Các biến đổi sinh học trong quá trình sản xuất Mía

Các biến đổi sinh học trong quá trình sản xuất Mía

PHẦN 1- NGUYÊN LIỆU MÍA VÀ CÁC BIẾN ĐỔI HÓA SINH HỌC

TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐƯỜNG

I.ĐẶC TÍNH MỘT SỐ GIỐNG MÍA ĐƯỢC TRỒNG Ở NƯỚC TA.

Mía là nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp sản xuất đường trên thế giới và là

nguồn nguyên liệu duy nhấtđể sản xuất đường saccaroza ở nước ta Mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, từ

một loài cây hoang dại nay đã trở thành một loại cây quan trọng của ngành công nghiệp đường

Cây mía thuộc họ hoà thảo- Graminae, giống Saccharum Tên gọi của giống mía lai

tạothường lấy tên của người nghiên cứu hay tên của địa phương thí nghiệm

Mía được trồng ở nhiều nước trên giới, phân bố ở phạm vi từ 35 độ vĩ nam đến 35 độ vĩ bắc Các

nước trồng nhiều mía như:Ấn Độ , Cuba, Brazin, Mehicô , Trung Quốc Ở nước ta hiện nay có 3

vùng mía lớn là : miền Bắc và khu bốn cũ; duyên hải Miền Trung và Tây nguyên; Đông Nam bộ và

đồng bằng Sông Cửu long

1 Thế nào là một giống mía tốt?

Giống mía tốt chỉ là một khái niệm tương đối Một giống mía có thể được xem là tốt ở nơi

này nhưng lại không thích hợp ở nơi khác và ngược lại Giống mía chịu hạn tốt chưa hẳn đã chịu

được ngập úng, chua phèn; lại có giống chín sớm,giống chín muộn; giống có tỉ lệ đường cao nhưng

năng suất nông nhiệp lại thấp và ngược lại Hoặc là có giống thích hợp với chế biên cơ giới nhưng

lại không thích hợp với điều kiện chế biến thủ công v.v Chính vì vậy người ta đã đi đến định nghĩa:

Trong từng trường hợp cụ thể của một vùng sinh thái, ở một trình độ sản xuất và chế biến

nhất định, một giống mía nào đó cho năng suất cao, phẩm chất tốt (nhiều đường) và thích hợp với

những điều kiện sản xuất và chế biến thì đó là giống mía tốt và ngược lại.

2 Ý nghĩa kinh tế của cơ cấu giống mía sản xuất:

Trong thực tế của đời sống, rất khó có thể chọn được giống mía gọi là lý tưởng, thoả mãn tất

cả những yêu cầu của con người Thông thường một giống mía có được ưu điểm này thì lại mắc

nhược điểm khác Cây mía là nguyên liệu chế biến đường, hiệu quả kinh tế của mỗi xí nghiệp công

nghiệp được tính bằng hiệu suất tổng thu hồi và thời gian mùa chế biến (dài hay ngắn) Chính vì

vậy:

Trong sản xuất, các giống mía bao giờ cũng được bố trí thành một cơ cấu để bổ sung cho

nhau những ưu điểm và hạn chế những nhược điểm, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho sản xuất và

chế biến

Một cơ cấu giống sản xuất hợp lý ở một vùng sinh thái cụ thể tối thiểu cũng phải có từ 3 đến

5 giống mía, bao gồm: giống chín sớm, giống chín muộn, giống giàu đường, giống có năng suất

nông nghiệp cao và thích hợp các điều kiện mùa vụ sản xuất, chế biến của vùng sao cho đảm bảo

cung cấp đủ nguyên liệu chất lượng và rải vụ chế biến

3 Tiêu chuẩn chung cho một giống mía sản xuất:

 Năng suất nông nghiệp cao (chú ý giống mía có tốc độ sinh trưởng nhanh)

 Tỷ lệ đường trên mía cao (chú ý giống mía chín sớm hoặc giống có tỉ lệ đường cao ở đầu vụ

chế biến)

 Khả năng để gốc tốt (tái sinh mạnh)

 Kháng sâu bệnh (các loại sâu bệnh hại quan trọng)

 Thích hợp với điều kiện chế biến công nghiệp (cơ giới, bán cơ giới hoặc thủ công )

 Không hoặc ít ra hoa

 Và một số yêu cầu khác tuỳ từng vùng sinh thái

4 Một số giống mía được trồng ở nước ta:

a Giống chín sớm:

* Giống Comus (Aramboo x Q813)

Nguồn gốc Úc, nhập vào Việt Nam từ năm 1960 Hiện nay vẫn là giống mía trồng chủ yếu ở vùng

mía Tây nam bộ Ưu điểm là thích hợp với những vùng đất phèn, thấp Nhược điểm: chịu hạn kém,

dễ bị sâu đục thân tấn công

Đặc điểm hình thái

- Cây thân to, mọc thẳng, dóng hình trống nối nhau hình zig-zag Vỏ màu xanh, ẩn tím, khi rọi

nắng có màu tím, sáp phủ dày Mắt mầm hình ngũ giác, cánh mầm hẹp, rãnh mầm ngắn

- Lá phiến rộng, màu xanh thẩm, bẹ lá có ít lông

- Ra hoa muộn, tỉ lệ hoa thấp

Đặc điểm nông nghiệp

- Mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm, tỉ lệ mọc mầm khá, sức đẻ nhánh trung bình

- Năng suất có thể đạt từ 80 đến trên 100 tấn mía cây/ha

Đặc điểm công nghiệp

- Mía chín sớm (10-11 tháng tuổi); tỉ lệ đường trên mía khá

* Giống VN84-4137 (Ja60-5 x lai hổn hợp)

Là giống mía Việt Nam do Viện nghiên cứu mía đường Bến cát lai tạo năm 1984 Năm 1991 được

hội đồng khoa học và công nghệ Bộ NN&PTNT cho phép khu vực hoá ở vùng mía các tỉnh phía

nam và năm 1998 được công nhận là giống mía quốc gia Ưu điểm là chín sớm, tỉ lệ đường trên mía

cao (giàu đường); mía mọc khoẻ, nhiều cây, kháng sâu bệnh Nhược điểm: thân cây có độ lớn trung

bình

Đặc điểm hình thái

- cây mọc thẳng, độ lớn trung bình, dóng hình chuỳ ngược Vỏ màu xanh vàng ẩn tím, mắt

mầm hình tròn không có rãnh mầm

- lá phiến rộng trung bình, bẹ lá có nhiều lông

- ra hoa ít hoặc không ra hoa

Đặc điểm nông nghiệp

- mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm,tập trung ; tỉ lệ mọc mầm và sức đẻ nhánh khá; tốc độ làm

nhánh vương cao nhanh, khả năng để gốc tốt

- Trong điều kiện thâm canh trên vùng đất cao năng suất có thể đạt từ 70,80 đến trên 100 tấn

mía cây/ha

Đặc điểm công nghiệp

- mía chín sớm tỉ lệ đường trên mía rất cao (hơn các giống mía khác 1,2%) ngay ở đầu vụ chế

biến chữ đường đã đạt trên 10

b Giống chín trung bình

* Giống ROC10 (ROC5 x F152)

Nguồn gốc Đài loan, hiện đang trồng ở miền Bắc và một số nơi khác Ưu điểm : trong điều kiện

thâm canh năng suất nông nghiệp đạt rất cao, tỉ lệ đường trên mía khá Nhược điểm: dễ bị sâu đục

thân tấn công

Đặc điểm hình thái

- Cây thân to, mọc thẳng, dóng hình ống chỉ Vỏ màu xanh, nhạt sáp phủ dày, khi rọi nắng sáp

chảy tạo thành màu tro loang lổ Mắt mầm hình ngũ giác, không có, rãnh mầm

- Lá phiến trung bình màu xanh thẩm sắp theo chiều xiên, bẹ lá màu xang ôm chặt thân, không

có lông và khó tự bong, không có tai lá

- mía ra hoa

Đặc điểm nông nghiệp

- Mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm tập trung, tỉ lệ mọc mầm và sức đẻ nhánh khá

- Giống mía này đòi hỏi những loại đất tốt, độ phì nhiêu cao Trong diều kiên thâm canh và có

tưới, Roc 10 cho năng suất mía cây cao

Đặc điểm công nghiệp

- Mía chín trung bình(11-12 tháng tuổi); tỉ lệ đường trên mía khá Giống mía này có thể bố trí

vào cơ cấu giống thu hoạch vào giữ và cuối vụ chế biến

* Giống VN84-196 (VN6628 x lai hổn hợp)

Là giống mía Việt Nam do viện nghiên cứu mía đường Bến cát lai tạo năm 1984 Năm 1995 được

hội đồng khoa học và công nghệ Bộ NN&PTNT công nhận là giống mía mới, cho phép khu vực hoá

ở vùng mía các tỉnh phía nam Ưu điểm là tốc độ sinh trưởng nhanh, tỉ lệ đường trên mía Nhược

điểm: chịu hạn kém

Đặc điểm hình thái

- Cây thân to mọc thẳng, dóng hình trụ nối nhau kiểu zig-zag Vỏ màu xanh, mắt mầm hình

tròn không có rãnh mầm

- Lá phiến rộng , bẹ lá màu xanh nhạt không có lông và dễ bong

- Mía không hoặc ít ra hoa

Đặc điểm nông nghiệp

- Mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm, tập trung ; tỉ lệ mọc mầm và sức đẻ nhánh khá; tốc độ sinh

trưởng nhanh, để gốc tốt

- Trong điều kiện thâm canh trên vùng đất cao năng suất có thể đạt từ 70,80 đến trên 100 tấn

mía cây/ha

Đặc điểm công nghiệp

- Mía chín trung bình sớm tỉ lệ đường trên mía rất cao Có thể bố trí giống này vào cơ cấu các

giống thu hoạch đầu và giữa vụ chế biến

c Giống chín muộn:

* Giống My 55-14 (CP34-79 x B45-181)

Nguồn gốc Cu ba, nhập vào Việt Nam 1974 Hiện nay trồng ở Đông nam bộ (Tây ninh, Đồng nai)

và miền Bắc Ưu điểm là mọc khoẻ, tốc độ sinh truởng nhanh nên có thể cho năng suất nông nghiệp

rất cao Nhược điểm: ra hoa mạnh ở Nam bộ

Đặc điểm hình thái

- Cây thân to, mọc thẳng, dóng hình chuỳ ngược Vỏ màu tím, mắt mầm hình tròn, đỉnh mầm

có một chùm lông nhỏ

- Lá phiến trung bình, màu xanh thẩm, bẹ lá màu xanh nhạt, có lông và khi già bẹ lá tự bong

- Ở Nam bộ ra hoa mạnh, ở miền Bắc ra hoa ít hoặc không ra hoa

Đặc điểm nông nghiệp

- Mía mọc mầm và đẻ nhánh sớm tập trung, tỉ lệ mọc mầm và sức đẻ nhánh khá

- Trong điều kiện thâm canh ở vùng đất cao năng suất mía cây có thể đạt từ 80 đến trên 100

tấn /ha

Đặc điểm công nghiệp

- Mía chín trung bình muộn (12-14 tháng tuổi); tỉ lệ đường trên mía trung bình khá

* Giống F157 (F146 x PT51-1)

Nguồn gốc Đài loan nhập vào miền Nam năm 1970 do phòng Nông vụ Nhà máy Đường Quảng

Ngãi tuyển chọn, giống này được trồng phổ biến ở Quảng Ngãi

Đặc điểm hình thái

- Thân to trung bình, gốc hơi nhỏ, lóng hình chóp cụt, vot màu xanh sáng, hơi tím

- Phiến lá to trung bình, bẹ không có lông

- ra hoa ít

Đặc điểm nông nghiệp

- nẩy mầm đẻ nhánh sớm, vươn cao nhanh, để gốc tốt

- năng suất trung bình

Đặc điểm công nghiệp

- chín trung bình muộn, tỉ lệ đường khá

Cùng với những giống mía giới thiệu ở trên trong sản xuất mía của ta hiện nay ở một số nơi còn

trồng những giống mía khác như: VĐ79-177, R570, ROC9, ROC17, Quế đường, Quế dẫn tuyển

II THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA MÍA:

1 Bảng thành phần hoá học của mía:

Mía

cenlulosa, pentosan, areban, linhin Chất khô Nước

Chất không đường (CKĐ)

Đường saccaroza

CKĐ Không chứa nitơ:

Glucoza , fructoza

CKĐ Chứa nitơ:

Prôtêin, amit, a.amin, NH3

Chất màu:

Xantophin, caroten, antoxian

 Trong dung dịch đường không tinh khiết độ hoà tan còn phụ thuộc vào những chất không

đường Nếu dung dịch có KCl, NaCl, thì độ hoà tan của đường tăng lên Vì vậy đường

không bao giờ kết tinh hoàn toàn và đó là nguyên nhân tạo thành mật rỉ Ngược lại nếu có

đường glucoza, fructoza, MgCl2, CaCl2 làm giảm độ hoà tan của đường

 Không hoà tan trong dầu hoả, cloroform, CCl4, CS2, benzen, tecpen, ancol và glixerin khan

Trong dung dịch ancol có nước, đường saccaroza hoà tan một ít Đường saccaroza còn hoà

tan giới hạn trong anilin, piridn, etyl axetat, amyl axetat, phenol và NH3.Vì vậy độ hoà tan

của đường không tinh khiết được xác định không những chỉ có nhiệt độ mà còn phụ thuộc

vào các tạp chất có trong dung dịch

+ Độ ngọt: độ ngọt của đường do gốc OH tạo nên

Nếu lấy độ ngọt của saccaroza là 100 để so sánh thì : lactose (16) < maltose(32) <

glucoza(74) < saccaroza < fructoza (173)

Như ở trên ta thấy nếu dung dịch đường chứa nhiều đường khử (glucoza fructoza ) thì ngọt

hơn dung dịch đường saccaroza tinh khiết Vì glucoza + fructoza có độ ngọt bằng (74+173)/2 > 100

(độ ngọt của saccaroza)

+ Độ nhớt:

