LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP VÔI

LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP VƠI - I Tổng quan làm mía phương pháp vôi Tổng quan phương pháp làm - Sản xuất đường mía ngành cơng nghiệp quan trọng nước ta Hiện nay, nhà máy sản xuất đường mía đặt nhiều tỉnh nước ta - Nước mía hỗn hợp thường lấy từ mía (bằng phương pháp ép khuyếch tán) chứa từ 13 - 15% chất tan Ngoài đường sacaoroza, mía cịn chất khơng đường có tính chất hố lý khác Độ tinh hiết nước mía hỗn hợp thường phạm vi 82 - 85% tức chất khô chứa 82 - 85% đường sacaroza 15 - 18% chất không đường Sự có mặt chất khơng đường nước mía dẫn đến bốc trực tiếp, kết tinh đường khó khăn khơng kết tinh Nước mía chứa lượng lớn chất khơng đường làm tăng độ hồ tan đường sacaroza, tăng mật cuối tăng tổn thất đường mật cuối Tất chất không đường cần loại khỏi nước mía Nước mía hỗn hợp có tính axit gây nên chuyễn hố đường sacaroza cần trung hồ nước mía Mục đích chủ yếu làm nước mía hỗn hợp : - Loại tối đa chất không đường khỏi nước mía hỗn hợp, đặc biệt chất có hoạt tính bề mặt chất keo - Trung hồ nước mía hỗn hợp - Loại tất chất rắn dạng lơ lửng nước mía Làm nước mía khâu quan trọng kỹ thuật sản xuất đường Vì thế, việc làm nước mía ý thích đáng từ phát sinh cơng nghiệp đường Tổng quan làm mía phương pháp vơi Phương pháp vơi có từ lâu đời phương pháp đơn giản Làm nước mía tác dụng nhiệt vôi để thu hồi sản phẩm thơ Phương pháp vơi chia thành loại sau: - Cho vơi vào nước mía lạnh - Cho vơi vào nước mía nóng - Cho vơi nhiều lần, đun nóng nhiều lần II Phương pháp cho vơi vào nước mía lạnh Quy trình cơng nghệ: (1) Nước mía hỗn hợp ( pH = 5,0 – 5,5) (2) Lọc sàng (3) Gia vơi (thùng trung hịa) pH = 7,2 – 7,5 (4) Gia nhiệt (102 – 105oC) (5) Lắng Nước bùn Lọccc Bùn lọc Nước lắng Nước lọc Nước mía dtrdtrongtrongtrong … Thuyết minh quy trình: (1): Đầu tiên cho nước mìa hỗn hợp lọc qua lưới lọc để lọa bỏ cám mía, mía cho khoảng 0,5 - 0,9 kg vơi Khuấy nước mía đun nóng đến nhiệt độ 150oC cho vào thùng lắng để loại bỏ bọt chất kết tủa, sau q trình ta thu nước mía lắng (2): Đem lọc nước bùn từ thiết bị lắng thu lọc Đem hỗn hợp nước lắng nước lọc đem đặc Cho mía qua lưới lọc nhằum mục đích loại bỏ bã mía cịn sót lại dịch ép nước mía hay chất rắn lạ Nếu khơng lọc gia nhiệt bị thủy phân thành keo → làm tăng hợp chất phi đường (3): Cho sữa vôi vào trung hịa pH vể ph 7,2 - 7,5: mục đích giai đọan đưa pH lên mức đủ để phát sinh phản ứng phân hủy đường khử (4): Gia nhiệt giai đoạn quan trọng làm nước mía nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm nâng