phân tích quy trình công nghệ làm sạch nước mía bằng phương pháp gia vôi

phân tích quy trình công nghệ làm sạch nước mía bằng phương pháp gia vôi

Nhóm: IV lớp 51TP1 GVHD: Thái Văn Đức

Nhóm: IV lớp 51TP1 GVHD: Thái Văn Đức

Đề tài:

nước mía bằng phương pháp gia vôi

Nội dung

I.Giới thiệu về phương pháp gia vôi

II thuyết minh quy trình công nghệ

1.Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh

2.Phương pháp gia vôi vào nước mía nóng

3.Phương pháp gia vôi phân đoạn

III So sánh giữa các phương pháp

1 Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh và phương pháp gia vôi vào nước mía nóng

2 Phương pháp gia vôi vào nước mía nóng và Phương pháp gia vôi phân đoạn

3 Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh và Phương pháp gia vôi vào nước mía nóng và Phương pháp gia vôi phân đoạn

IV Các điều kiện công nghệ của phương pháp vôi

I Giới thiệu về phương pháp gia vôi.

• Phương pháp vôi là phương pháp dùng vôi để làm sạch nước mía có từ lâu đời, có từ hơn 300 năm nay và là phương pháp đơn giản nhất

• Phương pháp này làm sạch nước mía chỉ dưới tác dụng của vôi

và nhiệt, thu được sản phẩm đường thô

• Quá trình làm sạch chủ yếu dựa vào sự tạo thành kết tủa

Ca3(PO4)2 có khả năng hấp phụ các chất không đường, chất keo

Nước mía hỗn hợp (pH =5÷5,5)Lọc (sàng)

Gia vôi (pH=7.2-7.5 )Gia nhiệt (102105 0C)Lắng nước bùn lọc bùnNước lắng trong nước lọc trong nước mía trong

II Thuyết minh quy trình công nghệ

1 Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh

 Giải thích quy trình.

(1) Nước mía hỗn hợp ban đầu có pH=5,0-5,5, là nước mía tổng hợp rút ra bằng phương pháp ép hoặc phương pháp khuếch tán

(2) Lọc nước mía: Cho hỗn hợp nước mía đi qua lưới lọc loại các tạp chất (cám mía và bã mía) sẽ bị giữ lại trên bề mặt lưới lọc Loại bỏ bã để tránh ở nhệt độ cao bã, vụn mía

thủy phân gây khó khăn cho sản xuất

(3) Gia vôi: Cho vôi vào thùng trung hòa, khuấy trộn đều

Khi cho vôi vào thì vôi có tác dụng:

•Trung hòa nước mía hỗn hợp

•Ngăn ngừa phản ứng acid của dung dịch nước mía hỗn hợp

và hạn chế sự chuyển hóa của đường saccaroza

•Làm kết tủa, đông tụ các chất không đường do ion Ca2+ phản ứng với các anion tạo thành muối canxi không tan

•Làm cho những chất kết tủa được tạo thành có tác dụng kéo theo những chất rắn lơ lửng và những chất không đường

khác để kết tủa được hoàn toàn

(4) Gia nhiệt:

• Làm tăng quá trình tạo kết tủa

•Quá trình gia nhiệt làm giảm độ nhớt của nước mía, gảm sự tạo bọt, có tác dụng diệt trùng, làm tăng nhanh các quá trình phản ứng tạo kết tủa và thúc đẩy quá trình lắng, lọc

•Do dưới tác dụng của nhiệt tỷ trọng của nước mía giảm, một

số keo (anbumin, silic hydroxit) bị ngưng tụ, tăng nhanh tốc

độ lắng của các chất kết tủa

(5) Lắng: sau khi gia vôi nước mía được đem đi lắng ở thiết

bị lắng để loại bỏ kết tủa Khi lắng thì ta thu được 2 thành phần: nước lắng trong và nước bùn Nước bùn sẽ được đem

đi lọc để lọc lấy nước trong và loại bỏ bùn

(6) Lọc nước bùn:

-Nước bùn chủ yếu: nước đường, bùn cát, vụn bã mía, chất

lơ lửng, chất kết tủa Nước bùn còn khoảng > 90% nước mía

do đó cần phân ly và thu hồi

Mục đích: loại hoàn toàn tạp chất không tan, chất kết tủa và loại bỏ cám mía

(7) Trộn nước lọc trong và nước lắng trong ta thu được nước mía trong

Nước lắng trong nước lọc trong

nước mía trong

 Giải thích quy trình Các công đoạn giống như trên, chỉ khác là gia nhiệt trước khi bỏ vôi.