 Tỷ lệ thuận với nồng độ; nghĩa là khi nồng độ tăng thì độ nhớt tăng ( đầu tiên tăng chậm sau

tăng lên rất nhanh); Tỷ lệ nghịch với nhiệt độ; nghĩa là khi tăng nhiệt độ thì độ nhớt giảm

 Độ nhớt của dung dịch đường ảnh hưởng lớn đến các quá trình lắng, lọc,kết tinh Độ nhớt

tăng thì tốc độ của các quá trình đó đều giảm

+ Tính chất khúc xạ của dung dịch đường: Nồng độ dung dịch đường càng lớn thì chiết

xuất càng lớn Lợi dụng tính chất này người ta chế tạo ra dụng cụ để đo nồng độ chất khô trong

dung dịch đường có tên là chiết quang kế

+ Tính chất quay cực của đường saccaroza :

 Đường saccaroza làm quay mặt phẳng phân cực ánh sáng sang phải

 Độ quay cực riêng của saccaroza rất ít phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ Do đó rất thuận

tiện cho việc xác định đường bằng phương pháp phân cực Lợi dụng tính chất này chế tạo ra

một loại máy đo là kính chuyển quang có thể đo được tỷ lệ phần trăm hàm lượng saccaroza

trong dung dịch Còn gọi là dụng cụ phân cực kế hay còn gọi là đường kế

 Trị số độ quay cực trung bình của saccaroza là +66,50

 Dung dich có tính kiềm sẽ làm giảm khả năng quay cực của đường saccaroza

đó hổn hợp đường đó được gọi là đường nghịch đảo hay đường chuyển hoá Phản ứng trên gọi là

phản ứng nghịch đảo đường hoặc phản ứng chuyển hoá đường

 Tốc độ chuyển hoá phụ thuộc vào :

- pH và nhiệt độ của dung dịch: pH càng thấp, nhiệt độ càng cao thì tốc độ chuyển hoá

đường càng nhanh chóng

- Thời gian tác dụng: thời gian phản ứng càng lâu thì tạo thành đường chuyển hoá càng

nhiều

 Quá trình chuyển hoá ảnh hưởng không tốt đến sản xuất đường vì nó làm tổn thất đường

saccaroza và gây khó khăn cho quá trình kết tinh đường

+ Tác dụng của kiềm:

H+

Saccaroza có tính chất như một axit yếu

 Trong môi trường kiềm ở nhiệt độ cao hoặc nếu kiềm đậm đặc không cần nhiệt độ cao,

saccaroza bị phân huỷ thành aldehyt, axeton, axit hữu cơ và các tạp chất có màu vàng nâu

Môi trường có pH càng lớn thì saccaroza bị phân huỷ càng nhiều

Ví dụ: Khi đun sôi trong 1 giờ ,nếu dung dịch đường saccaroza có:

pH = 8 - 9 thì saccaroza bị phân huỷ 0,05%

pH = 12 thì saccaroza bị phân huỷ 0,5%

 Dưới tác dụng của các kim loại kiềm thổ, dung dịch đường biến thành sacarat (muối của nó)

Vídụ: Đường saccaroza tác dụng với hydroxytcanxi sẽ tạo ra các muối saccarat canxi theo

 Các phản ứng phân huỷ và tạo sacarat gây ảnh hưởng xấu đến sản xuất do làm tăng tổn thất

đường và độ nhớt của dung dịch

+ Tác dụng của nhiệt độ:

 Dưới tác dụng của nhiệt độ >200oC saccaroza mất nước tạo thành các chất caramen có màu

từ vàng đến nâu đen Tuỳ theo nhiệt độ khác nhau cho các loại caramen khác nhau; khi

đường bị mất 10% nước gọi là caramenlan; mất 15% nước gọi là caramenlen; 25% lượng

nước gọi là caramenlin Ở nhiệt độ cao hơn nữa saccaroza bị phân huỷ thành axeton và cuối

cùng là C

 Phản ứng tạo caramen làm tăng độ màu của dung dịch đường non, đường thành phẩm và

màu này khó loại

+ Tác dụng của emzim:

 Dưới tác dụng của enzim invertaza, saccaroza sẽ chuyển thành glucoza và fructoza

 Dưới tác dụng một phức hệ enzim khác, glucoza và fructoza sẽ chuyển hành alcol và CO2:

fructoza lớn hơn saccaroza và độ hoà tan của glucoza kém hơn saccaroza

quay trái, góc quay cực của fructoza là -92,80

 Ở nhiệt độ cao, trong môi truờng kiềm glucoza và fructoza có thể bị phân huỷ tạo thành một

số sản phẩm như : axít lactic, axít glucosacaric, axít formic, lacton Những axit này lại kết

hợp với vôi tạo thanh muối hoà tan Vì vậy khi dùng mía xấu thì hàm lưọng muối canxi

trong nước mía tăng Trong môi trường kiềm, fructoza bị phân huỷ nhiều hơn glucoza Vì

vậy trong sản phẩm đường lượng glucoza thường nhiều hơn fructoza

+ Tác dụng của axit:

 Trong môi trường axit, đường khử ổn định, nhất là ở pH =3 chứ không phải pH=7 Nhưng

trong môi trường axit và đun nóng, đường khử cũng bị phân huỷ sẽ tạo thành

oximetylfufurol và sau đó tạo thành axit levulic và axit focmic

+ Tác dụng của nhiệt độ:

 Khi đun nóng ở nhiệt độ 160-170oC, glucoza và fructoza bị mất một phần nước và tạo thành

glucozan và fructozan Nếu tiếp tục đun ở nhiệt độ cao thì sẽ tạo ra hợp chất có màu đen Đối

với fructoza ở nhiệt độ 100oC đã bị phân huỷ nên nhiệt độ mất nước của fructoza thấp hơn

glucoza

+ Ảnh hưởng của đường khử trong sản xuất đường:

 Nói chung hổn hợp đuờng khử có tác dụng có hại trong sản xuất đường saccaroza vì nó làm

tăng tổn thất đường làm trở ngại cho sự kết tinh, có thể bị phân huỷ sinh màu làm giảm chất

lượng thành phẩm, gây khó khăn cho quá trình làm sạch

 Tuy vậy cũng phụ thuộc vào các điều kiện sản xuất mà ảnh hưởng của chúng khác nhau Vì

dụ ở nhiệt độ < 55oC trong môi trường kiềm không có ảnh hưởng gì vì phản ứng phân huỷ

glucoza và fructoza không tạo thành chất màu Nhưng ở nhiệt độ >55oC trong môi trường

kiềm phản ứng sẽ sinh thành chất có màu đen, gây tác dụng có hại

2.3 Axit hữu cơ:

- Trong nước mía, các axit hữu cơ có thể ở dạng tự do, muối hoà tan hoặc không tan, trong đó

axit tự do chiếm 1/3 lượng axit chung Gồm các axit sau: axit aconitic, axít citric, axít

oxalic, axít glicolic, axít suxinic, axít fumaric

- Trong sản xuất đường, axit có tác dụng chuyển hoá saccaroza

2.4 Chất béo:

- Chất béo trong cây mía chủ yếu là sáp Trong sản xuất đường mía gần 60-80% sáp theo bã

mía, phần còn lại tồn tại trong bùn lọc nên chất béo được loại hoàn toàn

2.5 Chất không đường chứa nitơ:

- Thành phần thay đổi tuỳ theo giống mía, đất đai bao gồm: anbumin và các chất tương tự,

amit, NH3 ,nitrat

- Trong sản xuất đường: các chất này ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm và giảm hiệu

suất thu hồi do tăng hàm lượng chất keo và tham gia phản ứng tạo màu melanoidin giữa axit

amin và đường khử

2.6 Chất màu:

- Trong cây mía cũng chứa các chất màu như trong tất cả các loại cây khác Khi ép, chất màu

đi vào nước mía gây khó khăn cho sản xuất đường

- Gồm 2 loại:

 Chất màu có trong bản thân cây mía: như diệp lục tố a,b Diệp lục tố không tan trong nước

và trong dung dịch đường nhưng tan trong alcol và kiềm do đó dễ loại ra khi làm sạch nước

mía Còn các chất khác : xantophin, caroten, antoxian cũng dễ loại trong quá trình sản xuất

đường

 Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất: gồm chất màu caramen, chất màu melanoidin,

phức chất giữa polyphênol và ion sắt , những chất màu này khó loại

2.7 Chất không đường vô cơ:

- Các chất vô cơ chủ yếu là K2O, SiO2, Na2O, CaO, P2O5, MgO Hàm lượng của nó tuỳ thuộc

và giống mía, điều kiện canh tác, khí hậu

- Ảnh hưởng đến sản xuất:

+ K2O và Na2O là nguyên nhân tạo mật cuối

+ Ca+, Mg+, SiO2 tạo cặn trong các thiết bị truyền nhiệt

+ P2O5 có tác dụng tốt đối với quá trình lắng, lọc

III THU HOẠCH MÍA:

1 Sự chín của mía: mía chín và mía chưa chín có thành phần hoá học khác nhau nhiều Khi

mía chưa chín,mức độ tích luỹ đường saccaroza trong thân cây mía không nhiều Quá trình quang

hợp của cây mía lúc chưa chín chủ yếu tạo ra các chất dùng cho hô hấp và phát triển thân cây mía

Lúc đó, hàm lượng đường saccaroza và tỷ lệ xơ thấp, hàm lượng đường khử và tỷ lệ nước cao Mía

chưa chín, nước chiếm trên 80% Khi mía dần dần chín, sự phát triển của thân cây giảm và đến

ngừng tăng trưởng Khi mía chín, hàm lượng đường saccaroza trong thân cây mía đạt tối đa, hàm

lượng đường khử giảm xuống còn dưới 1% có khi chỉ còn 0,3%; hàm lượng nước dưới 75%

Phân biệt độ chín của mía:

Độ chín của cây mía có hai khái niệm: chín sinh lý và chín nguyên liệu

- Chín sinh lý là cây mía đã già, hàm lượng đường trên mía đạt mức tối đa như bản chất của

giống

- Chín nguyên liệu là ở một thời điểm nào đó hàm lượng đường trên mía đạt tiêu chuẩn làm

nguyên liệu có thể thu hoạch để chế biến, mặc dù cây mía vẫn chưa đạt độ chín cao nhất

(chín sinh lý) như bản chất của giống

2 Những căn cứ để nhận biết ruộng mía đã chín hay chưa:

Đánh giá độ chín của ruộng mía người ta thường dựa vào những căn cứ sau:

+ Độ lớn của cây mía chậm dần, các lóng mía phía trên nhặt lại

+Lá mía khô vàng , lá xanh còn lại khoảng 6-7 lá ( bình thường có 8 - 10 lá) , độ dài của lá

mía giảm, lá tương đối thẳng và cứng

+Bề mặt lóng mía nhẵn, ít bột phấn và bột phấn dễ rơi

+ Mặt cắt lóng mỉatong ,sángcòn khi mía chưa chín thì mặt cắt có màu đục

Đo độ Bx trực tiếp: sử dụng máy khúc xạ kế cầm tay (Refractomet), một dụng cụ đo đơn

gián, đo độ Bx mía ngay tại ruộng Nếu số đọc độ Bx giữa gốc và ngọn (phần làm nguyên liệu)

chênh lệch khoảng 1 độ (Bx gốc - Bx ngọn = 1 độ) là mía đã đạt độ chín

Ngọn được tính từ lá khô trên cùng trở lên

Gốc được tíng là lóng mía thứ nhất trên mặt đất

điểm khác nhau, phân tích xác định các chỉ số công nghiệp như độ Bx, độ pol, độ tinh khiết,

RS, tỉ lệ xơ và CCS trước khi cho thu hoạch

Nếu thực hiện được như vậy chất lượng nguyên liệu sẽ được đảm bảo và hiệu quả chế biến

sẽ cao hơn rất nhiều.Đây là phương pháp chuẩn xácúac định độ chín của cây mía

3 Một số điểm cần chú ý trong khâu thu hoạch:

Ở nước ta cho đến nay công việc thu hoạch mía vẫn là lao động thủ công với các công cụ thô sơ như

con dao và chiếc búa

Trong khâu thu hoạch cần chú ý một số điểm:

- Dụng cụ thu hoạch phải sắc bén; khi chặt phải chặt sát mặt đất, tránh làm dập gốc, chặt một

lượt tất cả các cây kể cả nhưng cây chết và cây mầm để ruộng mía sạch, tái sinh đồng đều

(nếu để lưu gốc)

- Không thu hoạch các ruộng mía sẽ để gốc vào những thời điểm không thuận lợi cho mầm

gốc tái sinh như giá rét (miền Bắc), khô hạn (đồng bằng Nam bộ), úng ngập (Tây nam bộ)

- Mía thu hoạch tới đâu vận chuyển chế biến ngay tới đó Không để mía đã thu hoạch quá lâu

trên đồng ruộng, sân bãi, vừa làm giảm năng suất mía, vừa làm giảm đường trên mía

- Ruộng mía thu hoạch vào ngày mưa không để xe máy chạy qua làm hư gốc và nén đất gây

trở ngại cho công việc xử lý và chăm sóc mía gốc về sau

4.Sự biến đổi thành phần hoá học của mía sau khi chín:

Khi mía chín, hàm lượng đường trong thân cây mía đạt tối đa và giữ ở mức độ cao này trong

thời gian khoảng 1 - 2 tháng tuỳ theo giống mía và thời tiết sau đó giảm đần Nếu không thu hoạch

kịp thời, đường saccaroza sẽ chuyển hoá thành đường khử Đó là hiện tượng quá chín Thời tiết

càng nắng nóng, đường bị chuyển hoá càng tăng lên

Có giống mía khi quá chín mà không thu hoạch thì sẽ bị trổ bông (trổ cờ) Trổ bông là hiện

tượng sinh lý bình thường của cây mía Khi mía trổ bông thì hàm lượng đường saaccaroza trong mía

giảm xuống, năng suất mía cây cũng bị giảm làm cho đường bị tổn thất nhiều

Mía sau khi thu hoạch thì hàm lượng đường trong cây mía giảm, hàm lượng đường khử tăng

lên Hiện tượng hao hụt đường này là do quá trình hô hấp và do tác dụng của vi sinh vật gây ra (

Khi mía chưa thu hoạch cũng có một lượng đường hao hụt do hô hấp nhưng lúc đó do còn bộ rễ hút

chất dinh dưỡng và nhờ quá trình tổng hợp nên bù đắp được lượng đường hao hụt) Mía càng để lâu

sau khi thu hoạch thì lượng đường bị mất càng nhiều.Sự tổn thất càng tăng nhanh khi nhiệt độ cao

và để mía ngoài nắng gió Do đó mía sau khi đốn xong thì đưa vào chế biến càng nhanh càng tốt.