cao hiệu suất thu hồi đường : + Loại khí khỏi nước, giảm bớt tạo bọt, làm tăng phản ứng kết tủa Ca3(PO4)2 + Tác dụng triệt trùng, hạn chế lên men cuả axit xâm nhập vi sinh vật vào nước mía + Nhiệt độ cao làm tỉ trọng nước mía giảm, đồng thời làm chất keo ngưng tụ, tăng nhanh tốc đọ lắng chất kết tủa (5) Quá trình lắng lọc để thu được nước mía Ưu điểm: - Thao tác thực đơn giản Trước đun nóng, cho vơi vào nước mìa để trung tinh tránh chuyển hóa đường sacaroza Nếu cho vơi vào tránh phân giải đường Nhược điểm: - Lượng vơi cần dùng nhiều Do độ hịa tan nước mía lạnh cao, cho vơi vào q nhiều (vơi q thừa) sau đun nóng có cặn thiết bị Hiệu suất làm thấp III Phương pháp cho vơi vào nước mía nóng (1) Nước mía hỗn hợp ( pH = 5,0 – 5,5) (2) Lọc sàng (3) Gia nhiệt (102 – 105oC) (4) Gia vơi (thùng trung hịa) pH = 7,2 – 7,5 (5) Lắng Nước bùn Lọc Bùn lọc Nước lắng Nước lọc Nước mía … Quy trình cơng nghệ: Thuyết minh quy trình: Quy trình giống với phương pháp gia vơi nước mía lạnh, cơng đoạn gia nhiệt thực trước cho vôi vào (1),(2),(5): Giống quy trình (3): Gia nhiệt thúc đẩy tạo phản ứng kết tủa Ca 3( PO4)2 tốc độ phản ứng nhanh giúp phản ứng xảy hoàng toàn mục đích quang trọng Ngồi gia nhiệt giúp đuổi khí, chống tạo bọt, ức chế tiêu diệt vi sinh vật (quá trình lên men không xảy ra), giảm độ nhớt (tăng tốc độ lắng, rút ngắn thời gian ngắn) Phản ứng: P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 2H3PO4 +3 Ca(OH)2 → Ca3(P04)2 + 6H2O (4): Gia vơi thùng trung hịa (pH = 7,2 - 7,5): tạo kết tủa Ca 3(PO4)2, động lực cho trình làm sạch, trung hịa nước mía hạn chế phản ứng axit → hạn chế đường bị chuyển hóa Phản ứng: P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 2H3PO4 +3 Ca(OH)2 → Ca3(P04)2 + 6H2O Ưu điểm: - Trước trung hòa, số chất keo anbunin, silic hidroxit bị ngưng tụ tác dụng nhiệt độ pH): Tốc độ lắng nhanh, loại nhiều chất keo, hiệu làm tốt so với phượng pháp lạnh Lượng vơi dùng ( giảm xướng khoảng 15%- 20%) so với phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh Ít xảy tượng đóng cặn Do nhiệt độ cao làm tăng phản ứng kết tủa Ca 3(PO4)2 nên tạo nhiều loại protein Nhược điểm: - - Chất kết tủa khơng rắn chắc, thể tích nước bùn so với gia vôi lạnh lớn ,đôi nước má chảy khó khăn Để khắc phục cho nước trợ lắng (1-2 ppm) để rút ngắn thời gian lắng thể tích nước bùn Đường khử dễ bị thủy phân không khống chế nhiệt độ pH tốt pH thấp sacaroza bị chuyển hóa làm hạn chế trình kết tinh Để tránh tượng chuyển hóa phân hủy đường để ngưng tụ keo tác dụng nhiệt độ pH nước mía, dùng phương pháp cho vôi phân đoạn IV Phương pháp