải phun lên máng chuyển đường, lượng nước nóng phải đảm bảo yêu cầu nước rửa nồi phải chứa lại thùng kết tinh để đảm bảo độ bão hòa đường non Do ngun nhân trên, nói chung vịng bốn đồng hồ sau tháo đường, 46 không cần cho thêm nước nóng vào đường non, vào tình hình mà cho nước sớm hay muộn Khi bắt đầu trợ tinh, nhiệt độ đường non cao, chênh lệch nhiệt độ với khơng khí lớn, nhiệt độ hạ xuống nhanh xuất tinh thể dại, phải đảm bảo nhiệt độ hạ xuống từ từ Căn vào kinh nghiệm số nhà máy, trợ tinh độ chiết quang nước cốt đường non C không thấp 90, độ bão hòa 1,4 - 1,5 Đồng thời ý đến độ chặt hạt cát tháo đường, không cho phát sinh tinh thể dại, độ bão hòa cao thấp bất lợi cho trình trợ tinh 2.5.2 Quá trình trợ tinh Q trình trợ tinh cơng việc quan trọng, muốn khống chế độ bão hòa nước cốt đường non, phải luôn quan sát mức chiết quang nhiệt độ đường không Nếu độ bão hào khơng phù hợp u cầu, sử dụng phương pháp cho thêm nước đường mật, chiết quang điều chỉnh nước cốt đến mức quy định, lượng nước đường mật phải cho thêm tính tốn mà có Cũng vào tình hình nguyên liệu khác nhà máy thơng qua điều tra mà tìm lượng nước cần bổ sung 2.5.3 Xử lý đường non sau tách mật Đường non sau trợ tinh, nhiệt độ nhiệt độ nước cốt thiết phải phù hợp với yêu cầu tách mật Nói chung, phương pháp sử dụng điều chỉnh nhiệt độ pha lỗng, có số nhà máy sử dụng ống làm lạnh cố định thùng, giai đoạn trước cấp nước lạnh, nhiệt độ đườn non hạ thấp, sau trợ tinh nói chung trước tách mật cấp nước nóng, nhiệt độ đường non lên cao, song cần ý độ chênh lệch nước nóng đường khơng q cao 2.5.4 Những thao tác cần ý trình trợ tinh - Sau tháo dỡ bỏ đường non thùng trợ tinh tồn đọng đáy thùng, cần phải làm không ảnh hưởng đến đường non thùng sau Vì đường non cịn sót lại thùng, qua thời gian trợ tinh dài, nồng độ cao, nhiệt độ thấp, tháo dỡ đường non nồi kết tinh, có khả sinh tinh thể giả tinh thể có kích thước khơng đều, khơng ảnh hưởng đến chất lượng đường non mà mang lại nhiều khó khăn q trình 47 tách mật Vì vậy, sau xả xong thùng đường non, phải xả đường non dáy thùng, cho vào máng phân phối đường non - Phải đảm bảo an toàn: thân thùng hỗ trợ tinh tương đối sâu, lại có phận khuấy trộn, tính nhớt qnh lớn, khơng cẩn thận ngã vào thùng nguy hiểm đến tính mạng, làm việc trước thùng trợ tinh phải ý an tồn - Phải ln kiểm tra khuấy trộn trợ tinh, khơng ngừng đề phịng hạt tinh đóng cục lại đáy thùng gây cố 2.6 Kết tinh đường non cuối tạo thành mật cuối 2.6.1 Kết tinh đường non cuối Nguyên tắc kết tinh đường non cuối giảm nhiệt độ đường non cuối phương pháp làm lạnh Khi nhiệt độ giảm độ hòa tan đường sacaroza giảm dung dịch đạt bão hòa Khống chế hệ số bão hịa khoảng 1,1 thích hợp với lớn lên tinh thể làm giảm độ tinh khiết mật Các trở ngại kết tinh đường non cuối: - Quá trình kết tinh chậm độ nhớt dung dịch cao không tương ứng với giảm hệ số q bão hịa Khi độ q bão hịa tăng hình thành tinh thể dại - Độ nhớt mật cao khó ly tâm - Độ nhớt đường cao làm ảnh hưởng đến trình kết tinh, đồng thời dễ gãy trục khuấy Để giải trở ngại cần khống chế tốt trình trợ tinh 2.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt mật cuối - Các chất không đường : phụ thuộc vào nguồn gốc thành phần không đường dung dịch - Nồng độ chất khô nhiệt độ: + Tăng nồng độ chất khô, độ nhớt tăng + Nhiệt độ tăng, độ nhớt giảm - Độ nhớt đường non cuối: độ nhớt cho phép lớn đường non độ nhớt mà thiết bị khuấy thùng trợ tinh làm được, định độ nhớt mật đường non lượng tinh thể kết tinh 48 49 ... cộng tinh 1.2 Quá trình nấu đ? ?ờng 1.2.1 Nấu đ? ?ờng điều kiện chân không Nấu đ? ?ờng điều kiện chân không cho phép hạ nhiệt đ? ?? sôi dung dịch, điều có ý nghĩa lớn q trình nấu đ? ?ờng Đ? ?? chân khơng nấu đ? ?ờng. .. cần thiết nấu đ? ?ờng non A mà đ? ??m bảo nhu cầu đ? ?ờng non A 1.6.3 Nấu luyện đ? ?ờng non C 1.6.3.1 Đ? ??c điểm yêu cầu công nghệ đ? ?ờng non C Đ? ?ờng C đ? ?ờng cuối trình sản xuất đ? ?ờng, cần phải nấu đ? ??m bảo... cho đ? ?ờng non vào thiết bị trợ tinh đ? ?? kết tinh thêm, đ? ??ng thời làm cho đ? ?ờng non thích ứng với điều kiện ly tâm Đ? ? mục đ? ?ch chung trợ tinh - Trong trình nấu đ? ?ờng giai đoạn cuối nồi đ? ?ờng tinh