IV.QUảN LÝ Kỹ THUậT ĐốI VớI NGUYÊN LIệU MÍA

Thực hiện các biện pháp quản lý kỹ thuật đối với nguyên liệu mía nhằmđể tận thu đường và

giảm giá thành

Các biện pháp quản lý kỹ thuật đối với nguyên liệu mía gồm:

1 Bố trí thời gian ép mía hợp lý: Tuỳ theo giống mía, thời kỳ chín, tổng sản lượng mía,

năng suất thiết bị mà chọn thời gian ép sao cho đúng thời kỳ mía có trữ lượng đường cao nhất để thu

hồi lượng đườnglớn nhất

2 Mía chín trước đốn trước, đốn xong vận chuyển ngay đưa vào ép ngay.

3 Mía đưa vào ép phải bảo đảm tỷ lệ tạp chất không vượt quá mức cho phép Tạp chất

trong nguyên liệu mía có ảnh hưởng không tốt tới quá trình sản xuất đường, bởi vì:

- Tạp chất không có đường nhưng khi ép lại đi vào máy ép cùng với mía làm tăng trọng

tải máy ép và lại hút đi một lượng nước mía nên làm giảm hiêụ suất thu hồi đường

- Trong tạp chất có nhiều vi sinh vật và nhiều chất phi đường nên làm giảm độ tinh khiết của

nước mía Theo kinh nghiệm , người ta thấy rằng khi tạp chất tăng lên 1% thì độ tinh khiết

nước mía giảm 0,32% ; hiệu suất thu hồi giảm 0,2%

- Tăng chi phí vận tải

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Thế nào là một giống mía tốt? Tiêu chuẩn chung cho một giống mía sản xuất?

2 Tính chất lý hoá của một số thành phần hoá học của mía và ảnh hưởng của chúng đến sản

xuất đường?

3 Thế nào là sự chín của mía? Căn cứ vào những đặc điểm nào để nhận biết ruộng mía đã chín

hay chưa?

4 Khi thu hoạch mía cần chú ý những điểm gì?

5 Quản lý kỹ thuật đối với nguyên liệu mía gồm những biện pháp gì và giải thích tại sao phải

thực hiện những biện pháp đó ?

PHẦN 2- CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG

BÀI MỞ ĐẦU

I Ý NGHĨA CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN ĐƯỜNG:

chất béo, muối vô cơ, đường là sản phẩm dinh dưỡng chủ yếu cần thiết cho cơ thể con người

Chúng ta đều biết năng lượng chủ yếu cần cho cơ thể con người do gluxit cung cấp Đường là

một loại gluxi.t Đường có khả năng biến thành năng lượng dễ và nhanh chóng ,là tính ưu

việt của đường so với các thực phẩm khác Ngoài ra đường còn có vị ngọt và ngon

là một loại thực phẩm có nhiều công dụng như làm bánh kẹo các loại, làm nước giải khát,

uống chè, cà phê hoặc làm tăng hương vị của các loại thực phẩm khác như trong kỹ nghệ sản

xuất đồ hộp hoặc dùng trong y học để chữa bệnh

- Ngoài đường là sản phẩm chính của công nghiệp đường ra còn có những phụ phẩm quan

trọng phục vụ cho nông nghiệp và các ngành công nghiệp nhẹ khác

Bã mía để đốt lò thay dầu, cứ 3 tấn bã khô cung cấp nhiệt lượng tương đương một tấn dầu;

dùng làm ván ép, làm bột giấy, than hoạt tính hoặc là nguyên liệu của công nghiệp chất dẻo,

sợi tổng hợp

Mật rỉ là nguyên liệu sản xuất cồn rượu hoặc sử dụng làm môi trường sản xuất men bánh mỳ

và các loại men thực phẩm, là nguyên liệu sản xuất axit axetit, axit citric làm môi trường

lên men để sản xuất bột ngọt

Còn bã bùn dùng sản xuất phân bón cho mía, cà phê, cao su đạt hiệu quả cao

Vì vậy sản xuất đường là một ngành công nghiệp thực phẩm rất được coi trọng và phát triển

II LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH ĐƯỜNG:

1 Thế giới:

Việc chế biến đường trên thế giới đã có từ rất lâu đời Người ta cho rằng kỹ thuật cổ truyền

chế biến cây mía thành vài loại chất ngọt được bắt nguồn ở Ấn độ, kỹ thuật cổ truyền chế biến

đường được phổ biến tới các khu vực ở châu Á, châu Âu, Bắc phi; trong khi đó kỹ thuật chế biến

hiện đại được đưa từ châu Âu vào châu Á

Công nghiệp đường tuy có rất lâu đời nhưng hơn 100 năm gần đây mới được cơ khí hoá

Nhiều thiết bị quan trọng được phát minh vào thế kỹ 19

2 Trong nước:

Ở nước ta nghề trồng mía đã có từ lâu đời Cùng với nghề trồng mía từ xưa ông cha ta đã

biết làm ra những loại đường truyền thống như đường miếng, đường thẻ, đường phèn, đường phổi

Tuy nhiên ngành chế biến đường mía ở nước ta chưa phát triển kịp với sự phát triển của ngành

đường thế giới

Từ năm 1975 -1995 nước ta có thêm nhiều NMĐ mới như La Ngà (Đông nai) 2000 TMN ;

NMĐ Lam Sơn (Thanh hoá ) 1500 TMN, Tây ninh 500 TMN; đồng thời các nhà máy Đường Bình

dương, Quảng Ngãi đã nâng công suất lên 2000 TMN

Năm 1995 Chính phủ đã đưa ra đề án phát triển mía đường Việt Nam và từ đó đến nay hàng

loạt các nhà máy Đường lớn nhỏ khác nhau lần lượt ra đời.Đến nay nước ta có khoảng 44 nhà máy

đường đưa tổng năng suất ép lên 50000-60000 tấn mía/ngày với sản lượng đường hơn 1 triệu

tấn/năm và mức tiêu thụ bình quân 13-15 kg/người/năm

III SƠ LƯỢC VỀ LƯU TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG:

Mía  Xử lý mía  Lấy nước mía  Làm sạch nước mía  Cô đặc nước mía  Làm sạch mật

chè  Nấu đường, trợ tinh  Ly tâm tách mật  Làm khô  Phân loại  Đóng bao

IV MỘT SỐ THUẬT NGỮ THƯỜNG DÙNG:

1 Mía:

Nguyên liệu dùng để sản xuất đường, mía đưa vào để trích, ép gồm có mía thuần và các tạp chất

theo mía

2 Tạp chất của mía:

Gồm lá, ngọn mía non, rễ, dất, cát

3 Bã mía:

Là phần chất khô không tan trong nước sau khi trích ép lấy nước mía trong cây mía

4 Bã nhuyễn:

Là những hạt rất nhỏ gồm những sơi celluloze rất ngắn sinh ra trong quá trình chặt, đánh tơi và cán

ép nước mía trong cây mía

5 Nước mía nguyên:

Là nước mía được ép ra từ cây mía chưa pha trộn nước vào, như nước mía ép ra của máy ép đầu

tiên

6 Nước mía hổn hợp:

Nước mía tổng hợp rút ra từ dàn ép, bao gồm nước mía ép ra ở máy đầu tiên và các máy ép sau đã

được pha loãng để bơm vào khâu sau xử lý chế luyện

Bx viết tắt của chữ Brix

Độ Bx biểu thị phần khối lượng của chất rắn hoà tan trong 100 phần khối lượng dung dịch thường

được đo bằng phù kế (Bx kế) hay tỉ trọng kế

* Độ Bx đo ở nhiệt độ bất kỳ gọi là Bx quan sát

* Độ Bx đo ở nhiệt độ tiêu chuẩn (20oC) hoặc Bx đã được hiệu chỉnh về nhiệt độ tiêu chuẩn gọi là

Bx cải chính

10 Độ đường theo Pol :

Pol viết tắt của chữ Polarimet, là thành phần đường saccaroza có trong dung dịch tính theo phần

trăm khối lượng dung dịch do kết quả đo được bằng máy Polarimet 1 lần theo phương pháp tiêu

chuẩn quốc tế

11 Độ đường theo Sacc:

Là thành phần đường saccaroza có trong dung dịch tính theo phần trăm khối lượng dung dịch căn cứ

vào kết quả của phương pháp đo và phân tích chính xác của phòng thí nghiệm còn gọi là phương

pháp chuyển hoá vì nó loại trừ ảnh hưởng của những chất không đường gây nên trong quá trình xác

định thành phần đường saccaroza

12 Độ tinh khiết:

Chỉ mức độ trong sạch của dung dịch đường; được biểu thị bằng phần trăm khối lượng

đường saccaroza nguyên chất so với khối lượng chất rắn hoà tan có trong dung dịch

 AP ( viết tắt của chữ Apparent Purity): biểu thị độ tinh khiết đơn giản của dung dịch đường

là tỉ lệ phần trăm khối lượng saccaroza (tính theo pol) trên toàn phần khối lượng chất khô

trong dung dịch đường

Pol: được xác định trực tiếp 1 lần trên máy phân cực Polarimet

Bx: được xác định bằng Bx kế hay Baume kế (1 Be=1,84 Bx)

,%

100

Bx Pol

AP

 GP (viết tắt của chữ Gravity Purity) biểu thị độ tinh khiết trọng lực của dung dịch đường, là

tỉ lệ phần trăm khối lượng saccaroza tính theo Sacc trên toàn phần khối lượng chất khô trong

dung dịch đường

Sacc: được xác định bằng phương pháp phân cực 2 lần trên máy phân cực Polarimet

Bx: được xác định bằng chiết quang kế

 TP (viết tắt của chữ True Purity) biểu thị độ tinh khiết thực của dung dich đường, là tỷ lệ

phần trăm của khối lượng saccaroza tính theo Sacc trên toàn phần khối lượng chất khô xác

định bằng cách sấy khô trong dung dich đường

,%

100)

(saykho

Bx

Sacc

TPTrong thực tế ,người ta thường dùng độ tinh khiết đơn giản ( AP ), tuy độ chính xác chưa cao

nhưng xác định nhanh và vẫn đáp ứng yêu cầu sản xuất

13 Đường khử còn viết ký hiệu là RS:

Viết tắt của chữ Reducing Sugar, chỉ những loại đường trong công thức phân tử có chứa

nhóm chức CHO (andehyt) hoặc CO (axeton) ,chẳng hạn như glucoza và fructoza

14 Đường nguyên liệu:

Tất cả các loại đường đưa vào sản xuất để gia công, tinh chế lại có phẩm cấp cao hơn

15 Đường thô:

Có tên gọi tiếng Anh là raw sugar, là loại đường nguyên liệu đối với nhà máy Đường tinh

luyện là đường có tinh thể màu vàng, chưa qua sấy khô, thường có pol =96-98%

16 Đường tinh luyện:

Thường gọi là RE - viết tắt của chữ Refined Extra Quality, là đường đuợc sản xuất từ đường

nguyên liệu, đường thô với phẩm cấp cao Pol 99,8% , độ ẩm  0,04%

17 Đường kính trắng (đường trắng đồn điền):

Thường được gọi là RS viết tắt của chữ Refined Standard Quality, là đường được sản xuất

trực tiếp từ nguyên liệu mía cây, thường có phẩm cấp thấp hơn RE , Pol  99,5% ,độ ẩm  0,05%,

còn gọi là đường cát trắng

18 Mật chè:

Còn gọi là chè đặc hay sirô, là nước chè trong sau khi qua hệ thống bốc hơi (cô đặc) làm

nồng độ chè trong được nâng lên (thường có nồng độ từ 55- 700Bx )

19 Đường non:

Là hỗn hợp gồm có tinh thể đường và mật cái sau khi nấu đến cở hạt tinh thể và nồng độ nào

đó rồi nhả xuống trợ tinh Tuỳ theo chế độ nấu mà phân cấp các loại đường non A,B,C

20 Mật:

Là chất lỏng được tách ra từ đường non bằng máy li tâm và có tên tương ứng với tên đường

non như mật A,B,C

21 Đường giống:

Là hổn hợp đường bụi hoặc đường tinh thể được nghiền nhỏ trộn với cồn đưa vào nồi nấu

làm nhân (mầm) tinh thể hoặc đường non nấu chưa đến kích thước yêu cầu, tách ra một phần đưa

vào nồi nấu khác để phát triển tinh thể và thể tích theo yêu cầu của từng loại sản phẩm

22 Đường hồ:

,%

100

Bx Sacc

GP

Còn gọi là magma là hỗn hợp đường, mật hoặc nước trộn đều để cung cấp làm chân (giống)

cho các nồi nấu đường

23 Chữ đường:

Là khái niệm về năng suất công nghiệp, chỉ lượng đường thương phẩm có thể lấy ra từ cây

mía ở các xí nghiệp chế biến đường mía và dựa vào cơ sở giá trị chữ đường xác định được, xí

nghiệp thanh toán trả tiền mua nguyên liệu mía cho người trồng mía Khái niệm này do các xí

nghiệp chế biến đường mía ở Uc xây dựng và áp dụng thường ký hiệu là CCS ( viết tắt từ các chữ

Commercial Cane Sugar) từ năm 1899 tại phòng thí nghiện Queens Land

Thông thường với một giống mía sản xuất, năng suất công nghiệp đạt từ 9-13%

Công thức tính chữ đường CCS:

Trong đó:

Pol1: pol nước mía ép đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích

Bx1: Bx nước mía ép đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích

F: % xơ trong mía của mẫu phân tích

PHẦN A: LẤY NƯỚC MÍACHƯƠNG 1 : LẤY NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP.