cho vôi phân đoạn Đây phương pháp tối ưu việc làm nước mía vơi Quy trình cơng nghệ: Nước mía hỗn hợp (pH= – 5,5) Lọc (sàng) Gia vôi sơ (pH = 6,4) Gia nhiệt (102 - 105OC) Gia vôi (pH = 7,6) Lắng Nước bùn Lọc Bùn lọc Nước lắng Nước lọc Nước mía (1) (2) (3) (4) (5) (1) (2): Giống quy tình (3): Gia vơi sơ (pH = 6,4): Trung hòa acid tự dung dịch nước mía hỗn hợp, ngăn ngừa phản ứng chuyển hóa đường sacaroza Giảm hạn chế phương pháp (1) (2) pH cao lượng đường chuyển hóa Tạo kết tủa Ca 3(PO4)2, hạt kết tủa có kích thước bé nhiệt độ phản ứng nhiệt độ phịng, gây khó cho trình lắng Đưa pH gần chất keo bị ngưng kết (4): Gia nhiệt (102 – 105OC): Thúc đẩy trình tạo kết tủa Ca 3(PO4)2, ngưng kết chất keo Làm giảm tỉ trọng nước mía, tăng hiệu q trình lắng lọc (5): Gia vôi (pH = 7,6): Dưới tác dụng khuấy đảo pH giảm Những kết tủa tạo thành kéo theo chất keo chất không đường khác xuống đáy Các cơng đoạn tiếp giống quy tình Ưu điểm: - - Hiệu suất làm tốt, loại nhiều chất khơng đường Qua lần cho vơi lợi dụng điểm ngưng tụ khác để loại chất không đường nên độ tinh khiết nước mía tăng cao, tốc độ kết tinh nhanh, dung tích nước bùn nhỏ Tiết kiệm khoảng 35% vôi so với phương pháp lạnh Nhược điểm: - Sơ đồ công nghệ phức tạp Sự chuyển hóa phân hủy sacaroza tương đối lớn V Các điều kiện công nghệ phương pháp vôi Chất lượng vôi - Chất lượng vơi có ảnh hưởng lớn đến hiệu làm Nếu vơi có nhiều tạp chất, vơi vào nước mía làm tăng tạp chất, lắng, lọc kết tinh khó khăn Do tiêu chuẩn vơi qui định sau: CaO > 85% ; MgO < 2%; SiO2 < 0.6%; Fe2O3, Al2O3 < 1% - Trong thành phần vơi chủ yếu CaO Ngồi cần ý đến hàm lượng MgO Nếu MgO>2% gây tác hại sau: • Giảm thấp độ hịa tan vơi • Thời gian lắng kéo dài • Tác dụng với đường khử, tăng màu sắc nước mía • MgO có độ hịa tan lớn thành phần đóng chủ yếu thiết bị bốc • Làm cho đường có vị đắng Các thành phần khác như: Al2O3, Fe2O3, SiO2 làm tăng chất keo, tăng màu sắc nước mía đóng cặn thiết bị Độ hịa tan vơi Độ hịa tan vơi giảm nhiệt độ tăng Độ hịa tan vơi cũ, vôi vôi sống khác Nhiệt độ 100 Độ hịa tan vơi gCaO/l Vơi sống Vôi Vôi cũ 0,249 0,230 0,201 90 0,302 0,254 0,210 80 0,366 0,305 0,278 70 0,573 0,405 0,333 50 1,380 0,829 0,132 Nồng độ sữa vôi Nồng độ sữa vôi thường dùng khoảng 10 - 18 Be Nồng độ sữa vôi đặc làm tắt đường ống dẫn, tác dụng với nước mía, gây tượng kiềm cục bộ, làm đường khử phân hủy Nhưng nồng độ sữa vôi cao, tác dụng tạo kết tủa nhanh, giảm lượng nhiệt bốc Tác dụng khuấy sau cho vơi Khuấy có tác dụng phân bố vơi nước mía phản ứng hoàn toàn Trường hợp nồng độ sữa vôi cao, cần khuấy, tránh tượng