thiết bị nấu đường bằng hơi nước

BẢNG ĐÁNH GIÁ CÔNG VIỆC ST T Thành viên Họp nhóm Công việc Xếp loại NV Lần 1 Lần 2 Lần 3 1 Nguyễn Thế Bình 3/3 Tổng hợp, thiết kế slide, word. Tìm tài liệu A A A A 2 Tống Quang Anh 3/3 Tìm tài liệu A A B A- 3 Nguyễn Huỳnh Chơn 3/3 Tìm tài liệu A A A A 4 Hồ Văn Dũng 3/3 Tìm tài liệu B B B B 5 Nguyễn Bảo Duy 3/3 Tìm tài liệu B B A B+ 1 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC MỤC LỤC 2 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC  TỔNG QUAN NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VIỆT NAM (tham khảo) Ngành công nghiệp Đường mía là một trong ngành chủ lực, lâu đời ở nước ta. Vụ mía đường năm 2012-2013, diện tích mía cả nước 298.200 ha, tăng hơn vụ trước 15.000 ha, năng suất mía bình quân cả nước đạt 63,9 tấn/ha, tăng so với vụ trước 2,2, tấn/ha, sản lượng mía cả nước đạt 19,04 triệu tấn, tăng so với vụ trước 1,5 triệu tấn. Cả nước có 40 nhà máy đường hoạt động, sản lượng mía ép công nghiệp đạt 16,6 triệu tấn, sản xuất được 1.530.000 tấn đường. So với vụ trước, công suất thiết kế tăng 3,3%, lượng mía ép tăng 14,5%, sản lượng đường tăng 17%. Tổng lượng đường các nhà máy bán ra là 1.269.500 tấn, tăng so với cùng kỳ năm trước 58.000 tấn, trong đó xuất khẩu khoảng 200.000 tấn. Tổng lượng nhập khẩu là 69.000 tấn (theo qouta năm 2012), mức tiêu thụ bình quân khoảng 100.000 tấn đường/tháng, tương đương niên vụ trước. Ngành mía đường luôn gắn chặt với đời sống người trồng mía, hiện nay ngành Đường mía nước ta phải chịu cạnh tranh vô cùng gay gắt với đường Thái Lan, nhưng nhiều công ty Đường mía trong nước vẫn đang có lãi. Bảng 1. Danh sách nhà máy đường ở Việt Nam 3 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC II. LÝ THUYẾT VỀ NẤU ĐƯỜNG (tham khảo) Khi cô đặc nước mía, độ nhớt tăng nhanh cùng với độ Bx và khi Bx đạt 70 – 80 0 thì tinh thể bắt đầu xuất hiện và làm thay đổi tính chất cả khối dung dịch: nó dịch chuyển dần từ trạng thái lỏng sang trạng thái nửa rắn, nửa lỏng “đường non”. Đường non không thể sôi trong những ống hẹp và cũng không thể đối lưu dễ dàng từ nồi này sang nồi khác được. Vì vậy đường non cần đưa sang một thiết bị khác có nguyên lý hoạt động giống như nồi cô đặc, nhưng có những chi tiết khác thuận lợi hơn cho chất quánh cần cô tiếp. Thiết bị đó là nồi nấu vào quá trình nâng tiếp độ Bx của sirô gọi là quá trình “nấu đường”. 4 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC         ! "#$"%& '$( "#)*%+ ,-./" "#)&-0*. "#)&-0*.! ,-.%& 0&123 0 45678 ,-. 95678 45678 0 45678 Hình 1:;%$1<#2=(>?@A 45678 B&&- C@A*%+ B&&- DE"0 FGH! F2!IB&&-256E ,-.DE=   4562 B&&- ,-..%& F J F2!I B&&- ,-.DEK& ,-..%& 4L$5M   DNG 0  O 4562 % ,PHQR>G& ,PHQ ;&2 F%& ;&2 D#;L#S5MT (T Hình 2:;%$1<#2=?@A*) 5 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC - Quy trình sản xuất đường thô công đoạn nấu đường tương đối giống sản xuất đườn tinh. - Nấu đường gián đoạn gồm 4 giai đoạn: Cô đặc đầu, tạo mầm, nuôi tinh thể, cô đặc cuối. • Cô đặc đầu - Cô dung dịch đến nồng độ cần thiết để chuẩn bị cho sự tạo thành tinh thể. Tùy theo phương pháp gây mầm mà khống chế nồng độ khác nhau. Giai đoạn này nên cô ở độ chân không thấp nhất (600-620mm Hg) để giảm nhiệt độ sôi của dung dịch (thường nhiệt độ = 60 -65 0 C), giảm sự phân hủy đường. Lượng nguyên liệu gốc (mật chè hoặc đường hồ) nên phủ kín bề mặt truyền