)(

)(

100

312

1100

512

Nguyín lý chung của phương phâp ĩp lă xĩ vă ĩp dập thđn cđy mía nhằm phâ vỡ câc tế băo để lấy

nước mía

I SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA CÔNG ĐOẠN ĨP MÍA:

Ĩp mía lă công đoạn đầu tiín của cả quâ trình sản xuất đường được chia thănh câc giai đoạn nhỏ như

sau:

Mía  Tiếp nhận vă xuống mía  Cấp mía văo mây ĩp  Xử lý mía trước khi ĩp  Ĩp dập  Ĩp

kiệt

1 Tiếp nhận vă xuống mía:

- Việc tiếp nhận mía được thực hiện tại băn cđn của nhă mây Tại đđy mía được xâc định trọng

lượng vă đânh giâ chất lượng thông qua việc rút mẫu đại diện hoặc khoan lấy mẫu xâc định

chữ đường

- Dụng cụ bốc dỡ mía ở câc nhă mây đường thường dùng lă cần cẩu mía hoặc cầu cẩu mía

- Để không gđy trở ngại cho việc tiếp tế mía cho câc băng tải chính chuyển mía văo mây ĩp

cần có câc băng tải phụ Băng tải phụ có hai dạng:

 Băn lùa ngang: đđy lă băng tải rất rộng vă rất ngắn, hình chữ nhật hay gần hình vuông, hoạt động

nhờ một mô tơ độc lập Mặt phẳng trín của nó nằm cao hơn 2 mĩt vă vuông góc so với băng tải

chính Mía được cẩu bỏ xuống băn lùa vă chuyển xuống băng tải chính dần dần Băn lùa ngang

sẽ thím thuận lợi khi có đặt thím trục điều chỉnh mía, trục năy giúp mía xuống băng tải đều đặn

trânh không cho câc bó mía lớn rơi xuống lăm nghẽn dao chặt

 Băng tải phụ: Đđy lă băng tải có chiều ngang bằng băng tải chính, nhưng tđm của nó nằm vuông

góc vă trín băng chính Nó có nhiệm vụ tiếp tế mía giống như một nhânh sông điều hoă vừa tiếp

tế vừa điều chỉnh lưu lượng

2 Cấp mía văo mây ĩp:

- Việc vận chuyển mía từ bêi mía đến câc che ĩp dập được băng tải mía chính đảm nhận Vì

yíu cầu việc tiếp tế mía cho che ĩp dập đuợc tốt băng tải cần có phểu đổ cao vă phải vượt

qua mặt bằng của bêi mía nín băng tải thường đặt dưới hố nín thường có 3 phần: Phần nằm

ngang, phần nghiíng dốc lín vă đầu đổ mía phía trín che ĩp dập hoặc che ĩp

- Việc điều khiển băng tải mía thường lă loại độc lập vă tiến hănh bằng mô tơ điện

3 Xử lý mía trước khi ĩp:

- Việc xử lý mía được thực hiện nhờ câc dao băm (chặt)

- Nhiệm vụ của dao băm hay mục đích của việc xử lý mia:

 lăm tăng năng lực che ĩp bằng câch biến mía thănh một khối chặt chẽ vă đồng đều giúp cho che

ĩp dập dễ tiếp nạp

N ước m ía hổ n hợ p 1- B ăng chuy ề n; 2- M áy san bằ ng; 3- M áy băm ; 4 - M áy ép dậ p; 5- M áy ép k i ệ t

 làm tăng hiệu suất của che ép vì đã phá vỡ lớp vỏ mía và giúp việc ép và trích lấy nước mía

được dễ dàng

- Phương cách lắp đặt các dao băm: thông thường chia ra hai loại:

+ loại dao băm san bằng san bằng lớp mía là chính

+ loại dao băm phá vỡ: băm nát mía

+ đôi khi các nhà máy còn sử dụng thêm dao băm thứ 3 hoặc búa đập nhằm cho phép đạt đến chỉ

số xử lý mía tốt nhất Tuy nhiên búa đập có lợi thế nhiều hơn dao băm

4 Ép dập

Che ép dập thường có hai hay ba lô ( trục ép)

 Mục đích: bảo đảm việc cung cấp mía cho cả dàn ép, làm tăng năng suất ép, tăng hiệu suất

ép và giảm bớt công suất tiêu hao

 Nhiệm vụ chính là:Làm cho mía dập vụn hơn, thu nhỏ thể tích lớp mía và giúp che ép trích

lấy nước mía

Đặc tính của che ép dập:

 Bề mặt lô ép này phải được cấu tạo đặc biệt để cùng một lúc nghiền và băm nát cây mía, để giúp

cho các che ép làm việc hiệu quả với mía đã được nghiền nhỏ và sẽ trở thành bã mía

 Che ép dập phải có tốc độ vòng cao hơn các che ép kiệt vì nó có nhiệm vụ đưa vào che ép mía

chưa phải ở dạng bã mía nên che ép khó tiếp thu Nếu có cùng tốc độ với che ép thì sẽ không

cung cấp đủ lượng nguyên liệu mà che ép kiệt yêu cầu

 Thông thường các che ép dập có kích thước lớn hơn che ép kiệt

5 Ép kiệt:

Mục đích: lấy kiệt nước mía có trong mía tới mức tối đa cho phép

Thông thường trong dàn ép hiện nay ngoài che ép dập, bố trí liên tiếp từ 2-5 bộ ép 3 trục

II CÁC PHƯƠNG PHÁP ÉP MÍA:

Có 2 phương pháp ép là ép ướt (ép có tưới nước thẩm thấu) và ép khô

1 Phương pháp ép ướt:

a/ Mục đích của việc tưới nước thẩm thấu:

Khi bã mía bị nén ngay cả với các lực nén rất lớn và lặp đi lặp lại nhiều lần, cũng không bao

giờ trích hết lượng nước mía mà nó có Bã mía này chỉ hướng đến một giới hạn độ ẩm tối thiểu,

thông thường từ 45-48% và đến 40% ở các trường hợp có nhiều thuận lợi, có nghĩa là nó vẫn giữ

một phần lớn lượng nước mía của nó Nếu lúc này ta dùng nước tưới lên bã, lượng nước này sẽ

phân tán đều ra lớp bã và làm loãng nước mía chứa trong bã Che ép tiếp theo sẽ đem lượng bã trở

lại giới hạn độ ẩm ban đầu Nhưng độ ẩm này được cấu thành không phải bằng lượng nước mía

tuyệt đối mà bằng lượng nước mía đã được pha loãng như vậy ta đã trích lấy được đường và độ ẩm

bã vẫn ở 45-48% Như vậy việc tưới nước thẩm thấu nhằm tăng hiệu suất lấy đường sacc từ cây

mía, nhờ khả năng hút nước mạnh của lớp bã ra khỏi máy ép nên khi phun nước thẩm thấu vào,

nước này sẽ ngấm nhanh vào bã và hoà tan phần đường còn sót lại, sau đó qua các máy ép kế tiếp

nước đường loảng được lấy ra và cứ như thế tới khi đường được lấy ra ở mức cao nhất

b/ Các phương pháp thẩm thấu:

* Phương pháp thẩm thấu đơn:

Phương pháp này đơn giản, bã được tưới nước sau mỗi che ép Nếu chỉ tưới nước vào một điểm nằm

trước che ép cuối thì gọi là thẩm thấu đơn một lần Nếu tưới thêm nước vào trước che ép áp cuối thì

gọi là thẩm thấu đơn 2 lần và tương tự có thẩm thấu đơn 3 lần, 4 lần

- Sơ đồ phương pháp thẩm thấu đơn 3 lần:

* Phương pháp thẩm thấu kép (phức)

Xuất phát từ sự thẩm thấu đơn người ta chú ý thấy rằng nước mía pha loãng ở che ép cuối chỉ toàn là

nuớc và người ta đã dùng nó để hồi lưu vào trước che ép áp cuối Điều này được gọi là thẩm thấu

kĩp Nghĩa lă vừa phun nước lê vừa sử dụng lại câc loại nước mía loêng để lăm nước phun văo bê

của câc mây ĩp trước dựa theo nguyín tắc nước nhiều đường phun văo bê chứa nhiều đường, nước ít

đường phun văo bê còn chứa ít đường

- Sơ đồ phương phâp thẩm thấu phức

c/ Những điều kiện kỹ thuật của thẩm thấu:

* Vị trí tưới nước:

Tưới văo bê sau khi vừa ra khỏi mây ĩp vì lúc đó bê nở ra lăm cho nước dễ thấm văo bê nhất Nếu

để lđu không khí chui văo vă sẽ gđy khó khăn cho thẩm thấu

* Lượng nước tưới:

Dùng nhiều hay ít phụ thuộc văo phương phâp thẩm thấu, thănh phần xơ vă hăm lượng đường Nếu

nhiều quâ hiệu suất ĩp có tăng ít nhiều (lượng đường lấy ra được thím một ít) nhưng lượng nước

nhiều quâ ảnh hưởng đến quâ trình ĩp vì gđy ma sât trượt, đồng thời nước nhiều sẽ tăng nhiệt lượng

trong công đoạn cô đặc nước mía, ít quâ thì đường lấy ra chưa hết

Để tính toân lượng nước thẩm thấu người ta có thể dứa văo hệ số tưới 

=01; hiệu suất ĩp tăng nhanh

=12: hiệu suất ĩp tăng chậm hơn

=2: hiệu suất ĩp tăng rất chậm

 >3 hiệu suất ĩp hầu như không tăng

Thông thường khi nhă mây mới hoạt động hoặc thiết bị mới tu bổ thì ta dùng =3 sau đó sẽ giảm

dần đến khi =1,5 thì ngừng để lăm vệ sinh hệ thống bốc hơi Lượng nước tưới cần dùng ứng với

=2 lă tốt khoảng 25-30% khối lượng mía ĩp

* Nhiệt độ nước tưới:

+ nhiệt độ nước tưới thường 55-65oC

+ nguồn nước tưới thường lấy nước ngưng tụ ở câc nồi bốc hơi cuối

+ nhiệt độ nước tưới thấp <50oC

 hiệu suất ĩp giảm do tâc dụng thẩm thấu ít

 vi sinh vật phât triển mạnh ở 40-50oC

+ nhiệt độ nước tưới cao:

 hiệu suất ĩp tăng do tâc dụng thẩm thấu tốt

 năng suất ĩp giảm do bê bị trương nở quâ lớn đi văo trục ĩp khó khăn

 nếu nhiệt độ cao quâ: vì nước mía ĩp thường ở trong môi trường axit do đó nhiệt độ cao

sẽ lăm đường chuyển hoâ đồng thời thănh phần phi đường trong bê dễ bị theo nước ĩp

hoă văo nước mía do đó lăm giảm độ thuần khiết của nước mía

* Âp suất nước thẩm thấu:

Âp suất căng cao căng tốt, nước thẩm thấu sẽ ngấm xuống đến lớp bê dưới cùng Nhưng cũng tuỳ

theo độ dăy mỏng của lớp mía, nếu lớp mía dăy dùng âp suất cao, lớp mía mỏng dùng âp suất thấp;

thương âp suất thẩm thấu 2-3kg/cm2

* Thời gian thẩm thấu:

Thời gian thẩm thấu căng dăi thì tâc dụng thẩm thấu căng tốt (tuỳ thuộc văo chiều dăi của băng

chuyền trung gian)

2 Phương phâp ĩp khô:

gxơ Khốilượn

i gnướctướ Khốilượn





Ep khô là ép không có nước thẩm thấu, bao gồm tất cả các lần ép liên tiếp lên trên lớp bã ở trong

dàn ép mà không bổ sung thêm vào dung dịch lỏng nào Do không có tưới nước nên hiệu suất ép

thấp Chỉ ép khô trong các trường hợp sau đây:

- Ep thủ công: không có bốc hơi chân không do đó tiêu hao chất đốt nhiều vì vậy không thể tưới

thấm thêm nước

- Để kiểm tra việc tính toán các thông số và lắp đặt máy của dàn ép có hoàn hảo không

III VI SINH VẬT TRONG CÔNG ĐOẠN ÉP MÍA:

1 Tác động phá hoại của VSV:

Nước mía - có độ đường khoảng 10-14%, pH=5-5.5 khi mía xấu, sâu bệnh, gặp bão lụt pH

này có thể giảm xuống ở mức 4-5, nhiệt độ khoảng 25oC - là môi trường thích hợp cho sự sinh

trưởng của VS V

a Chuyển hoá và làm mất đường trong nước mía:

Kết quả của quá trình chuyển hoá đó làm cho hàm lượng đường sacaroza bị giảm và độ tinh

khiết của nước mía cũng giảm

b Sự hình thành các chất keo:

Các VSV tạo ra các khối nhầy, dẽo bám trên thành ống, cánh bơm, van có thể làm cho

đường ống bị nghẹt, tắt van, bơm ảnh hưởng không tốt tới qúa trình sản xuất; hoặc làm sai kết quả

phân tích đường khi dùng máy phân cực

2 Vệ sinh khu ép:

Khi vệ sinh những che ép không đầy đủ, tổng những tổn thất saccaroza có thể lên tới 2,5kg/tấn mía

Trong một nhà máy sạch sẽ và khử trùng tốt có thể giảm đi đáng kể những tổn thất do vi khuẩn gây

nên

 Mục đích việc vệ sinh khu ép để hạn chế những tác hại của VSV có thể gây ra Trong phạm

vi khu ép phải cố gắng bảo đảm vệ sinh thật tốt để không nơi nào có mùi hôi chua hoặc thấy

nấm mốc phát triển, hoặc có sự hiện diện của bùn hoặc kiểm tra thấy sụt thuần độ bất thường

giữa nước mía đầu và nước mía hổn hợp Do đó trong qúa trình ép phải chú ý đến vấn đề vệ

sinh sát trùng

 Phương pháp vệ sinh: Để thực hiện vệ sinh tốt cần phải kết hợp giữa lau chùi về vật lý có

hiệu quả với dùng nước nóng hoặc sử dụng một chất sát trùng thích hợp: dùng vôi; dùng hoá

chất formol, hypochlorit, busan 881, 885 Dưới tác dụng của kiềm mạnh và nhiệt độ cao sự

hoạt động của VSV bị ngừng trệ Trong qúa trình sản xuất phải định kỳ sát trùng ở các bộ

phận như băng chuyền trung gian, băng chuyền mía ép lại, máy ép, thùng chứa nước mía hổn

hợp Khi ngừng hoạt động phải vệ sinh sạch sẽ rồi dùng sữa vôi phun vào các thiết bị nói

trên để đề phòng sự phát triển của VSV, khi cho máy chạy lại cần phải rửa sạch nước vôi

IV VẬN TỐC ÉP:

1 Định nghiã:

a Vận tốc ép của một máy ép: là tốc độ của bã mía khi đi qua máy ép mía

b Vận tốc ép của một dàn ép: là vận tốc trung bình của các máy ép trong dàn ép

Vận tốc ép có ký hiệu là v thường có đơn vị là m/phút

v1, v2 vN: vận tốc ép của máy ép 1,2 N

N: số máy ép trong dàn

Vận tốc ép nói chung chỉ tốc độ di chuyển của mía trên băng chuyền mía và của bã mía trên các

băng chuyền trung gian và ở ngay trên các máy ép.