kiềm cục Các dạng vơi nước mía Vơi cho vào nước mía theo dạng sữa vơi, vôi bột, canxi sacarat Các dạng vôi Vôi bột Ưu điểm Nhược điểm Phản ứng chậm, khó khống chế lượng xác, màu sắc nước mía đậm Sữa bột Canxi sacarat Hỗn hợp đồng đều, khống chế dễ dàng Phản ứng với nước mía tương đối hồn tồn Tăng lượng nhiệt bốc Cần pha chế trước, không thuận tiện Hiện nay, người ta không sử dụng dạng vôi sữa mà sử dụng rộng rãi dạng sữa vôi Lượng vôi - Lượng vôi dùng phụ thuộc vào thành phần nước mía, thành phần nước mía thay đổi theo giống mía nên lượng vơi cho vào khơng thể cố định - Trong thực tế sản xuất, thường dùng pH để biểu thị lượng vôi cho vào nước mía Khi xác định pH cần ý đến yếu tố làm giảm trị số pH: • Trong trường hợp cho vôi vào nước lạnh, tác dụng vôi nước mía khơng hồn tồn, giảm pH • Lúc nước mía sơi, phần Ca 3(PO4)2 phân ly thành Ca(OH2).nCa3(PO4)2 không tan muối axit hòa tan, loại sau phân ly làm giảm trị số pH • Khi đun nóng, Ca 2HPO4 kết hợp với vôi tạo thành canxi photphat kết tủa H3PO4 • Khi nhiệt độ cao mơi trường kiềm, đường khử bị phân hủy tạo thành chất màu axit - Thơng thường khống chế pH nước mía khoảng dước 7,0 Hàm lượng P2O5 nước mía Trong phương pháp vôi, hiệu làm chủ yếu dựa vào phản ứng kết tủa vôi P2O5 Ca3(PO4) nước thường tồn dạng dạng keo dạng tinh thể Dạng tinh thể làm nước mía cịn dạng keo gây trở ngại cho lắng, lọc kết tinh đường Hàm lượng P2O5 cần thiết vào khoảng 300mg P2O5/l Nhiệt độ vôi Thường nhiệt độ đun nóng khoảng 105 0C Nhiệt độ cao có tác dụng tăng tốc độ kết tủa làm giảm dung tích nước bùn, tăng màu sắc nước mía làm cho phần keo kết tủa hịa tan trở lại Vì cần khống chế nhiệt độ nước mía đến sơi cao chút thích hợp VI So sánh phương pháp làm nước mía Giống nhau: - Là phương pháp đơn giản có từ lâu đời, làm nước mía tác dụng nhiệt vôi để thu sản phẩm đường thô Đều tạo kết tủa Ca3(PO4)2 Hiệu làm không cao Khác nhau: a) Phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh : (1) Nước mía hỗn hợp ( pH = 5,0 – 5,5) (2) Lọc sàng (3) Gia vơi (thùng trung hịa) pH = 7,2 – 7,5 (4) Gia nhiệt (102 – 105oC) (5) Lắng Nước bùn Lọccc Bùn lọc Nước lắng Nước lọc Nước mía … (1) Nước mía hỗn hợp ( pH = 5,0 – 5,5) (2) Lọc sàng (3) Gia nhiệt (102 – 105oC) (4) Gia vơi (thùng trung hịa) pH = 7,2 – 7,5 (5) Lắng Nước bùn Lọc Bùn lọc Nước lắng Nước lọc Nước mía … b) Phương pháp cho vơi vào nước mía nóng : c) Phương pháp cho vôi phân đoạn: (1) Nước mía hỗn hợp ( pH = 5,0 – 5,5) (2) Lọc sàng (3) Gia vôi sơ ( pH = 6,4 ) (4) Gia nhiệt (102 – 105oC) (6) Lắng Nước bùn Lọc Bùn lọc Nước lắng Nước lọc Nước mía … (5) Gia vơi (thùng trung hịa) pH = 7,2 – 7,5 MÍA LẠNH MÍA NGĨNG PHÂN ĐOẠN (3) Kết tủa Ca3(PO4)2, hấp thụ chất phi đường, màu, keo thành kết tủa xuống đáy, trung hòa nước (ngăn ngừa phản ứng acid, đường chuyển hóa) (3) Tăng tốc độ phản ứng: kết tủa Ca3(PO4)2 nhanh, lắng nhanh, phản ứng xảy hoàn toàn, giảm độ nhớt, tăng hiệu lắng, lọc,… (4) giảm độ nhớt, tăng suất lắng, lọc Ngồi ra, cịn có tác dụng khác : tránh tạo bọt, giảm vi sinh vật… (3) Hạn chế nhược điểm phương pháp nóng, lạnh pH cao lượng đường bị chuyển hóa hơn, kết tủa Ca3(PO4)2: hạt kết tủa nhỏ, nhiệt đọ phịng gây khó khăn cho q trình lắng, đưa pH gần 7, làm cho chất keo bị ngưng kết (4) Tạo kết tủa Ca3(PO4)2 , hấp thụ chất màu, chất keo, phi đường thành kết tủa Động lực q trình làm sạch… (4) Tăng tốc độ phản ứng: kết tủa Ca3(PO4)2, phản ứng xảy hoàn toàn Ưu điểm: Ưu điểm: Ưu điểm: - Quản lý, thao tác giản - Loại protein tương đơn đối nhiều Do nhiệt độ - Trước đun nóng, cho cao, kết tủa Ca3(PO4)2 vơi vào nước mía trung tương đối hồn tồn - Hiệu suất làm tốt Loại chất không đường nhiều Độ tinh khiết nước mía tăng cao, độ kết tinh tính tránh - Hiệu làm tốt tốc chuyển hóa đường Chênh lệch độ tinh khiết nhanh,dung tích nước bùn nhỏ sacaroza Nếu cho vơi mía cao đặn, tránh - Tốc độ lắng lớn, dung - Tiết kiệm khoảng 35% phân hủy đường khử vôi so với phương pháp tích bùn nhỏ lạnh - Tiết kiệm lượng vơi khoảng 15 -20% so với phương pháp lạnh Nhược điểm: Nhược điểm: Nhược điểm: - Lượng vôi dùng nhiều - Sự chuyển hóa đường - Sơ đồ cơng nghệ phức tạp - Độ tan vôi sacaroza tương đối lớn nước nước mía lạnh tăng, - Khó khống chế, màu sắc - Sự chuyển hóa đường vơi q thừa nước mía đậm sacaraza tương đối lớn sau sau đun nóng, vơi đóng cặn thiết bị DANH SÁCH NHÓM 2 Phạm Ngọc Phương Trâm Dương Lâm Cát Tường Nguyễn Ngọc Như Quỳnh Nguyễn Thị Thanh Tâm Trần Thanh Như Quỳnh Đỗ Ngọc Bảo Trân Đỗ Phương Thảo Trần Thanh Thúy Nguyễn Thị Trang 10 Nguyễn Thị Minh Trang 11 Trương Thị Bích Trâm 12 Huỳnh Thị Mỹ Trân ... tủa làm giảm dung tích nước bùn, tăng màu sắc nước mía làm cho phần keo kết tủa hịa tan trở lại Vì cần khống chế nhiệt độ nước mía đến sơi cao chút thích hợp VI So sánh phương pháp làm nước mía. .. - Là phương pháp đơn giản có từ lâu đời, làm nước mía tác dụng nhiệt vôi để thu sản phẩm đường thô Đều tạo kết tủa Ca3(PO4)2 Hiệu làm không cao Khác nhau: a) Phương pháp cho vôi vào nước mía. .. nước mía khoảng dước 7,0 Hàm lượng P2O5 nước mía Trong phương pháp vôi, hiệu làm chủ yếu dựa vào phản ứng kết tủa vôi P2O5 Ca3(PO4) nước thường tồn dạng dạng keo dạng tinh thể Dạng tinh thể làm