(3) Gia nhiệt: trước khi gia vôi Giảm khả năng hòa tan vôi, tăng sự chuyển hóa đường saccaroza.(pH=5-5,5)

-Tác dụng:

+ giúp loại không khí ra khỏi nước mía, giảm sự tạo bọt

+ Ngưng tụ các chất keo (anbumin, silic hydroxit) có trong nước mía hỗn hợp

+Giảm độ nhớt của nước mía hỗn hợp, tạo thuận lợi cho các quá trình sau

+ Có tác dụng diệt côn trùng, đề phòng hiện tượng lên men acid, chống sự xâm nhập của vi sinh vật vào nước mía

Thuyết minh quy trình:

1 gia vôi sơ bộ (pH= 6,4)

Để trung hòa các acid tự do trong dung dịch nước mía hỗn

hợp, ngăn ngừa phản ứng chuyển hóa đường saccharose

2 gia nhiệt I

Gia nhiệt lần 1 t= 900C, sau khi gia vôi và nhiệt độ cao sẽ giúp

• ngưng kết chất keo tốt

•giúp loại không khí ra khỏi nước mía, giảm sự tạo bọt

• tiêu diệt vi sinh vật

3 gia vôi (pH= 7,6)

Gia vôi về pH= 7,6 là do dưới tác dụng khuấy đảo pH sẽ giảm

•Kết tủa đông tụ những chất không đường

•Những chất kết tủa được tạo thành sẽ kéo theo những chất lơ lửng và chất không đường khác

•Hình thành kết tủa Ca3(PO4)2

III So sánh giữa các phương pháp.

1 Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh và phương pháp gia vôi vào nước mía nóng.

Phương pháp cho vôi vào nước

mía lạnh Phương pháp cho vôi vào nước mía nóng

Phương

pháp

 Trước hết nước mía hỗn hợp được lọc bằng lưới lọc để loại cám mía và bơm đến bình trung hòa và cho vôi đến pH=7,5.

 Mỗi tấn mía cho khoảng 0.9kg vôi.

0.5- Khuấy đều nước mía, đun nóng đến nhiệt độ 105 o C rồi cho vào thùng lắng để loại bọt và chất kết tủa, sẽ thu được nước lắng trong Đem lọc nước bùn

từ thiết bị lắng được nước lọc trong Hổn hợp nước lắng trong

và nước lọc trong được đưa đi

cô đặc.

 Trước hết đun nóng nước mía hổn hợp đến nhiệt độ 105 0 C cho vôi vào trung hòa đến pH=7.2- 7.5

 Một số keo(abumin, silic hidroxit) bị ngưng tụ dưới tác dụng của nhiệt và

pH của nước mía hổn hợp Cho vôi vào thùng trung hòa, khuấy trộn đều để kết tủa được hoàn toàn , sau đó loại chất kết tủa ở thiết bị lắng.

 Nước mía trong được mang đi cô đặc.

Gia vôi vào nước mía lạnh Gia vôi vào nước mía nóng

Ưu

điểm

Thao tác đơn giản

Trung hòa trước khi đun nóng, tránh chuyển hóa đường saccarose

Gia vôi ở nhiệt độ cao nên giảm

độ hòa tan của vôi tiết kiệm được khoảng 15-20% vôi so với phương pháp vôi lạnh

Một số chất keo bị kết dưới tác dụng của nhiệt độ và pH môi

trường, đồng thời kết tủa Ca3(PO4)2tương đối hoàn toàn, tăng tốc độ lắng

Nếu vôi quá thừa thì sau khi đun nóng vôi sẽ bị đóng cặn ở thiết bị

Trong môi trường kiềm mạnh và dưới tác dụng của nhiệt độ cao màu sắc của nước mía sậm lại, saccarase

bị chuyển hóa đáng kể

2 So sánh phương pháp gia vôi phân đoạn và phương pháp gia vôi vào nước mía nóng

Giống nhau:

•Là phương pháp đơn giản, được sử dụng từ lâu

•Làm sạch nước mía dưới tác dụng của nhiệt độ và vôi

•Sản phẩm thu đươc là sản phẩm đường thô

•Tiết kiệm vôi hơn so với phương pháp gia vôi vào nước lạnh

•Tốc độ lắng nhanh, dung tích nước bùn nhỏ

•Hiện tượng đóng cặn ở thiết bị giảm

•Độ tinh khiết của nước mía và hiệu suất làm sạch cao

•Sự phân hủy và chuyển hóa saccarose tương đối lớn

 Khác nhau

Gia vôi vào nước mía nóng Gia vôi phân đoạn

Gồm một lần gia nhiệt và

một lần gia vôi

Tiết kiệm được một lượng

vôi 15-20% so với phương

pháp lạnh

Sơ đồ công nghệ đơn giản

Đường khử dề bị phân hủy,

saccarose dễ bị chuyển hóa nếu

Sơ đồ công nghệ phức tạp hơn

Sự phân hủy saccarose ít hơn

Đây là phương pháp tối ưu nhất của việc làm sạch nước mía bằng vôi

PHƯƠNG PHÁP CHO VÔI VÀO

NƯỚC MÍA LẠNH

CHO VÔI VÀO NƯỚC MÍA NÓNG

CHO VÔI PHÂN ĐOẠN

tác đơn giản

- Tránh được sự chuyển hóa đường saccaroza, tránh được sự phân hủy đường khử

- Loại được protein tương đối nhiều, sự kết tủa Ca 3 (PO 4 ) 2

tương đối hoàn toàn

- Hiệu quả làm sạch tốt, chênh lệch

độ tinh khiết của mía cao

- Tốc độ lắng lớn, dung tích nước bùn nhỏ

- Tiết kiệm lượng vôi khoảng 15 – 20

% so với phương pháp lạnh

- Hiệu suất làm sạch tốt, loại bỏ các chất không đường nhiều

- Độ tinh khiết nước mía tăng cao, tốc độ kết tinh cao

- Dung tích nước bùn nhỏ

- Tiết kiệm khoảng 35% so với phương pháp lạnh

nhiều

- Nếu vôi quá thừa sau khi đun nóng, vôi sẽ đóng cặn ở thiết bị

- Sự chuyến hóa saccaroza tương đói lớn

- Khó khống chế, màu sắc nước mía tương đối đậm

- Sơ đồ công nghệ phức tạp

- Sự chuyển hóa và phân hủy saccaroza tương đối lớn

3 Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh và Phương pháp gia vôi vào nước mía nóng và Phương pháp gia vôi phân đoạn.

PHƯƠNG PHÁP CHO VÔI VÀO

NƯỚC MÍA LẠNH

CHO VÔI VÀO NƯỚC MÍA NÓNG

CHO VÔI PHÂN

ĐOẠN

TIẾN HÀNH - Nước mía hỗn

hợp ( lạnh, chưa được đun nóng ) được lọc để loại cám mía

- Đưa dến thùng trung hòa và cho vôi vào đến

pH =7,2 – 7,5 (khoảng 0,5 – 0,9 kg/tấn mía)

- Khuấy đều và đun nóng( 102 – 105°C)

- Cho vào thùng lắng

- Đem đi cô đặc

Đun nóng trước nước mía hỗn hợp (105°C)

Sau đó mới tiến hành cho vôi vào thùng trung hòa và thực hiện như ở phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh

Tiến hành cho vôi vào nước mía hỗn hợp lạnh dến pH 6,4 , đun sôi rồi lại tiếp tục cho vôi tới

pH 7,6 lại tiếp tục đun sôi và lắng như

2 phương pháp trên ( gần như kết hợp

cả 2 phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh và cho vôi vào nước mía nóng)

4.Các điều kiện công nghệ của phương pháp vôi

a chất lượng vôi:

Chất lượng vôi ảnh hưởng lớn đến hiểu quả làm sạch Nếu vôi chứa nhiều tạp chất , khi cho vôi vào nước mía sẽ làm tăng tạp chất, lắng, lọc và kết tinh khó khăn hơn