2 Công thức tính vận tốc của máy ép

N

vN v

v daìneïp

v    

)

v=.D.nv: vận tốc ép (mét/phút)

D: đường kính trung bình của máy ép (mét)

D1, D2, D3: đường kính trung bình của trục đỉnh, trục trước, trục sau (mét)

n: tốc độ quay của trục ép, là số lượng vòng mà trục ép quay trong một đơn vị thời gian (vòng/phút)

3 Vận tốc ép tối đa:

- Nếu xét về phương diện năng suất ép: khi tăng vận tốc máy ép thì năng suất ép tăng, tuy

nhiên khi vận tốc ép vượt quá một trị số giới hạn nào đó thì năng suất ép lại giảm xuống

Hiện tượng này được giải thích là do hệ số ma sát giữa bã và bề mặt kim loại làm trục ép

giảm nhanh chóng khi vận tốc tương đối giữa bã và bề mặt kim loại tăng lên Theo ông

Hugot, đối với các dàn ép thông thường, vận tốc ép giới hạn là 26,18 m/phút Vượt quá giới

hạn này năng suất ép sẽ giảm xuống.

- Các nhà chế tạo không thống nhất nhau về vận tốc ép tối đa mà dàn ép nên có để có hiệu quả

kinh tế nhất Tuy nhiên tất cả đều thống nhất vận tốc ép kinh tế tỉ lệ với đường kính trục ép

V NĂNG SUẤT ÉP

1 Định nghĩa:

Năng suất ép của một dàn ép là lượng mía mà nó có khả năng ép được trong một đơn vị thời gian

Năng suất ép ký hiệu là A, đơn vị tính là lượng tấn mía /giờ hoặc lượng tấn mía/ ngày

Người ta thường ký hiệu:TMG -tấn mía/giờ ; TMN- tấn mía/ngày

Nếu tính trên trị số trung bình người ta có thể chuyển TMG sang TMN bằng cách nhân với 23,75

A= xTMN= x.23,75TMG

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất ép:

Có nhiều yếu tố mà các yếu tố chính là như sau:

- Lượng xơ trong mía:

+ Mía có hàm lượng xơ cao sẽ làm giảm năng suất ép

+ Xơ không cứng, không dòn dễ vào máy ép, năng suất ép tăng lên

- Kích thước và tốc độ của các trục ép:

+ Trục ép có kích thước lớn thì năng suất ép sẽ lớn

+ Tốc độ quay của trục ép tăng, năng suất ép tăng Khi các yếu tố khác không thay đổi (áp lực nén

trục đỉnh, kích thước trục ép, chất lượng và số lượng xơ ) tốc độ quay của trục ép tăng tức là vận

tốc ép tăng, lượng mía đi qua máy ép nhanh nên tăng năng suất ép)

- Số lượng của trục ép:

+ Trong trường hợp hiệu suất ép không thay đổi, mục đích tăng số trục ép chỉ để tăng lượng ép thì

năng suất tỉ lệ thuận với số trục ép hay số lần ép

+ Trong trường hợp không xét đến yếu tố lượng ép, tăng số trục ép cốt để tăng hiệu suất ép thì

ngược lại năng suất tăng rất ít

- Xử lý mía trước khi ép:

Mía được xử lý tốt năng suất ép sẽ tăng Mía sau khi qua xử lý, mật độ mía tăng lên, mía vào trục ép

dễ dàng, tuy cùng một độ dày miệng ép như nhau có thể có nhiều mía đi qua, do đó năng suất ép

tăng.

- Vấn đề sự thẩm thấu:

Lượng nước thẩm thấu tăng, nhiệt độ nước thẩm thấu cao, năng suất ép giảm Thẩm thấu có tác

dụng lớn đến năng suất ép Nếu lượng nước thẩm thấu quá nhiều thì hiệu suất ép tăng lên không

nhiều nhưng mía vào máy ép khó khăn vì gây ra ma sát trượt Nhiệt độ thẩm thấu cao bã mía trương

3

32

D

lên nên dễ xãy ra hiện tượng nghẹn bã; Từ ngữ nghẹn được mô tả trong điều kiện khi máy ép không

ngoạm hết mía được đưa tới và vì thế dồn đống ở máy ép trước.

- Rãnh (răng) của trục ép:

Răng trục ép làm tăng diện tích ép của trục Hình dạng và độ sâu của răng có tác dụng kéo mía vào

máy ép Rãnh thoát nước có tác dụng thoát nước nhanh, nhất là đối với trục trước có lợi cho việc

kéo mía vào trục do làm giảm sự trượt của mía hay bã ở trục ép và cải thiện khá rõ năng lực của dàn

ép

- Lực nén thuỷ lực:

Áp lực ở trục đỉnh đối với năng suất không có ảnh hưởng rõ rệt Chủ yếu tác dụng đến hiệu suất ép

Nhưng khi trục đỉnh chịu áp lực tương đối nhỏ, mía vào máy ép dễ dàng

- Việc sử dụng các thiết bị tiếp nạp cưỡng chế:

Các trục ép tiếp nạp cưỡng chế phía trên và nhất là ở phía dưới là các cần đẩy và cần tiếp nạp với áp

suất liên tục có thể làm tăng lượng mía ép với tỉ lệ nhiều khi rất rõ Dàn ép có hệ thống cung cấp và

kiểm soát mía tự động sẽ làm tăng năng suất ép

- Việc quan niệm về tình trạng thiết bị:

Các máy ép hiện đại gồm các cải tiến có thể làm tăng năng suất ép Mặt khác sự mòn của rãnh răng,

hao mòn trục ép, các bề mặt ma sát, đặc biệt ở bộ phận áp lực nén trục đỉnh có thể gây trở ngại cho

máy ép làm việc tốt Máy ép hay hư hỏng lặt vặt làm giảm năng suất ép

- Nhân lực:

Giá trị của nhân sự bảo đảm việc điều chỉnh và bão dưỡng che ép là một yếu tố khó lường được

nhưng hậu quả của nó có thể rất lớn Công nhân có kinh nghiệm vận hành và sữa chữa sẽ giúp năng

suất ép gia tăng

3 Hệ số sử dụng

- Bao giờ cũng lắp đặt dàn ép có năng suất lắp đặt (theo tính toán) cao hơn năng suất thiết kế

(năng suất hoạt động), cho nên mỗi dàn ép đều có hệ số sử dụng

- Hệ số sử dụng phản ảnh mức độ an toàn về mặt năng suất ép của dàn ép được lắp đặt Hệ số sử

dụng càng nhỏ càng an toàn nhưng chi phí lắp đặt cao Thường  = 0,6

VI HIỆU SUẤT ÉP

1 Định nghĩa:

Hiệu suất ép là tỉ lệ phần trăm lượng đường sacaroza lấy ra được khỏi cây mía so với lượng đường

sacarôza có trong cây mía

Ký hiệu E; Đơn vị tính %

2 Công thức tính hiệu suất ép:

Trong đó: E: hiệu suất ép, %

Q: khối lượng nước mía hổn hợp, tấn

M: khối lượng mía ép, tấn

,%

100

mia

nmhhPol M

Pol Q

A

A





Tuy nhiên không thể căn cứ đơn thuần trên hiệu suất ép tính theo công thức nói trên để đánh giá

hiệu quả làm việc của một dàn máy ép, bởi vì thực tế cho thấy hiệu quả làm việc của một dàn ép mía

còn bị ảnh hưởng bởi thông số xơ mía, trong khi đó trong công thức tính hiệu suất ép không có xơ

mía Vì vậy ông Noel Deerr đã êr nghị một thông số khác để phản ảnh hiệu quả làm việc cỏa dàn ép

một cách trung thực và công bằng hơn, đó là hiệu suất ép hiệu chỉnh.

3 Hiệu suất ép hiệu chỉnh:

a Khái niệm:

Một dàn máy ép bất kỳ:

- Khi ép mía có %xơ là f thì đạt được hiệu suất ép là E

- Nay giả sử chuyển sang ép mía tiêu chuẩn có % xơ là 12,5 mà tỷ lệ nước mía tuyệt đối mất trong

xơ như cũ thì hiệu suất ép lúc này được gọi là hiệu suất ép hiệu chỉnh

Ký hiệu E12,5; Đơn vị tính %

Hiệu suất ép hiệu chỉnh là hiệu suất ép mới của một dàn máy ép, mà trước đây khi ép mía có hàm

lượng % xơ là f thì đạt được hiệu suất ép là E, nay giả sử chuyển sang ép mía tiêu chuẩn với hàm

lượng % xơ là 12,5 mà không điều chỉnh gì khác để vẫn đạt tỷ lệ nước mía tuyệt đối mất trong xơ

So sánh hiệu quả làm việc của 2 dàn ép trên?

Hiệu suất ép hiệu chỉnh được sử dụng để so sánh và đánh giá hiệu quả làm việc của các dàn máy ép

khác nhau hoặc của cùng một dàn ép với các loại mía khác nhau

4 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất ép:

- Xử lý mía trước khi ép:

+ Mía xé nhỏ, độ xé tơi cao, hiệu suất ép tăng hay nói cách khác hệ số xử lý mía cao, hiệu suất

ép tăng

Tuy nhiên hình dạng mảnh vụn mía sau khi xé cũng ảnh hưởng lớn tới hiệu suất ép Nếu ở dạng bột

thì khi ép độ thoát nước mía kém, nước mía khó thoát ra khỏi lớp mía, nên làm giảm khả năng lấy

hết đường ra khỏi mía Tốt nhất là xé mía thành dạng sợi, ở dạng này độ thông thoáng cao, nước

mía thoát ra dễ dàng, cũng có lợi cho việc phát huy hiệu quả thẩm thấu.

+ Mảnh vụn mía ở dạng sợi nâng cao hiệu suất ép hơn ở dạng bột

- Ap lực nén trục đỉnh:

+ Ap lực nén trục đỉnh tăng, hiệu suất ép tăng

+ Ap lực nén trục đỉnh tăng từ 0 148.105 N/m2, hiệu suất ép tăng nhanh Ap lực nén trục

đỉnh > 148.105 N/m2, hiệu suất ép tăng chậm Ap lực nén trong khoảng từ 196.105 245.105

có lợi về knh tế, an toàn trong sản xuất

o Khi hàm lượng xơ trong mía cao, có thể tăng áp lực nén để đạt hiệu suất ép cao

- Thẩm thấu:

f

f E

E

7

100100

100

5

)(







+ Ep có sử dụng nước thẩm thấu thì hiệu suất ép tăng lên rất nhiều so với ép khô

+ lượng nước thẩm thấu nhiều, hiệu suất ép tăng

+ Nhiệt độ nước thẩm thấu cao, hiệu suất ép tăng

- Số lượng trục ép:

Số lượng trục ép tăng thì số máy ép sẽ nhiều nghĩa là mía sẽ được ép nhiều lần, mức trích nước mía

càng triệt để hiệu suất ép tăng Tuy nhiên nếu số lượng trục ép nhiều quá thì sẽ không hiệu quả.

Số lượng trục ép tăng, hiệu suất ép tăng Số lượng trục ép/dàn ép thông thường là 12-15 trục (4-5

máy ép) hiệu quả nhất

- Tốc độ ép:

+ Khi tăng tốc độ ép, năng suất ép không đổi thì hiệu suất ép sẽ tăng

+ Khi tăng tốc độ ép, năng suất ép tăng thì hiệu suất ép giảm

+ Mức độ tác động đến hiệu suất ép rất nhỏ khi tốc độ ép < 5 vòng/phút

- Độ tải xơ:

Sức tải xơ là trọng lượng xơ trên một đơn vị diện tích vẽ bởi một trong các lô ép khi quay

Sức tải xơ tỉ lệ thuận với chiều dày của lớp bã, từ đó để so sánh năng lực làm việc của hai máy ép

có đuờng kính khác nhau ta phải qui ra sức tải xơ so với đường kính Từ đó sinh ra khái niệm độ tải

xơ.

+ Khi độ tải xơ tăng sẽ làm cho hiệu suất ép giảm

+ Nếu độ tải xơ tăng lên 10% thì hiệu suất ép giảm 0,17%

- Tình trạng máy ép:

+ Máy ép hay hư hỏng, hiệu suất ép giảm

+ Vỏ trục ép bị mòn, hiệu suất ép giảm

- Công nhân vận hành:

Công nhân có trình độ kỹ thuật và kinh nghiệm sẽ góp phần nâng cao hiệu suất ép

CHƯƠNG 2 LẤY NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHUẾCH TÁN

Phương pháp khuếch tán đã được sử dụng trong tất cả các nhà máy đường củ cải để trích ly đường

từ lát củ cải Nhiều nhà máy đường mía của nhiều nước trên thế giới đã dùng phương pháp kh/tán

với các thiết bị kh/tán khác nhau Ở nước ta phương pháp kh/tán được dùng đầu tiên ở nhà máy

đường La ngà với thiết bị khtán DdS của Đan mạch.