nhiệt của nồi nấu, tránh hiện tượng cháy mật chè trong nồi. Thời gian cô có thể từ 30 – 45. • Tạo mầm tinh thể - Là thời điểm quan trọng của quá trình nấu đường. Dùng phương pháp thủ công hoặc dụng cụ kiểm tra để tìm thời điểm tạo mầm. Có thể quan sát sự thay đổi như sau: Đầu tiên các dòng chất lỏng trên kính quan sát rơi nhanh xuống. Khi độ đặc đến nồng độ cần thiết để tạo mầm thì có giọt mật chảy chậm và trên kính có nhiều vết. Khi dung dịch đã đạt yêu cầu, dùng một trong những phương pháp tạo mầm tinh thể để gây mầm - Nhà máy sử dụng phương pháp tinh chủng: thêm lượng bột đường ở vị trí quá bão hoà thấp (α = 1,1). Lượng bột đường cho vào chính là lượng nhân tinh thể và khống chế không để xuất hiện tinh thể mới. Bột đường nghiền nhỏ có thể cho vào dạng khô, nhưng như vậy khó trộn đều. Tốt nhất là bột đường sau khi nghiền cho vào trong ancol với tỉ lệ 1: 0,8. Dựa vào tính chất dễ bay hơi và nhiệt độ sôi thấp của ancol làm cho các mầm tinh thể được trộn đều. Yêu cầu nghiền đường rất nhỏ trước khi trộn với ancol. Thời gian cho vào không quá 30s. - Phương pháp nấu giống (phương pháp phân cắt). Nấu một nồi đường tinh thể có kích thước nhất định, sau đó chia một phần làm mầm tinh thể. Phương pháp này đơn giản, dễ khống chế. Thường được áp dụng nấu đường B,C. Lượng giống nấu đường non B khoảng 6 - 8%, đối với đường non C khoảng 22 - 23% so với khối lượng đường non. - Phương pháp đường hồ: Dùng đường B hoà với mật chè tạo thành hỗn hợp giống để nấu. Thường làm nguyên liệu gốc để nấu đường thành phẩm. Phương pháp này nấu ngắn và dễ nấu nhưng giảm lượng đường. Hiện nay các nhà máy đường ở nước ta thường dùng phương pháp đường hồ và phương pháp nấu giống. • Nuôi tinh thể Giai đoạn này gồm 2 giai đoạn: Cố định tinh thể và nuôi tinh thể lớn lên. Cố định tinh thể: Sau khi tạo đủ tinh thể , dùng nguyên liệu hoặc nước nấu 2 - 3 lần để giảm độ quá bão hòa xuống còn 1,05 ¸ 1,1 để tinh thể mới không xuất hiện. Nuôi tinh thể: Nuôi tinh thể lớn lên nhanh chóng và đều cứng. Đảm bảo chất lượng đường bằng các nguyên liệu đã tính toán. 6 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC - Giai đoạn này có hai phương pháp nấu: Nấu gián đoạn và nấu liên tục. + Nấu gián đoạn: Cho nguyên liệu vào nuôi tinh thể gián đoạn với lượng nguyên liệu khác nhau.Vừa cho nguyên liệu vào, độ quá bão hòa giảm, một số tinh thể mới tạo thành bị hòa tan, độ nhớt đường non giảm. Do thêm mật chè vào nên số tinh thể chuyển ra xa nhau, hệ số truyền nhiệt tăng lên, nước bay hơi nhanh, dung dịch quá bão hòa, đường bắt đầu kết tinh nhanh, lượng mật giảm, lượng đường trong mật tăng lên, độ nhớt tăng, giảm hệ số truyền nhiệt và sự bay hơi nước. Song sự bay hơi nước vượt xa sự kết tinh, dẫn đến sự tạo thành tinh thể "dại". Cần phải cho mật hoặc nguyên liệu vào chỉnh lí ngay. Trong quá trình chỉnh lí cố gắng giữ hàm lượng tinh thể cố định. Phương pháp nấu gián đoạn đòi hỏi công nhân nhiều kinh nghiệm. + Nấu liên tục: Nấu liên tục cho hiệu quả cao vì độ quá bão hòa luôn luôn được giữ cố định, sự truyền nhiệt, sự bay hơi và kết tinh không bị đứt đoạn, do đó tốc độ kết tinh tăng, giảm sự tạo thành các tinh thể dại. Để giảm độ nhớt trong giai đoạn này nên phân đoạn nấu nước. Đối với nguyên liệu độ tinh khiết thấp nấu nước nhiều lần hơn. Nhiệt độ nước cho vào lớn hơn nhiệt độ trong nồi là 10 0 C. Không nên nấu nước nhiều lần và lượng nước quá nhiều vì thời gian nấu quá dài, tốn nhiên liệu. Các loại đường thành phẩm không nấu nước Phương pháp gián đoạn thường dùng khi nấu các loại đường có độ tinh khiết thấp. Còn phần lớn các nhà máy đường đều dùng phương pháp nấu liên tục. • Cô đặc cuối Khi tinh thể đạt kích thước nhất định, ngừng cho nguyên liệu và cô đến nồng độ ra đường. Tùy theo từng loại đường, cô đặc đến các nồng độ khác nhau như Bx non A = 92 - 93 ; Bx non B= 94 - 96 Bx, Bx non C= 98 - 99 Bx. Tránh cô đặc nhanh vi có thể tạo thành các tinh thể dại. Trước khi xã đường non thường phun nước nóng 75 0 C để giảm sự tạo thành tinh thể dại. Khi đường non từ nồi nấu ra ngoài, giảm độ nhớt của mật, tạo điều kiện li tâm dễ dàng. Lượng nước khoảng 0,5% so với khối lượng đường non. Tổng thời gian nấu một nồi đường phụ thuộc kích thước tinh thể cần nấu, chất lượng nguyên liệu, trình độ thao tác của công nhân và các điều kiện khác. Ở nước ta nấu đường non A khoảng 2 - 4 giờ: non B 4 - 6 giờ và non C 8 - 12 giờ. 7 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC UV ;&2G*W 4L&.T 4L&.  F28V T S5M  F28V  S5MT S5M  F28V  D# T D#  D#  (T ( (2X S5MY; S5M S5M (T! SO F ,1Z ,1Z CG;H! I! U#[ " Sơ đồ qui trình công đoạn nấu đường: 8 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC III. THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG  Nhiệm vụ của nấu đường: Nhiệm vụ của nấu đường mật chè từ hệ bốc hơi có nồng độ khoảng 60 Bx, dùng phương pháp gia nhiệt tiếp tục cô đặc đến độ quá bão hòa nhất định (Bx = 78 – 82), tạo mầm tinh thể lớn lên đến hạt đường có kích thước đạt yêu cầu (0,8 – 1,2 mm ). Nấu đường là một trong những công đoạn trọng yếu của sản xuất đường. Kết cấu nồi nấu đường tốt xấu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. ! Yêu cầu chọn nồi nấu đường: - Làm việc dưới điều kiện chân không để tránh nhiệt độ cao tạo caramen ảnh hưởng màu sắc thành phẩm. Ngoài ra, nồi phải có tác dụng nâng cao hiệu số nhiệt độ có ích, tăng nhanh tốc độ nấu và dùng hơi thứ gia nhiệt cho nấu đường tiết kiệm dùng hơi; - Đường non cần tuần hoàn tốt. Tinh thể đều đặn, không có ngụy tinh, tăng tốc độ nấu đường; - Giảm chiều cao tĩnh áp; - Dung tích khởi tinh nên nhỏ; - Giảm góc chết; - Cho nguyên liệu vào đều đặn (phân bố đều); - Có bộ phận thu hồi đường; - Có nhiệt kế, áp kế, chân không kế, kính quan sát, van láy mẫu, cửa sửa chữa và van phá chân không. - Kết cấu mặt gia nhiệt phải đảm bảo cho đường non tuần hoàn bình thường, hiệu suất truyền nhiệt cao và làm cho đường non nấu xong dễ thoát ra; - Ở phía dưới của bộ phận gia nhiệt hạn chế các góc chết sẽ ảnh hưởng đến thao tác và tuần hoàn; - Lỗ thoát đường non phải có kích thước vừa đủ (bằng khoảng 1/6-1/8 đường kính nồi) để dở đường được nhanh, van của lỗ phải đảm bảo kín và dễ mở; - Đỉnh nồi cần phải có máy thu hơi đường để đường non hoặc nước đường không theo hơi nước đi vào máy ngưng tụ làm thất thoát đường; - Trên nồi phải có ống hơi nước, ống hơi đường, ống nạp liệu, ống nước nóng lạnh, ống thoát nước ngưng tụ và ống amoniac có kích thước cần thiết, van khóa của các ống phải lắp ở chỗ dễ thao tác; - Tiết kiệm lượng hơi dùng.Tận dụng hơi thứ hoặc nguồn hơi thải áp lực thấp - Ngoài ra, nên thiết kế nồi nấu có kết cấu đơn giản, dễ dàng gia công chế tạo, giá cả thấp, thao tác sữa chữa thuận lợi. P Đặc điểm kết cấu của nồi nấu đường Kết cấu nồi nấu đường tương tự như nồi bốc hơi, bao gồm: buồng đốt, buồng bốc hơi và bộ phận thu hồi đường. Nhưng do tính chất vật chất trong nồi bốc hơi (nước mía trong và mật chè) và trong nồi nấu đường (đường non) khác nhau nên kết cấu có phần khác nhau. Đường kính ống gia nhiệt và ống tuần hoàn và đường kính thiết bị ở nồi nấu đường lớn hơn nhiều so với nồi bốc hơi, ngược lại chiều cao buồng đốt và buồng bốc hơi nhỏ hơn nồi bốc hơi. Đặc 9 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC biệt, ở nồi nấu đường non bằng cơ học có tác dụng cải thiện tuần hoàn đường non, rút ngắn thời gian nấu đường non. Q Cấu tạo chung: Gồm 2 phần chính: buồng bốc và buồng đốt. Buồng đốt gồm các ống truyền nhiệt, ở tâm có ống tuần hoàn giữa khá lớn. Phía trên buồng đốt nối với buồng bốc hơi. Phía dưới buồng đốt nối với đáy nón có hệ thống van thủy lực. Buồng bốc dùng để tách hơi thứ ra khỏi hỗn hợp hơi lỏng. Trong buồng bốc có nón chắn dùng để tách những giọt lỏng do hơi thứ mang theo. Đường kính buồng bốc thường rất lớn để tăng bề mặt bốc hơi. Để tránh hơi thứ mang theo nhiều chất lỏng người ta bố trí bộ phận phân ly ở phía trên, để tránh mất mát nhiều nhiệt ra môi trường xung quanh, thiết bị được bảo ôn bằng lớp cách nhiệt trên đỉnh có đường dẫn hơi thứ ra cột baromet. Bên trên buồng đốt có ống thoát khí không ngưng bên dưới có ống thoát nước ngưng tụ. Hơi đốt vào bên hông buồng đốt, ngoài ra trên buồng đốt còn có ống hơi nước để xông rửa nồi và ống rửa kính. Ngoài ra thiết bị còn có: nhiệt kế, áp kế, kính quan sát, ống dẫn giống và van an toàn, van tháo liệu ở dưới đáy, thước đo dung dịch, 2 ống dẫn dịch thu hồi. 10 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC [...]... 17 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC Nhóm 1 – 53TP1 2 Nồi nấu malt: (sản xuất bia) Hình 4.2: Nồi nấu malt 1 Ống thoát nước 5 Ống thoát hơi 9 Lớp bảo ôn 13 Hệ trục truyền động 2 Ống nước ngưng tụ 6 Đèn quan sát 10 Lớp áo hơi 14 Động cơ giảm tốc 3 Ống cấp hơi 7 Thân nồi 11 Hệ thống Cip 15 Ống xả đáy nồi 4 Cửa nạp liệu 8 Tôn bao ngoài 12 Cánh khuấy 16 17 Chân nồi 18 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG... BẰNG HƠI NƯỚC 19 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC Nhóm 1 – 53TP1 3 Thiết bị đun sôi ( nồi cô đặc): (sản xuất bia) Hình 4.3: Nồi đun sôi ( nồi cô đặc) 1 Ống thoát hơi 6 Tôn bao ngoài 11 Van xả nước ngưng 2 Đèn quan sát 7 Hệ thống Cip 12 Chân nồi 3 Tháp nồi 8 Đế chân nồi 13 Ống thoát nước 4 Lớp bảo ôn 9 Ống hơi vào 14 Cửa nồi 5 Ống chỉ mức 10 Van đáy nồi 15 Bộ gia nhiệt 20 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG... cần thiết - Nuôi tinh thể đến thể tích nồi nấu theo quy định bằng cách cho ăn sirup vào cho đến khi đủ thể tích yêu cầu - Nửa giờ hoặc một giờ đến khi xuống đường lần cuối để tạo sự luân lưu đường non tốt trong nồi - Cho ăn sirup để tiêu thụ lượng nước bốc hơi 11 - Nhóm 1 cuối Cô đặc – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC - Cô dặc cuối đến độ Bx quy định - Báo công nhân trực trợ tinh chuẩn bị xả đường. .. Bx đường + Đường non quá đặc 16 Nhóm 1 – 53TP1 IV THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC Một số ứng dụng nồi hơi nước trong các ngành khác (tham khảo) 1 Nồi nấu gạo: (sản xuất bia) Hình 4.1: Nồi nấu gạo 1 Ống thoát nước 5 Ống thoát hơi 9 Lớp bảo ôn 13 Hệ trục truyền động 2 Ống nước ngưng tụ 6 Đèn halogen quan sát 10 Lớp áo hơi 14 Động cơ giảm tốc 3 Ống hơi vào 7 Thân nồi 11 Hệ thống Cip 15 Ống xả đáy nồi 4... van nước cho baromet giữ chân không ổn định -80kPa Sau khi đường non ở vùng 5 lớn đạt kích cỡ hạt, nồng độ theo yêu cầu thì mở van cho đường qua ly tâm cần thường xuyên kiểm tra mẫu và điều chỉnh lượng đường non, giống và nguyên liệu vào cân bằng với nhau 6.3 Các dạng nồi nấu khác a Nồi nấu đường chân không tập hợp ống b Nồi nấu đường chân không có cánh khuấy - Ưu điểm 15 THIẾT BỊ hiện ĐƯỜNG BẰNG HƠI... van hơi xông cho đường non loãng bớt Nếu không xả được dùng van xả Đường non quá đặc Cô đặc quá nồng độ Bx quy đáy, kéo chân không, mở hơi, thêm không xuống được định nước nóng nấu lại điều chỉnh đến độ Bx đúng quy định + Thủy kích (nước ngưng tụ + Xả nước ngưng tụ, đóng bớt van hơi Đang nấu nồi đường bị thoát ra không kịp) rung + Điều chỉnh lại độ Bx đường + Đường non quá đặc 16 Nhóm 1 – 53TP1 IV THIẾT... cân bằng nhau mới tháo liệu được Hơi đốt đi vào buồng đốt và đi vào những khoảng trống giữa các ống truyền nhiệt Còn nước ngưng tụ được đưa về bồn chứa sử dụng cho công nghệ Khí không ngưng thì xả vào môi trường Hút chân không Phá chân không Bộ thu hồi đường Kính quan sát Buồng bốc Khí không ngưng Hơi đốt Buồn đốt Nước ngưng Ống truyền nhiệt Chè tinh Van xả đường non 13 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC... hơi đốt vào nằm bên hông thân thiết bị Ngoài ra còn có ống thoát nước ngưng Ống dẫn nguyên liệu vào nằm bên ngoài và đưa vào ở buồng đốt để dẫn nước mía vào các ống truyền nhiệt Ở mỗi nồi nấu đường đều gắn với thiết bị chân không baromet để tạo chân không cho quá trình nấu b Nguyên tắc hoạt động: Là thiết bị nấu đường gián đoạn, làm việc theo từng mẻ Phương án bốc hơi vừa áp lực vừa chân không, áp lực... với thiết bị tạo chân không để cho nhiệt độ sôi không quá cao tránh phản ứng caramen hóa Nguyên liệu vào nồi theo ống nạp liệu ở đáy thiết bị Sự đối lưu của dung dịch trong nồi là do chênh lệch khối lượng riêng Khi làm việc dung dịch ở trong ống truyền nhiệt tạo 12 Nhóm – 53TP1 thành hỗn1hợp hơi lỏng, cònTHIẾT BỊ trung tâm và khoảng không gian tuần hoàn ngoài thì thể trong ống NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC... thiết bị truyền nhiệt có dạng ống chùm Bên trong nồi nấu, gồm 2 buồng: buồng bốc và buồng đốt Các ống tryền nhiệt được thiết kế so le nhau và gồm có 365 ống Khoảng cách giữa các ống là đường đi của hơi để truyền nhiệt cho nước mía Chính giữa buồng đốt có ống tuần hoàn trung tâm Phía trên có bộ thu hồi đường Bên ngoài thiết bị có hệ thống thoát khí không ngưng Ống dẫn hơi đốt vào nằm bên hông thân thiết . qui trình công đoạn nấu đường: 8 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC III. THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG  Nhiệm vụ của nấu đường: Nhiệm vụ của nấu đường mật chè từ hệ bốc hơi có nồng độ khoảng. B+ 1 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC MỤC LỤC 2 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC  TỔNG QUAN NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VIỆT NAM (tham khảo) Ngành công nghiệp Đường mía là một. bốc hơi nhỏ hơn nồi bốc hơi. Đặc 9 Nhóm 1 – 53TP1 THIẾT BỊ NẤU ĐƯỜNG BẰNG HƠI NƯỚC biệt, ở nồi nấu đường non bằng cơ học có tác dụng cải thiện tuần hoàn đường non, rút ngắn thời gian nấu đường