Tiêu chuẩn quy định của vôi là: CaO > 85%; MgO < 2%; SiO 2< 0.6%; Fe2O3, Al2O3< 1%; CaCO3 < 1%

+ nếu MgO > 2% sẽ gây những tác hại sau đây:

• giảm thấp độ hòa tan của vôi

• thời gian lắng kéo dài

• tác dụng với đường khử, tăng màu sắc của nước mía

• MgO có độ hòa tan lớn là thành phần đóng cặn chủ yếu của thiết bị bốc hơi

•Làm cho đường có vị đắng

+ các thành phần khác như: Fe2O3, Al2O3, SiO2 làm tăng chất keo, tăng màu sắc của nước mía và đóng cặn trong thiết bị

b Độ hòa tan của vôi.

- Độ hòa tan của vôi trong dung dịch đường lớn hơn độ hòa tan của vôi trong nước nguyên chất.

- Độ hòa tan giảm của vôi giảm khi nhiệt độ tăng.

Nhiệt độ

100 90 80 70 50

0.249 0.302 0.366 0.573 1.384

0.230 0.254 0.305 0.405 0.829

0.201 0.210 0.278 0.333 0.132

c Nồng độ sữa vôi

- Thường dùng trong khoảng 10-18 0 Bé

-Nồng độ quá đặc sẽ làm tắc đường ống dẫn, khi tác dụng với nước mía sẽ gây hiện tương kiềm cục bộ, làm đường khử phân hủy

- Khi nồng độ tương đối cao tác dụng tạo kết tủa nhanh, giảm lượng nhiệt bốc hơi

d Tác dụng của khuấy sau khi cho vôi.

-Khuấy có tác dụng phân bố vôi đều trong nước mía và phản ứng được hoàn toàn Khuấy vôi còn tránh được hiên tượng kiềm cục bộ khi nồng độ sữa vôi cao

-Nếu kéo dài thời gian khuấy nước mía sau khi cho vôi sẽ

có tác dụng lam sạch, có thể tăng độ tinh khiết của nước mía, dung tích bùn giảm

e Các dạng vôi cho vào nước mía

-Vôi bột: phản ứng chậm, khó khống chế lượng chính xác, khi phản ứng tỏa nhiệt gây phân hủy đường khử, màu sắc nước mía đậm Hiên nay không sử dụng vôi bột

- Vôi dạng sữa: tác dụng làm hỗn hợp đồng đều, khống chế dễ dàng Được dùng rộng rãi trong các nhà máy đường

- Canxi sacarat: phản ứng với nước mía hoàn toàn nhưng cần pha chế trước Có thể dùng cho vào nước mía nóng để đề phòng vôi làm đường khử phân hủy

g Lượng vôi.

- Lượng vôi dùng phụ thuộc vào thành phần nước mía Đối với phương pháp vôi, mỗi tấn mía dùng khoảng 0.5-0.9 kg vôi

- Thường dùng pH để biểu thị lượng vôi cho vào nước mía Khi xác định pH cần chú ý đến các yếu tố làm giảm trị số ph sau: + Trong trường hợp cho vôi vào nước mía lanh, tác dụng giữa vôi với nước mía không hoàn toàn, khi đun nóng sẽ hoàn toàn hơn, do đó pH giảm

+ Lúc nước mía sôi, một phần Ca3(PO4)2 có thể phân ly làm

h Hàm lượng P 2 O 5 trong nước mía.

- Hàm lượng P2O5 trong nước mía rất thấp Hàm lượng cần thiết khoảng 300mg P2O5 /l nước mía

- P2O5 phản ứng với vôi tạo kết tủa làm sạch nước mía

i Nhiệt độ cho vôi.

- Dựa vào tình hình thực tế để chọn nhiệt độ cho vôi thích hợp Thường nhiệt độ đun nóng khoảng 105o C

- Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ kết tủa, làm giảm dung tích nước bùn Nhưng làm tăng màu nước mía, làm cho phần keo đã kết tủa hòa tan lại

CẢM ƠN SỰ THEO DÕI CỦA THẦY VÀ CÁC BẠN