Sự khuếch tán:

Khuếch tán là một hiện tượng trong dó hai dung dịch có nồng độ khác nhau tập trung lại sát bên

nhau, hoặc chẳng hạn chỉ cách nhau bởi một màng mỏng, tự trao đổi với nhau bằng thẩm thấu

xuyên qua màng mỏng ấy Nếu cả hai dung dịch cùng một chất thì sự trao đổi sẽ kéo dài cho đến khi

cả hai bên màng mỏng nồng độ bằng nhau Điều này phải giả định rằng màng mỏng phải thẩm thấu

đối với chất hoà tan Nếu có hai hoặc nhiều chất hoà tan, màmg mỏng có thể thấm đối với dung môi

hoặc với một số chất nhất định và không thấm đối với các chất khác Người ta nói đó là bán thấm

I Đặc điểm của phương pháp khuếch tán đối với mía:

Qua nhiều thí nghiệm người ta thấy rằng khi cắt mía và củ cải thành từng lát có kích thước tương tự

Ở lát củ cải nồng độ đường giảm rất nhanh và sau một thời gian nhất định toàn bộ đường đã trích

thời gian khá dài, một ít đường vẫn còn trong lát mía Muốn lấy được đường ra khỏi lát mía triệt để

nhiệt độ cao đường sacarôza bị chuyển hóa, chất không đường hòa tan vào nước sẽ nhiều lên Như

tán dài Muốn lấy đường hết ra khỏi lát mía trong thời gian ngắn hơn thì cần phải phá vỡ tổ chức tế

bào mía Vì vậy phải có dao băm mía, máy đánh tơi, máy ép dập, máy ép để phá vỡ tế bào mía và

lấy ra một phần nước mía, sau đó dùng thiết bị khuếch tán để lấy một phần nước mía còn lại.

Đối với mía do tính chất của mía không thể dựa vào phương pháp khuếch tán đơn thuần để lấy

đường ra khỏi mía như đối với củ cải mà phải dùng một số thiết bị trước và sau khuếch tán nên có

thể nói phương pháp khuếch tán mía là phương pháp kết hợp giữa khuếch tán và ép Thiết bị khuếch

tán thay thế vào bộ trục ép ở giữa dàn ép Mặt khác trong khi ở củ cải sự khuếch tán cho phép nâng

cao hơn thuần độ nhờ tính thẩm thấu cao của saccaroza so với những tạp chất, còn ở mía thì lợi về

thuần độ rất kém, sự ngâm chiết mang theo không phân biệt saccaroza và tạp chất vào trong nước

mía thu được

II Lưu trình công nghệ của phương pháp khuếch tán:

Hệ khuếch tán mía bao gồm việc xử lý mía, khuếch tán nước, ép nước khỏi bã mía và xử lý nước ép

1 Xử lý mía :

Để xử lý mía có thể dùng máy ép dập, máy đánh tơi hoặc cả hai Ở mía bị đánh tơi có nhiều tế bào

bị phá vỡ hơn so với ở mía bị ép dập, lượng đường trích ly được ở mía đánh tơi nhiều hơn So sánh

hiệu quả trích ly đường và độ tinh khiết ở mía đánh tơi và mía cắt lát thì cũng thấy ở mía đánh tơi

cho kết quả tốt hơn

2 Khuếch tán: có hai hệ khuếch tán, chủ yếu là khuếch tán mía và khuếch tán bã.

 Khuếch tán mía: phương pháp này giống như phương pháp đối với củ cải: xử lý mía, có dao chặt

ra từng đốt, qua búa đập hoặc đánh tơi rồi đưa vào thiết bị khuếch tán Như vậy mía còn nguyên

trọng lượng và còn giữ nguyên phần đuờng

 Khuếch tán sau che ép hay là khuếch tán bã mía: Mía được xử lý như phương pháp ép , đi qua

một máy ép, đặc biệt qua hai máy để lấy ra nhiều nước càng tốt, khoảng 65-70% đường, còn bã

thì cung cấp cho khuếch tán

3 Ép nước từ bã ướt:

Trong cả ha trường hợp khuếch tán mía hay khuếch tán bã, ta không thể để bã khuếch tán ở trạng

thái chứa 88-90% nước như thế được: nhà máy đường mía cần nhiên liệu nhưng bã mía khuếch tán

không dùng được vì độ ẩm quá cao Bằng mọi cách ta phải ép nó lấy bớt lượng nước thừa, đơn giản

nhất là cho bã ướt đi qua mộ hay hai máy ép để đưa ẩm bã xuống < 50%

4 Xử lý nước ép:

Nước ép thu được ở phương pháp khuếch tán khá nhiều nhưng lại có nhiệt độ cao, hàm lượng đuờng

thấp Thông thường nước mía ép lại được sàng và gia nhiệt đến 103oC, sau đó gia vôi đến pH

7,5-8,2 lắng cặn và làm nguội đến 75oC để đi vào khuếch tán

Hoặc nước ép có thể xử lý dùng làm môi trường nuôi cấy để sản xuất chế phẩm enzime

* Các thiết bị dùng trong phương pháp khuếch tán:

Để khuếch tán mía người ta thường cần dùng:

2 dao chặt + 1 búa đập + thiết bị khuếch tán dài + 2 bộ máy ép

Còn khuếch tán bã thì cần:

2 dao chặt mía + 1 búa đập + 1 bộ máy ép + 1 thiết bị khtán ngắn + 2 bộ máy ép

III SO SÁNH HAI PHƯƠNG PHÁP LẤY NƯỚC MÍA: ÉP VÀ KHUẾCH TÁN

- Hiệu suất lấy nước mía:

+ Ép : (hệ thống phức tạp) Hiêụ Suất cao nhất = 97%

+ Khuếch tán: Hiệu suất 98-99%

- Tổng thu hồi:

+ Tổng hiệu suất thu hồi đường của phương pháp khuếch tán(82%) lớn hơn phương pháp ép

(80%)

- Tiêu hao năng lượng: của hệ khuếch tán ít hơn hệ ép

- Vốn đầu tư của nhà máy đường bằng phương pháp khuếch tán ít hơn nhà máy đường bằng

phương pháp ép

- Tồn tại của hai phương pháp:

* Khuếch tán:

+ Tăng nhiên liệu dùng trong bốc hơi

+ Tăng chất không đường trong nước mía hổn hợp do đó tăng tổn thất đường trong mật cuối

* Ép:

+ Trục ép là thiết bị thô kệch nặng nề, lõi trục ép làm bằng thép hợp kim đắt tiền, giá tiền chế

tạo, sữa chữa bảo dưỡng cao

+ tiêu hao năng lượng nhiều

+ tổng hiệu suất thu hồi ít

 phương pháp khuếch tán có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp ép

PHẦN B : LÀM TRONG, LÀM SẠCH NƯỚC MÍACHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ LÀM SẠCH NƯỚC MÍA

I KHÁI QUÁT CHUNG:

1 Nước mía:

Nước mía thu được từ khâu ép gọi là nước mía hổn hợp Thông thường nước mía hổn hợp chứa từ

13% đến 15% chất tan Ngoài đường sacarôza, trong nước mía còn những chất không đường có tính

Thành phần tạp chất có trong nước mía hổn hợp được phân loại như sau:

 Axít hữu cơ 13%

2 Anh hưởng của các tạp chất (chất dơ)

- Các acid hữu cơ làm cho đường sacarôza chuyển hóa

- Các huyền phù lơ lửng làm nước mía đục, khó lọc khó kết tinh

- Các sắc tố (chất màu) làm giảm phẩm chất đường

- Các chất dơ khác nhất là muối vô cơ gây trở ngại cho quá trình kết tinh, tạo ra nhiều mật cặn và

thu hồi thấp

Các tạp chất nói trên tuy số lượng không nhiều lắm nhưng có ảnh hưởng xấu đến mọi giai

đoạn chế biến: lọc, phân mật, và kết tinh đường khó khăn, làm nước mía có nhiều bọt, giảm hiệu quả

tẩy màu và góp phần làm tăng tổn thất đường trong mật cuối Ngoài ra còn có bã nhuyễn khi đun

nóng chúng kết tụ lại Do đó cần phải loại tất cả các chất không đường ra khỏi nước mía càng nhiều

càng tốt

3 Mục đích của việc làm trong, làm sạch nước mía:

- Trung hòa acid trong nước mía hổn hợp để hạn chế đường sacarôza chuyển hóa

- Loại tối đa các chất không đường ra khỏi nước mía hổn hợp đặc biệt các chất có hoạt tính bề mặt

và chất keo để nâng cao hiệu suất thu hồi đường

- Loại bỏ những chất rắn dạng lơ lửng các chất màu để nâng cao phẩm chất đường thành phẩm

II NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA VIỆC LÀM SẠCH NƯỚC MÍA

Nguyên lý cơ bản của làm sạch nước mía dựa trên các cơ sở sau:

- Dùng phản ứng hóa học để kết tủa các tạp chất hoặc lợi dụng tác dụng hấp phụ, kéo theo các

chất bẩn khác của các chất kết tủa hay có thể làm ngưng kết các thể keo trong nước mía để các

chất đó nằm ở trạng thái rắn hay có tỉ trọng khác với nước miá rồi sau này loại đi bằng cách

lắng, lọc

- Dùng các dụng cụ thiết bị thích hợp để hóa chế và tách rời các tạp chất ra khỏi nước mía như

thiết bị lắng, lọc, thiết bị gia vôi, sunphít hoá,(carbonat hoá, phosphat hoá), gia nhiệt

III TÁC DỤNG CỦA CÁC YẾU TỐ ĐẾN QUÁ TRÌNH LÀM TRONG SẠCH NƯỚC

MÍA

1 Tác dụng của pH :

a Ngưng kết chất keo:

Trong nước mía có nhiều tạp chất tồn tại dưới dạng keo, phần lớn là keo thuận nghịch, một

phần keo không thuận nghịch, keo ưa nước và keo không ưa nước và hầu hết các keo đó mang

điện âm (-) Các chất màu cũng tồn tại dưới dạng keo, do đó loại trừ được keo thì loại trừ được

các sắc tố Để keo tụ các chất keo, trong sản xuất đường thường lợi dụng tác dụng của điểm

đẳng điện, có thể giải thích sơ qua tác dụng keo tụ của keo bằng tác dụng đẳng điện như sau:

- Trong dung dịch keo có khả năng hấp phụ các ion lưỡng cực của nước tạo thành vỏ hydrat

bền vững và nó tồn tại trong dung dịch Ở dạng này keo không hút nhau và không kết tủa

Nhưng nếu cho vào dung dịch một chất điện ly, nó phân ly thành ion kết hợp với ion keo đưa

keo đến trạng thái trung hoà điện chúng hút nhau và cùng kết tủa xuống Như vậy cho chất

điện ly vào tức là thay đổi pH của dung dịch, giá trị pH mà tại đó hệ keo ngưng kết gọi là pH

đẳng điện

khí hậu và cách canh tác mà chúng khác nhau Trong kỹ nghệ sản xuất đường lợi dụng các

điểm đẳng điện đó bằng cách khống chế các điều kiện kỹ thuật để có pH thích hợp Căn cứ

vào kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học thì trong nước mía có hai điểm pH làm ngưng

tụ chất keo:

+ pH trên dưới 7 là điểm đẳng điện của nhiều loại keo trong nước mía

+ pH =11 là điểm ngưng kết của prôtêin trong môi trường kiềm mạnh Điểm này không gọi là

điểm đẳng điện, vì lúc đó trong nước mía có đường saccaroza và hàm lượng vôi nhiều sẽ hạo

thành hợp chất có tính hấp phụ prôtêin tạo thành chất kết tủa

- Những yếu tố ảnh hưởng đến điểm đẳng điện:

+ Thời gian: rất quan trọng; thời gian ngừng lại của điểm đẳng điện càng dài thì tác dụng

keo tụ của keo càng hoàn toàn

+ Nhiệt độ: tăng nhiệt độ thích đáng có thể xúc tiến quá trình keo tụ của chất dơ, vì nhiệt

độ cao sự va chạm phân tử lớn nên keo tụ tốt Mặt khác nhiệt độ tăng màng hydrat hoá bị

phá vỡ keo dễ kết tủa

b Làm chuyển hoá đường saccaroza :

- Trong môi trường acid đường saccaroza bị chuyển hoá tạo thành glucoza và fructoza

- Trong sản xuất việc chuyển hoá đường saccaroza là một điều bất lợi bởi vì không những gây

tổn thất đường mà còn làm giảm độ tinh khiết của mật chè, tăng dộ nhớt, gây khó khăn cho

việc kết tinh đường

c Làm phân giải đường saccaroza:

- Trong môi trường kiềm , dưới tác dụng của nhiệt saccaroza bị phân huỷ Sản phẩm phân huỷ

của saccaroza rất phức tạp: fucfurol, 5- hydrômêtyl fucfurol, mêtylglioxan, glixeandehit,

dioxiaxeton, acid lactic, acid trioxiglutaric, acid trioxibuteric, acid axetic, acid focmic và

những sản phẩm đó có thể tiếp tục bị oxi hoá dưới tác dụng của oxi không khí

- Phản ứng phân giải xãy ra càng mạnh ở pH càng cao và nhiệt độ càng cao

- Sự phân giải đường saccaroza trong quá trình sản xuất làm tăng tổn thất đường, tăng độ nhớt,

độ màu  giảm hiệu suất thu hồi đường

d Làm phân giải đường khử

- Trong nước mía hổn hợp có chừng 0,3-2,4% đường khử Khi nước mía ở môi trường acid sự

tồn tại của đường khử tương đối ổn định Ở pH =3 đường khử ổn định nhất Nếu pH của

nước mía hay dung dịch đường vượt quá 7 sẽ phát sinh các phản ứng phân huỷ đường khử

Sản phẩm phân huỷ của đường khử tương tự sản phẩm phân huỷ của saccaroza

- Nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng tăng; số lượng sản phẩm tạo thành phụ thuộc vào thời gian

tiến hành phản ứng (to< 55oC sản phẩm phân huỷ không màu, to> 55oC sản phẩm phân huỷ

có nhiều acid hữu cơ và chất màu)

- Sự phân giải của đường khử trong quá trình sản xuất làm giảm độ tinh khiết của mật chè,

tăng độ màu, giảm tốc độ kết tinh đường

e Tách loại chất không đường

Ở các pH khác nhau có thể loại đuợc các chất không đường khác nhau

- pH =7-10 các muối vô cơ Al2O3, P2O5, Fe2O3, SiO2, MgO dễ bị loại; trong số đó Al2O3,

P2O5, SiO2 bị loại 95% còn MgO và Fe2O3 chỉ bị loại đến 60%

- Ở pH = 7 tách loại được khoảng 50-60% chất keo (pentosan.)

- Khi pH khoảng 5-6, trên 98% prôtêin có thể bị tách loại, nếu vượt quá trị số pH đó hiệu quả

tách loại rất thấp

Khi chọn pH thích hợp để loại chất không đường không nên tách loại đơn độc từng chất mà phải

xét một cách toàn diện để tách loại nhiều chất không đường

2 Tác dụng của nhiệt độ:

 Nếu khống chế nhiệt tốt sẽ thu được những tác dụng chính sau:

- Có thể loại không khí trong nước mía, giảm bớt sự tạo bọt

- Tăng nhanh các quá trình phản ứng hoá học, ví dụ sự tạo thành nhanh chóng và hoàn toàn

kết tủa CaSO3 trong phương pháp sunphít hoá và CaCO3 trong phương pháp cabônat hoá

- Có tác dụng diệt trùng, đề phòng hiện tượng lên men acid và sự xâm nhập của VSV vào

nước mía

- Do nhiệt dộ tăng cao làm cho tỉ trọng nước mía giảm, đồng thời làm chất keo ngưng tụ, tăng

nhanh tốc độ lắng của những chất kết tủa Ví dụ ở 82oC anbumin bị ngưng tụ, ở 102-104oC

pentosan bị ngưng tụ

 Nếu khống chế nhiệt độ không tốt thường gặp các trường hợp không tốt dưới đây:

- khi nước mía có tính acid (pH =5-5,5) dưới tác dụng của nhiệt, đường saccaroza bị chuyển

hoá tăng tổn thất đường

- Nếu thời gian tác dụng của nhiệt kéo dài và ở nhiệt độ cao thường sinh hiện tượng caramen

hoá ảnh hưởng đến màu sắc của nước mía, làm nước mía có màu sẫm

- Trong nước mía hỗn hợp có chứa hàm lượng đường khử nhất định, dưới tác dụng của nhiệt,

đặc biệt ỏ nhiệt độ cao, đường khử bị phân huỷ tạo ra các chất màu và các acid hữu cơ;

- Đun nóng nước mía có khả năng thúc đẩy sự thuỷ phân vụn mía, sản sinh chất keo

 Một số mốc nhiệt độ đánh dấu các công đoạn chuyển hóa của tạp chất:

- > 38oC, ở pH kiềm: đường khử bắt đầu phân hủy

- > 41oC giảm dần hoạt động của vi khuẩn

- > 55oC: thúc đẩy phân hủy đường khử sinh chất keo, chất màu và tạo ra axít hữu cơ

- > 61oC: hoạt động của một số men và vi khuẩn bị đình chỉ

- >74oC: ngưng hoạt động của một số vi khuẩn thông thường

- >81oC: nhiệt độ cao nhất có thể chịu đựng của vi khuẩn có vỏ bọc, toàn bộ vi khuẩn ngừng

hoạt động

- 82oC là nhiệt độ cần thiết của qúa trình lắng trong, albumin bắt đầu ngưng kết và thể keo mất

tính chất hoãn xung do đó mà pH cũng có thể giảm

- 95oC những kết tủa thì rắn chắc lại do sự thoát nước, độ nhớt của nước mía giảm xuống rõ

rệt và tốc độ kết tủa càng nhanh

- 100oC một phần Ca3PO4 trở thành muối phôt phat kiềm không tan [Ca(OH)2 Ca3(PO4)2] và

muối phôt phát acid calôit Ca(H2PO4)2 và acid phôtphoric điện ly (H3PO4 ) và kết quả là pH

giảm xuống

- >100oC nước mía bắt đầu sôi, tác dụng thoát nước nhanh có thể tạo thành một bộ phận thể

keo thuận nghịch do đó ảnh hưởng đến tinh độ của nước chè trong

3 Tác dụng của vôi:

a Vôi:

- Vôi là hoá chất quan trọng được dùng phổ biến từ những ngày khởi đầu sản xuất đường

- Vôi là một chất vô định hình, có độ phân tán cao, khi hoà tan trong nước có tính keo

- Độ hoà tan của vôi phụ thuộc vào hàm lượng chất khô trong dung dịch: nồng độ đường

saccaroza và chất không đường Độ hòa tan của vôi tăng khi nhiệt độ giảm và nồng độ của

đường và chất không đường tăng

b Yêu cầu chất lượng của vôi:

- Chất lượng vôi có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm sạch Nếu vôi có nhiều tạp chất, khi cho

vôi vào nước mía sẽ làm tăng tạp chất, lắng, lọc và kết tinh khó khăn

- Vôi cần đạt các tiêu chuẩn sau: CaO > 85%; MgO < 2%; SiO2 < 0,6%; Fe2O3, Al2O3 <1%;

CaCO3<1%

- Trong thành phần vôi chủ yếu là CaO; ngoài ra cần chú ý đến hàm lượng MgO, nếu

MgO>2% sẽ gây những tác hại sau đây:

+ Giảm thấp độ hoà tan của vôi;

+ Thời gian lắng kéo dài;

+ Tác dụng với đường khử làm tăng màu sắc nước mía

+ MgO có độ hoà tan lớn là thành phần đóng cặn ở các thiết bị truyên nhiệt

+ Làm cho đường có vị đắng

- Các thành phần khác như Al2O3, Fe2O3, SiO2 làm tăng chất keo, tăng màu sắc nước mía và

đóng cặn trong thiết bị

c Các dạng vôi cho vào nước mía:

Vôi được cho vào nước mía theo các dạng sữa vôi, vôi bột, canxisacarat

- Trước đây dạng vôi bột thường dùng ở các nhà máy đương thủ công; vôi bôt phản ứng chậm,

khó khống chế lượng chính xác, khi phản ứng toả nhiệt nên dễ làm nước mía quá nhiệt, gây

tác dụng phân huỷ đường khử, màu sắc nước mía đậm, hiện nay không sử dụng vôi bột

- Vôi ở dạng sữa vôi có tác dụng làm hổn hợp đồng đều, khống chế dễ dàng Nhưng bản thân

sữa vôi có chứa một lượng nước nhất định, tăng lượng nhiệt bốc hơi Hiện nay dạng sữa vôi

được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường.Nồng độ sữa vôi thường là 8-10oBe

- Canxisacarat: trộn sữa vôi với chè trong hoặc sirô, giữ tiếp xúc tối thiểu trong 5 phút để có

thời gian tạo thành sacarat và thực hiện gia vôi cho nước mía với hổn hợp này.Điều chế phức

+ Các muối canxi tạo thành ở dạng kết tủa có tác dụng kéo theo những chất lơ lửng và những

chất không đường khác

+ Kết tủa, đông tụ các chất không đường.

-Tác dụng kết tủa chất hữu cơ:

Các chất không đường hữu cơ: prôtêin, pectin, sáp và các chất hữu cơ khác khi tác dụng với

vôi tạo thành các muối canxi mà phần lớn bị kết tủa hoặc nổi bọt dễ loại được Một phần vẫn

tồn tại trong nước mía, qua quá trình kết tinh phân mật, vẫn nằm lại trong mật rỉ Ngoài ra còn

các chất khác, nếu là môi trường kiềm yếu thì vôi không kết tủa nó được, mà có thể bị các chất

kết tủa khác hấp phụ kéo đi, có thể lắng xuống hoặc nổi lên

-Tác dụng kết tủa chất vô cơ:

Vôi có thể tác dụng với các loại muối vô cơ lẫn trong nước mía tạo kết tủa Tất cả những

muối canxi này khi kết tủa có tác dụng hấp phụ những chất thể keo albumin và sắc tố

3Ca(OH)2 + 2K3PO4 Ca3(PO4)2 + 6KOH

Ca(OH)2 + K2SO4  CaSO4 + 2KOH

+Làm phân giải chất không đường

Đặc biệt là đường khử và các chất không đường chứa nhóm amin (-NH2)

- Phân huỷ đường khử: khi cho vôi vào thì pH nước mía tăng, trong môi trường kiềm đường

khử bị phân huỷ, tạo các chất màu, các acid hữu cơ các acid này lại tác dụng với Ca tạo ra

muối hoà tan hoặc không tan

- Các chất không đường chứa nhóm amin như albumin, acid amin, amít khi tác dụng với vôi

có thể sinh ra các muối canxi hoà tan và thoát ra khí NH3

+ Muối canxi hoà tan làm tăng lượng ion Ca2+ trong nước mía , khó loại trừ

+ NH3 tạo thành thoát đi  loại được một phần chất không đường

+Tác dụng với đường saccaroza

- Nếu cho vôi vào nước mía quá lượng thì ngoài các acid bị trung hoà còn một phần đường

saccaroza tác dụng với lượng vôi dư tạo thành các muối sacarat canxi

- ảnh hưởng : làm tăng tổn thất đường, tăng độ nhớt do muối canxisacarat tạo nên

 Tác dung cơ học:

- Những chất kết tủa từ vôi sẽ kéo theo những chất không đường khác cũng kết tủa ví dụ như

các kết tủa CaCO3, CaSO4, Ca3PO4

 Tác dụng sát trùng:

- Vôi có tác dụng tiêu diệt VSV làm cho nước mía được tiệt trùng.Với độ kiềm khi có 0,3%

CaO phần lớn VSV không sinh trưởng, tuy nhiên có trường hợp phải dùng đến 0,8% CaO

4 Tác dụng của SO 2 :

quả tẩy màu tốt hơn Vì có khả năng giảm pH nên khí SO 2 tác dụng mạnh hơn NaHSO 3 và Na 2 SO 3

a Khí SO 2 :

- Sự tạo thành SO 2 : SO2 được tạo thành khi đốt cháy lưu huỳnh trong không khí

S + 02  SO2

32 32 64Theo phản ưng 1 kg S khi cháy cần có 1 kg oxy, phản ứng cháy toả nhiệt 2217 kcal/kg lưu

huỳnh Nhiệt độ cháy của lưu huỳnh là 363oC

Thể tích tối đa của SO2 trong khí cháy là 21% Tuy nhiên không thể đạt đuợc sự đốt cháy 100%

lượng ôxy trong không khí và cần phải cho phép có một lượng không khí dư cao hơn lý thuyết

gấp 8 hoặc 9 lần trọng lượng lưu huỳnh cho nên chỉ có khoảng 10% SO2 trong khí đốt lưu

huỳnh (có thể đạt được từ 12% đến 16% trung bình là 14%)

- Những điểm cần chú ý khi đốt S:

+ Bảo đảm độ ẩm lưu huỳnh ở mức tối thiểu theo qui định và tuyệt đối tránh ẩm, sắt

Nếu trong lưu huỳnh có lượng ẩm cao hoặc với sự hiện diện của nước, sắt lưu huỳnh khi cháy

cho anhydric sulphuric SO3 thay vì anhydric sulphurơ Khi phản ứng với nước, SO3 ngay lập tức

thành acid sunphuaric Do vậy bằng mọi cách phải tránh đưa nước vào lò đốt lưu huỳnh Phải

luôn luôn làm khô không khí đốt lưu huỳnh bằng cách cho đi qua vôi cục sống có đặc tính rất

háo nước và sẽ hút ẩm trong không khí

+ Nhiệt độ đốt lưu huỳnh không được quá cao Thông thường nhiệt độ trong lò ở khoảng

320-350oC và khi ra khỏi lò là khoảng 250-300oC

@ Nếu nhiệt độ thấp thì S cháy không hoàn toàn

@ Nếu nhiệt độ cao quá gây ra nhiều ảnh hưởng xấu:

# tránh đưa nhiệt độ khí lên quá 300oC vì ở điểm này sẽ xảy ra sự thăng hoa làm cho hiệu suất

tạo thành SO2 giảm và khí S sẽ bay ra ngoài theo đường ống dẫn, gặp lạnh biến thành S tinh thể

đọng lại trong các đường ống làm tắt ống

# nhiệt độ cháy cao, ôxi nhiều, tạo thành SO3 làm giảm hiệu suất tạo SO2 và nếu có nước hoặc

sắt thì tạo thành H2SO4

# Phân ly SO2 : ở 1200oC, SO2 S + O2 và ôxi mới sinh ra tác dụng ngay lập tức với SO2 bao

quanh tạo thành SO3 Phản ứng này được nhận thấy bắt đầu từ nhiệt độ khoảng 900oC

b Yêu cầu của lưu huỳnh:

Để đảm bảo phảm chất SO2 tiêu chuẩn thì lưu huỳnh đốt cần có các thành phần như sau:

S 98%, Nước<1%; Tro<0,1%; Hắc ín<0,1%; As< 0,05%; chất không cháy <1%

Lưu ý:

- hàm lượng As nếu nhiều quá sẽ gây tác dụng xấu bởi vì khi đốt S, As cháy tạo thành As2O3

là một chất độc, trong quá trình sản xuất, cuối cùng nó sẽ tồn tại trong đường thành phẩm và

- Trung hoà lượng vôi dư trong nước mía:

Khi cho SO2 vào nước mía có vôi dư phản ứng xãy ra như sau:

SO2 + H2O  H2SO3

Ca(OH)2 + H2SO3  CaSO3 + H2O

+ kết tủa CaSO3 có đặc tính là khi nhiệt độ cao độ hòa tan giảm, còn ở nhiệt độ thấp lượng đó

nhiều nên để tạo thành kết tủa này hoàn toàn thì nhiệt độ phải >=75oC

 Ngưng kết được một số chất keo

- Hòa tan muối canxi sunphit kết tủa:

Canxi sunphít không tan trong nước nhưng tan trong acid sunphurơ, do đó khi thông SO2 quá lượng

có thể làm cho canxi sunphit kết tủa biến thành bisunphit hòa tan

CaSO3 + SO2 + H2O  Ca(HSO3)2 ; tương tự như vậy kalisunphit biến thành kali bisunphit

Anh hưởng: Giảm hiệu quả làm sạch do muối canxi sunphit kết tủa bị giảm Khi gia nhiệt thì muối

bisunphit canxi bị phân giải tạo thành muối sunphit canxi kết tủa đóng cặn trên bề mặt ống truyền

nhiệt : Ca(HSO3)2 CaSO3 + SO2 + H2O

- Giảm độ nhớt:

+ Khi xông SO2 vào nước mía hoặc mật chè, tạo thành một số muối kết tủa có tác dụng hấp phụ các

chất màu, chất keo  độ nhớt giảm

+ Khi cho SO2 vào làm thay đổi pH nên ngưng kết được số keo  giảm độ nhớt

+Tạo môi trường axit nên độ nhớt thấp

Ảnh hưởng:

Làm giảm độ nhớt mật chè, có lợi cho thao tác nấu đường và kết tinh, đồng thời hạn chế sự

phát triển của VSV

- Biến muối cacbônat thành muối sunphit:

Trong nước mía có hàm lượng muối cacbônat của kali, canxi nhất định khi thông SO2 tạo thành

canxi sunphit và kali sunphit

K2CO3 + H2SO3 = K2SO3 + H2O + CO2

CaCO3 + H2SO3 = CaSO3 + H2O + CO2

Tác dụng:

+ Muối cacbônat có khả năng tạo mật lớn hơn muối sunphit nên sự thay đổi từ muối cacbônat thành

muối sunphit sẽ làm giảm khả năng tạo mật

+ Muối sunphit làm giảm độ kiềm, độ nhớt của mật chè có lợi cho việc nấu đường, kết tinh, phân

mật

- Tẩy màu dung dịch đường:

+ Phần lớn những chất màu là những hợp chất hữu cơ cao phân tử và trong phân tử có nối đôi, có

tính oxi hóa Khi cho SO2 vào sẽ tác dụng với chúng để tạo thành chất không màu hay có màu nhạt

hơn Tác dụng tẩy màu xảy ra trong môi trường axít

SO2 + H2O  H+ + HSO3

-HSO3- + H2O  HSO4- + 2 [H] hydrô nguyên sinh

+ Tác dụng tẩy màu không bền bởi vì chất không màu này sẽ bị oxi hóa dưới tác dụng của oxi

không khí lại trở thành chất màu như cũ Điều nầy giải thích tại sao khi đường sản xuất bằng

phương pháp SO2 trong thời gian bảo quản nó bị chuyển màu trở lại Đối với mật chè và đường non,

hiện tượng trở lại màu như trên không nhiều

+ SO2 làm giảm nhiều độ pH của dung dịch tiếp theo là NaHSO3 còn Na2SO3 không có tác dụng

thay đổi pH của dung dịch hoặc làm tăng pH của dung dịch rất ít

+ Tác dụng tẩy màu của H2SO3 và muối của nó (NaHSO3, Na2SO3) kém hơn so với hydrosunphit vì

H2SO3 khi tác dụng với nước chỉ sản sinh ra hai nguyên tử hydrô trong lúc đó từ hydrô sunphit sinh

ra 6 nguyên tử hydrô

S2O42- + 4H2O  2HSO4- +3H2

* Chú ý:

+ Thường dùng SO2 xông trực tiếp vào nước mía và mật chè Na2S2O4 cho trực tiếp vào đường non

với lượng dùng không nhiều Cứ 10 tấn đường non chỉ dùng 100-200 gam Na2S2O4 Tăng thêm

lượng Na2S2O4 hiệu quả tẩy màu không tăng thêm nhưng tăng chi phí sản xuất do giá thành Na2S2O4

đắt, đồng thời không thể loại tạp chất của Na2S2O4 ra khỏi đường non tuy lượng đó không nhiều

- Ngăn ngừa sự tạo màu.

SO2 không chỉ làm mất màu mà còn ngăn ngừa sự sinh chất màu, tác dụng còn quan trọng hơn cả sự

khử màu

+ SO2 ngăn ngừa ảnh hưởng không tốt của oxi không khí Oxi không khí chỉ phát huy tác dụng khi

có chất xúc tác, trước hết khi có mặt các ion Fe2+, Fe3+, Cu2+ nó giúp oxi không khí oxi hóa các chất

không màu thành chất màu

+ SO2 có tác dụng khử các ion sắt gây màu đậm hơn so với kim loại sắt

+ SO2 có tác dụng bao vây nhóm cacbônyl có khả năng tạo chất màu, ngăn ngừa sự tạo thành phức

chất sắt và phản ứng ngưng tụ với những chất không đường hữu cơ khác

Chú ý: SO2 không thể ngăn ngừa sự tạo thành chất màu một cách hoàn toàn, khoảng một phần chất màu do sự phân hủy của đường khử trong môi trường kiềm không bị mất màu bởi

tác dụng của SO2 Thông SO2 không ngăn ngừa được sự phân hủy sacarôza và đường khử, tuy

nhiên ngăn ngừa được sản phẩm có màu của sự phân hủy và kiềm hảm khả năng oxi hóa và tác

dụng xúc tác của ion kim loại

+ SO2 phá hủy được các chất muối của polyphênol biến màu đen thành không màu và không kết

tinh theo đường như muối tanin sắt

- Tác dụng sát trùng:

SO2 có tính khử mạnh, khống chế được VSV bảo vệ nước mía khỏi bị hư hỏng

5 Tác dụng của P 2 O 5

 Bản thân cây mía và nước mía hỗn hợp cũng đã có sẳn một lượng nhất định P2O5 Lượng này

tồn tại trong mía dưới hai dạng chính: Dạng phốt phát hòa tan của nước mía và dạng kết hợp

trong prôtein các tế bào mía Các dạng kết hợp không hòa tan nên chỉ riêng các phốt phát hòa tan

có vai trò trong vôi hóa Các phốt phát hòa tan này phản ứng với vôi tạo ra kết tủa, hợp thành

một phần quan trọng của các sản phẩm kết tủa trong nước mía bởi vôi Thực nghiệm đã cho thấy

rằng nước mía càng nhiều phốt phát hòa tan thì việc làm sạch càng dễ dàng Theo kết quả thực

nghiệm nếu lượng P2O5 thấp hơn 350ppm thì kết quả lắng trong không đạt kết quả tốt được Để

nâng cao hàm lượng P2O5 ta có thể cho thêm vào nước mía một lượng phốtphátacid canxi (

Ca(H2PO4)2 ) hoặc acid phốt pho ric hoặc supephotphat, đicanxi photphat, đi và

monoamoniphotphat thông thường cho vào nước mía dưới dạng Ca(H2PO4)2 và H3PO4

Ca(H2PO4)2 + Ca(OH)2  Ca3 (PO4)2 + H3PO4 + H2O

2H3PO4 + 3Ca(OH)2 Ca3(PO4)2 + 6H2O

 Một số tác dụng:

- Các chất này kết hợp với vôi tạo thành tricanxiphốt phát kết tủa - Ca3(PO4)2

Kết tủa này có tỷ trọng lớn, có khả năng hấp phụ rất mạnh do đó hấp phụ chất keo Như vây sẽ giúp

cho việc loại trừ chất keo được dễ dàng, lắng lọc nhanh hơn, nước chè trong có phẩm chất cao ,

lượng muối canxi trong nước chè ít, giảm được đóng cặn ở nồi bốc hơi Tuy nhiên nếu khống chế

không tốt tạo kết tủa ở dạng keo thì gây khó khăn cho quá trình lọc, tăng thể tích bùn

- Có thể hấp phụ chất màu của hợp chất phênol và sắt và làm kết tủa một phần keo colloides nên

làm cho màu sắc đường thành phẩm tốt

 Các ưu điểm:

Dùng phốt phát acid canxi hoặc acid phốt phoric cải thiện được quá trình làm sạch các loại mía khó

xử lý

6 Các hóa chất được dùng khác:

Ngoài vôi, SO2, CO2, P2O5 người ta còn dùng các hóa chất khác khá quan trọng để đảm bảo cho

việc làm trong sạch nước mía

 Sodium cacbonat : Có thể có lợi nếu thay thế một phần vôi bằng sodium cacbonat khi cần xử lý

mía bị sương giá hay để lâu ngày trên đồng ruộng sau khi đốn chặt, hoặc mía thu hoạch bằng

cách đốt hoặc chậm vận chuyển về nhà máy hoặc nói chung nước mía không bình thường Tuy

nhiên cần tránh dùng thường xuyên vì tốn kém, gây thêm màu sắc chè và đường thành phẩm, có

chiều hướng gây khó lọc và ảnh hưởng đến chất lượng đường tinh luyện

 Bentonite: Là một silicat nhôm-magiê được cho thêm vào khâu lắng và được nhiều nhà máy

đường cho biết là hoàn toàn thỏa đáng trong làm sạch nước mía

 Separan AP 30 - là chất bông tụ được cho vào nước mía trước khi lắng hoặc cho vào nước bùn

trước khi lọc AP30 đắt tiền nhưng cải thiện được độ trong và độ lắng của nước mía, là một phần

không thể thiếu của quá trình lọc nhanh bằng máy lọc Rapifloc Trong thực tế vận hành hiện

nay, tỉ lệ dùng từ 1-3ppm theo các liều lượng sau đây:

- Nước mía bình thường 0,1-0,2 ppm (để cải thiện năng suất)

- Nước mía xấu khó xử lý 1-1,5 ppm

- Liều lượng tối đa 3ppm

Nhiều hóa chất bông tụ khác cũng đạt kết quả như vậy như polyacrylamid,floculant

CHƯƠNG 4:

CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM TRONG LÀM SẠCH NƯỚC MÍA

Hiện nay có các phương pháp thường dùng là: phương pháp vôi, pp sunphít hóa, pp cacbônát hóa,

pp phôtphat hóa.Trong tài liệu này chỉ trình bày phương pháp sunphít hoá.

Tùy theo mốc pH cần khống chế mà ta có thể chai phương pháp sunphít hóa ra làm 3 loại:

- Phương pháp sunphít hóa acid

- Phương pháp sunphít hóa kiềm mạnh

- Phương pháp sunphít hóa kiềm nhẹ

sản phẩm đường trắng Đây là phương pháp có nhiều ưu điểm nên được dùng rộng rãi trong sản

xuất đường.

Đặc điểm của phương pháp sunphit hóa kiềm mạnh là trong quá trình làm sạch nước mía có một

giai đoạn tiến hành ở pH cao Hiệu quả làm sạch tương đối tốt, đặc biệt đối với loại mía xấu và bị

sâu bệnh Nhưng do sự phân hủy đường tương đối lớn, màu sắc nước mía đậm, tổn thất đường

nhiều nên hiện nay không sử dụng.

Lọc kiểm tra

Mật chè tinh

b phương pháp sunphít hóa kiềm mạnh

Ca(H2 PO4)2,

dùng pH kiềm mạnh nên có thể loại được P2O5, SiO2, Al2O3, Fe2O3 , MgO nhưng điều kiện công

nghệ của phương pháp này còn chưa ổn định

c phương pháp sunphít hóa kiềm nhẹ

tốt hơn nhưng thiết bị và thao tác phức tạp hơn, hóa chất tiêu hao nhiều nên hiện nay ít dùng.

2 Các điều kiện công nghệ của phương pháp sunphít hóa acid tính:

a Gia vôi sơ bộ:

Tác dụng:

- trung hòa được một phần acid điện ly có trong nước mía nên hạn chế được sự chuyển hóa

đường

- Tạo điểm đẳng điện để ngưng kết được một số thể keo trước khi đun nóng Các điểm ngưng

kết của các loại keo khác nhau trong nước mía không giống nhau, mỗi thể keo có pH ngưng

kết riêng, cho nên cần khống chế nhiều điểm pH để tạo ra nhiều điểm đẳng điện để loại được

nhiều chất keo.

- Ức chế sự phát triển của VSV do tác dụng của ion Ca2+ đối với nguyên sinh chất của tế bào

VSV

Điều kiện kỹ thuật:

- thường khóng chế ở pH từ 6.2 đến 6.6, cụ thể trị số pH chính xác là bao nhiêu tùy thuộc vào

việc nghiên cứu thực nghiệm của từng giống mía tại từng vùng canh tác khác nhau mà điều

chỉnh sao cho ở trị số pH đó loại được nhiều chất phi đường nhất

b Gia nhiệt 1:

Tác dụng:

- làm mất nước của thể keo ưa nước và tăng nhanh quá trình ngưng kết của keo

- Tăng tốc độ và hoàn thiện phản ứng hóa học đặc biệt là phản ứng tạo kết tủa CaSO3

- Ở nhiệt độ cao sự hòa tan của CaSO3 giảm do đó sự kết tủa được dễ dàng

Điều kiện kỹ thuật:

- nhiêt độ 60-70oC

c Sunphít hóa lần 1:

Tác dụng:

- ngưng kết được một số chất keo

- tác dụng với vôi dư tạo kết tủa CaSO3 Lượng kết tủa CaSO3 tạo thành trong giai đoạn này

không nhiều nhưng cũng hấp phụ được một số chất màu, chất keo

- Để khi trung hòa tạo đủ lượng kết tủa CaSO3 có tác dụng làm sạch

Điều kiện công nghệ:

- pH = 3.4-3.8

- nếu pH thấp hơn: tăng lượng vôi dùng để trung hòa do đó tăng lượng tạp chất do vôi đưa

vào.Đồng thời sự chuyển hóa đường sacc tăng mạnh

- nếu pH cao hơn: khi trung hòa không tạo đủ lượng CaSO3 để làm sạch

d Trung hòa:

Tác dụng: