Thiết kế phân xưởng sản xuất chính khu lắng lọc gia nhiệt cô đặc nhà máy sản xuất đường năng xuất 17000 tấn mía/ngày + cad

Việt Nam là một nước có truyền thống sản xuất đường mía lâu đời. Cùng với sự phát triển của ngành đường mía thế giới, ngành đường mía nước ta cũng đang trên đà phát triển mạnh mẽ về cả số lượng, chất lượng sản phẩm cũng như kĩ thuật canh tác, chế biến cây mía.Đường đóng vai trò quan trọng về mặt dinh dưỡng, luôn có mặt trong khẩu phần ăn hằng ngày của con người. Đường là nguyên liệu không thể thiếu của nhiều ngành công nghiệp khác như: bánh kẹo, sữa, đồ hộp, nước giải khát… Đồng thời, phế phụ phẩm của nhà máy sản xuất đường mía còn là nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất cồn, phân vi sinh, thức ăn gia súc…Cây mía là loài lau sậy hoang dại được thuần hóa và dần trở thành một cây công nghiện quan trọng trên thế giới. Nước ta, với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, rất thích hợp cho sự phát triển của cây mía. Nó được trồng khắp cả nước từ Bắc vào Nam cung cấp nguyên liệu dồi dào cho các nhà máy sản xuất đường mía. Tuy nhiên nguồn cung nguyên liệu thì lớn nhưng các nhà máy ở nước ta chưa tận dụng được hết tài nguyên dồi dào này. Làm tổn tất lượng đường khá lớn, phải nhập khẩu đường để đảm bảo cho sản xuất của các ngành công nghiệp liên quan. Vì vậy, tôi được giao nhiệm vụ “ Thiết kế phân xưởng sản xuất chính khu lắng lọc gia nhiệt cô đặc nhà máy sản xuất đường năng xuất 17000 tấn míangày” với ý nghĩa thực tiễn cao.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là một nước có truyền thống sản xuất đường mía lâu đời Cùng với sựphát triển của ngành đường mía thế giới, ngành đường mía nước ta cũng đang trên đà pháttriển mạnh mẽ về cả số lượng, chất lượng sản phẩm cũng như kĩ thuật canh tác, chế biếncây mía

Đường đóng vai trò quan trọng về mặt dinh dưỡng, luôn có mặt trong khẩu phần ănhằng ngày của con người Đường là nguyên liệu không thể thiếu của nhiều ngành côngnghiệp khác như: bánh kẹo, sữa, đồ hộp, nước giải khát… Đồng thời, phế phụ phẩm củanhà máy sản xuất đường mía còn là nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất cồn, phân visinh, thức ăn gia súc…

Cây mía là loài lau sậy hoang dại được thuần hóa và dần trở thành một cây côngnghiện quan trọng trên thế giới Nước ta, với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, rất thíchhợp cho sự phát triển của cây mía Nó được trồng khắp cả nước từ Bắc vào Nam cung cấpnguyên liệu dồi dào cho các nhà máy sản xuất đường mía Tuy nhiên nguồn cung nguyênliệu thì lớn nhưng các nhà máy ở nước ta chưa tận dụng được hết tài nguyên dồi dào này.Làm tổn tất lượng đường khá lớn, phải nhập khẩu đường để đảm bảo cho sản xuất của cácngành công nghiệp liên quan

Vì vậy, tôi được giao nhiệm vụ “ Thiết kế phân xưởng sản xuất chính khu lắng lọc gia nhiệt cô đặc nhà máy sản xuất đường năng xuất 17000 tấn mía/ngày” với ý

nghĩa thực tiễn cao

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU MÍA 1.1 Biện luận chọn nguyên liệu

Cây mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, là một loài lau sậy hoang dại được thuần hóa trởthành một trong nhưng cây công nghiệp quan trọng trên thế giới Cây mía được trồngnhiều nhất ở châu Mỹ, châu Á, ít được trồng ở châu Âu Ở nước ta, ngành đường mía làngành có truyền thống từ lâu đời Được trồng trên khắp cả nước, từ Bắc đến Nam lànguồn cung cấp nguyên liệu dồi dào cho các nhà máy sản xuất đường mía Các vùngcung cấp trọng điểm như: Hòa Bình, Thái Bình, Thanh Hóa, Quảng Ngãi, Bình Định, PhúYên , Kon Tum, Gia Lai, Bình Dương, Đồng Nai

1.1.1 Giá trị kinh tế của mía [10]

Mía là nguồn nguyên liệu liệu chính của ngành công nghiệp chế biến đường Đườngmía hiện chiếm trên 60% tổng sản lượng đường thô của toàn thế giới Mía là loại cây cónhiều dưỡng chất như đạm, canxi, khoáng, sắt, nhiều nhất là đường, giúp con người thanhnhiệt, giải khát, xóa tan mệt mỏi, trợ giúp tiêu hóa và cung cấp năng lượng cho cơ bắphoạt động Đường giữ một vai trò rất quan trọng trong khẩu phần ăn hàng ngày của conngười, là nhu cầu không thể thiếu trong đời sống xã hội

So sánh với một số cây công nghiệp khác, cây mía là cây trồng có nhiều ưu điểm:

- Xét về mặt công nghiệp: Mía là cây đa dụng, ngoài sản phẩm chính là đường, câymía còn là nguyên liệu hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp của nhiều ngành công nghiệp nghiệpnhư rượu, giấy, ván ép, dược phẩm, điện từ bã mía; thức ăn chăn nuôi, phân bón từ lá,ngọn mía, bùn lọc và tro lò; rỉ đường được dùng làm nguyên liệu trong công nghiệp đểsản xuất nhiên liệu sinh học, rượu, dung môi aceton, butanol, nấm men, axit citric, lactic,aconitic và glycerin, … Các sản phẩm phụ của mía đường nếu được khai thác triệt để, giátrị còn có thể gấp 3 ÷ 4 lần chính phẩm (đường)

Hình 1 Các sản phẩm chính và phụ sản xuất từ cây mía [10]

- Xét về mặt sinh học:

+ Khả năng sinh khối lớn: Nhờ đặc điểm có chỉ số diện tích lá lớn (gấp 5 ÷ 7 lần sovới diện tích đất) và khả năng lợi dụng cao ánh sáng mặt trời (tối đa tới 6 ÷ 7% trong khicác cây trồng khác chỉ đạt 1 ÷ 2%), trong vòng 10 ÷ 12 tháng, một hecta mía có thể chonăng suất hàng trăm tấn mía cây và một khối lượng lớn lá xanh, gốc, rễ để lại trong đất.+ Khả năng tái sinh mạnh: Mía là cây có khả năng để gốc được nhiều năm, tức làmột lần trồng thu hoạch được nhiều vụ Sau mỗi lần thu hoạch, ruộng mía được xử lý,chăm sóc, các mầm gốc lại tiếp tục tái sinh, phát triển Năng suất mía cây ở vụ gốc đầunhiều khi cao hơn cả vụ mía tơ Ruộng mía để được nhiều vụ gốc, giá trị kinh tế càng cao(giảm được chi phí sản xuất)

+ Khả năng thích ứng rộng: Cây mía có thể trồng trên nhiều vùng sinh thái khácnhau (khí hậu, đất đai, khô hạn hoặc úng ngập, ), chống chịu tốt với các điều kiện khắcnghiệt của tự nhiên và môi trường, dễ thích nghi với các trình độ sản xuất từ thô sơ đếnhiện đại

1.1.2 Tình hình sản xuất mía đường trên thế giới [10]

Ngành mía đường thế giới phát triển mạnh từ thế kỷ thứ 16 Sản lượng đường toàncầu phát triển nhanh theo nhu cầu tiêu thụ, đầu những năm cách mạng công nghiệp (1750-1830) chỉ khoảng 820 ngàn tấn/năm và trước thế chiến thứ nhất (1914-1918) khoảng 18triệu tấn/năm, đến nay đã đạt trên 170 triệu tấn/năm (Bảng 1)

Bảng 1.1 Sản xuất và xuất nhập khẩu đường toàn cầu từ 2008/2009 đến 2012/2013

Đơn vị: Triệu tấn

Niên vụ Tồn

trướcniên vụ

Theo thống kê của Tổ chức Nông Lương Liên Hiệp Quốc (FAO, 2012), hiện nayhàng năm toàn thế giới sản xuất được khoảng 1832541 ngàn tấn mía Sản lượng mía toànthế giới năm 2012 gấp 4,09 lần sản lượng năm 1961 Trong đó tăng nhiều nhất là vùngNam Mỹ, tiếp đến là Châu Á, trong khi đó sản lượng mía ở Châu Âu năm 2012 lại có xuhướng giảm xuống so với năm 1961.

1.2 Phân loại giống mía [3]

Cây mía thuộc loại hòa thảo (Graminée) giống Saccharum Theo Denhin giống Saccharum có thể chia làm ba nhóm chính:

+ Nhóm Saccharum officinarum là giống thường gặp và bao gồm phần lớn các

chủng đang trồng phổ biến trên thế giới

+ Nhóm Saccharum violaceum là giống mía màu tím, cây ngắn, cứng, không trổ cờ + Nhóm Saccharum simense là giống cây nhỏ, cứng, than màu vàng pha nâu nhạt,

trồng từ lâu ở Trung Quốc

Những giống trồng phổ biến trên thế giới:

+ POJ (Proefstation Oast Java): trạm thí nghiệm mía miền Đông Java

+ CP: trạm Canal Point bang Florida (Mỹ)

Các giống mía đang sử dụng phổ biến ở nước ta hiện nay:

1.3 Hình thái cây mía [4]

1.3.1 Rễ mía

Rễ có tác dụng giữ cho cây mía đứng và hút nước, hút các chất dinh dưỡng từ đất đểnuôi cây mía Rễ mía thuộc loại rễ chùm, mỗi rễ bao gồm 3 phần: đầu , thân và tơ

So với các loại cây hòa thảo khác, rễ mía phát triển mạnh, mỗi khóm mía có thể có

500 ÷ 2000 rễ Trọng lượng chùm rễ chiếm khoảng 0,5% trọng lượng cây mía

1.3.2 Thân mía

Thân mía có hình trụ đứng hoặc hơi cong Thân mía có màu vàng nhạt hoặc màu tímđậm và chia làm nhiều dóng Mỗi cây mía có từ 10 ÷ 30 dóng và mỗi dóng dài 0,05 ÷0,304m tùy thuộc vào từng thời kỳ sinh trưởng Thông thường cây mía phát triển theochiều cao 2,43 ÷ 3,65m trong một năm hay 2 ÷ 3 dóng trong một tháng

1.4 Tính chất và thành phần hóa học của nước mía [4]

Mía là nguyên liệu để chế biến đường, quá trình gia công và điều kiện kỹ thuật đềucăn cứ vào mía, đặc biệt là thành phần và tính chất của nước mía

Thành phần hóa học của mía phụ thuộc giống mía, đất đai, khí hậu, mức độ chín,sâu bệnh…được thể hiện qua bảng sau đây:

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của mía và nước mía [4]

Fructose 2 ÷ 4

Chất không đường chưa xác định 3 ÷ 5

Lúc mía chín phần đường cao, chất không đường thấp, do đó độ tinh khiết tương đốicao, đồng thời phần nước giảm, phần xơ cũng tăng lên

1.4.1 Đường saccharose [6]

Saccharose là thành phần quan trọng nhất của cây mía, là sản phẩm của công nghiệpsản xuất đường Saccharose là một disaccharide có công thức C12H22O11 Saccharose đượctạo thành từ hai đường đơn là α,D - glucose và β,D - glucose

 Độ hòa tan

Đường rất dễ hòa tan trong nước, độ hòa tan tăng khi nhiệt độ tăng và giảm khi nhiệt

độ giảm Độ hòa tan của saccharose còn phụ thuộc vào các chất không đường có trongdung dịch đường Đường saccharose không tan trong dầu hỏa, benzene, ancol, glycerinekhan Trong dung dịch ancol có nước, đường saccharose hòa tan ít Một gam ancol cónồng độ 95% có thể hòa tan 0,01g đường

Đường saccharose còn hòa tan giới hạn trong anilin, etylacetate, phenol và NH3

 Nhiệt dung riêng

Nhiệt dung riêng của dung dịch đường saccharose được tính theo công thức:

C = 4,18(0,2387 + 0,00173t) (kJ/kg.độ)Trong đó: t: nhiệt độ tính theo đơn vị ºC

Nhiệt dung riêng của dung dịch đường saccharose trong nước phụ thuộc vào nồng

độ và nhiệt độ, được tính theo công thức:

C = 4,18(1- (0,6 – 0,0018t)x0,01c) (kJ/kg.độ)Trong đó: t: nhiệt độ tính theo đơn vị ºC

c: nồng độ đường, %

 Độ quay cực

Dung dịch đường có tích quay phải, độ quay cực của saccharose rất ít phụ thuộc vàonồng độ và nhiệt độ Do đó rất thuận tiện cho việc xác định đường bằng phương phápphân cực:

[α]D20 = 66,469 + 0,00870c – 0,000235cTrong đó: c: nồng độ của saccharose trong 100ml

Trị số độ quay cực trung bình của saccharose là: [α]D20 = +66,5º

1.4.1.2 Tính chất hóa học của saccharose

(saccharose) (glucose) (fructose)

Hỗn hợp glucose và fructose có góc quay trái ngược với góc quay phải củasaccharose, do đó phản ứng trên được gọi là phản ứng nghịch đảo và hỗn hợp đường đượcgọi là đường nghịch đảo (chuyển hóa)

Nếu nồng độ acid càng cao, nhiệt độ càng cao thì quá trình chuyển hóa saccharosecàng nhanh,do đó trong quá trình sản xuất cần hạn chế xảy ra quá trình chuyển hóa

 Tác dụng của kiềm

Phân tử đường saccharose không có nhóm hydroxyl glucozit nên không có tính khử.Saccharose có tính chất như một acid yếu, kết hợp được với kiềm tạo thành sacchrate.Trong môi trường kiềm, saccharose bị phân hủy thành lactose, glucose, fructose vàcác hợp chất đường khác Ở pH = 8 ÷ 9 và đun nóng trong thời gian dài, đườngsaccharose bị phân hủy thành hợp chất màu vàng và màu nâu Tốc độ phân hủy đườngtăng theo độ pH Ở nhiệt độ sôi (trong 1h) và pH = 8 ÷ 9 saccharose bị phân hủy 0,05%.Nếu cùng nhiệt độ trên nhưng với pH là 12 thì sự phân hủy đó tăng 0,5%

 Tác dụng của enzyme

Dưới tác dụng của enzyme (invertaza), saccharose sẽ chuyển hóa thành glucose vàfructose Sau đó, dưới tác dụng của một phức hệ enzyme, glucose và fructose sẽ chuyểnhóa thành rượu và CO2:

men rượu

C6H12O6 2C2H5OH + CO2↑ (glucose hoặc fructose)

1.4.2 Chất không đường của mía [6]

Chất không đường của mía gồm:

+ Chất không đường không chứa nitơ

+ Chất không đường chứa nitơ

+ Chất màu

+ Chất không đường vô cơ

1.4.2.1 Chất không đường không chứa nitơ

Đường khử glucose và fructose

Glucose và fructose là hỗn hợp đường khử Khi mía còn non, hàm lượng đường khửtrong mía tương đối cao, nhưng khi mía chín, hàm lượng đó giảm đến mức thấp nhất Một

số tính chất của gluose và fructose:

Trong môi trường kiềm, glucose bị phân hủy ít hơn fructose, vì vậy trong sản phẩmđường glucose nhiều hơn fructose.

Đối với fructose, ở nhiệt độ 100ºC đã bị phân hủy nên độ mất nước của fructose caohơn glucose

Acid hữu cơ

Trong nước mía, các acid hữu cơ ở dạng tự do, muối hòa tan hoặc không hòa tan,trong đó acid chiếm 1/3 lượng acid chung.s

Chất béo

Chất béo chủ yếu trong cây mía là sáp Sáp thường tạo thành một lớp bao bọc ngoàicây mía Trong sản xuất đường mía gần 60 ÷ 70% sáp theo bã mía, phần còn lại nằmtrong bùn lọc

1.4.2.2 Chất không đường chứa nitơ

Theo Spences và Meade, hàm lượng chất không đường chứa nitơ khoảng 0,4% đượcthể hiện qua bảng 1.4 sau:

Bảng 1.4 Hàm lượng các chất không đường chứa nitơ trong cây mía [6]

 Chất màu có trong bản thân cây mía

Chất màu có trong bản thân cây mía chủ yếu là diệp lục tố Diệp lục tố không tantrong nước và dung dịch đường nhưng tan trong ancol và kiềm, do đó dễ tách ra khi làmsạch nước mía

+ Xantophin: tan trong nước và dung dịch đường

+ Caroten: màu vàng, không tan trong nước mía và dung dịch đường

+ Antoxian: là nhóm có màu xanh và tím dễ hòa tan

 Chất màu do quá trình sản xuất tạo ra

+ Chất màu caramen: sự phân giải đường ở nhiệt độ cao kết hợp với quá trìnhngưng tụ gọi là hiện tượng caramen hóa, chất màu này gọi là caramen

+ Chất màu melanoidin: là chất màu tạo thành do phản ứng giữa nhóm carboxyl vớicác hợp chất chứa nhiều amine, ammoniac Phản ứng này gọi là phản melanoidin

+ Chất màu tạo thành do sự phân giải đường ở môi trường kiềm và nhiệt độ cao.+ Chất màu tạo thành do sự tạo thành phức chất giữa polyphenol với ion kim loạinặng, trước hết là Fe

Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất ảnh hưởng rất lớn đến màu sắc, chất lượngđường thành phẩm Vì vậy, trong quá trình sản xuất cần có các biện pháp hợp lý để hạnchế các điều kiện tạo ra chất màu

1.4.2.4 Chất không đường vô cơ [6]

Các chất vô cơ chủ yếu trong nước mía hỗn hợp là: K2O, Na2O, SiO2, P2O5, Ca, Mg.Trong đó K2O chiếm phần lớn Trong quá trình làm sạch, P2O5 có tác dụng tốt, còn cácchất còn lại có hại trong sản xuất K, Na là nguyên nhân tạo mật cuối Các chất khác như

Ca, Mg, SiO2, là thành phần chủ yếu đóng cặn trong thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt

1.5 Cơ sở lý thuyết trong quá trình sản xuất đường

1.5.1 Qúa trình lấy nước mía ra khỏi cây mía [3]

Để lấy nước mía ra khỏi cây mía, hiện nay trong công nghiệp người ta sử dụng haiphương pháp chính là phương pháp ép và phương pháp khuếch tán

Phương pháp ép: vẫn được sử dụng phổ biến từ mấy trăm năm nay Nguyên lýchung của phương pháp này là xé và ép dập cây mía nhằm phá vỡ các tế bào để lấy nướcmía Ép mía là công đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất đường, gồm: vận chuyển cấpmía vào máy ép, xử lý mía trước khi ép, ép dập và ép kiệt

Phương pháp ép khuếch tán: ra đời sau phương pháp ép, tuy nhiên lại có nhiều ưuđiểm, đặc biệt là hiệu suất lấy nước mía cao hơn Nguyên lý của phương pháp này là dựavào hiện tượng khuếch tán, có nghĩa là hai dung dịch có nồng độ khác nhau tập trung lạisát nhau hoặc chỉ cách nhau một mảng mỏng, tự trao đổi với nhau bằng thẩm thấu xuyênqua màng mỏng ấy Công nghệ khuếch tán bao gồm công đoạn: xử lý mía, khuếch tánnước mía, ép nước khỏi bã mía và xử lý nước mía

1.5.2 Qúa trình làm sạch nước mía [3]

1.5.2.1 Tác dụng của pH

Nước mía hỗn hợp có pH = 5 ÷ 5,5 Trong quá trình làm sạch do sự biến đổi của pHdẫn đến sự biến đổi hóa lý và hóa học các chất không đường trong nước mía và có hiệuquả rất lớn đến quá trình làm sạch Việc thay đổi giá trị pH có các tác dụng sau:

+ Ngưng kết chất keo: ở nước mía có hai điểm pH làm ngưng tụ keo là pH trên dưới

7 và trên dưới 11 Điểm pH trước là pH đẳng điện, điểm pH sau là điểm ngưng kết proteintrong môi trường kiềm mạnh Trong quá trình làm sạch, ta lợi dụng các điểm pH này đểngưng kết chất keo

+ Làm chuyển hóa đường saccharose: khi nước mía ở môi trường acid (pH < 7) sẽlàm chuyển hóa saccharose thành hỗn hợp glucose và fructose

+ Làm phân hủy saccharose: trong môi trường kiềm, dưới tác dụng của nhiệtsaccharose bị phân hủy thành các sản phẩm phức tạp

+ Làm phân hủy đường khử

+ Trung hòa các acid hữu cơ và vô cơ

+ Tại các điểm đẳng điện để ngưng kết các chất keo

+ Làm trơ các phản ứng aicd của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự chuyển hóasaccharose

+ Kết tủa hoặc đông tụ những chất không đường: protein, pectin, chất màu, chấtkeo…

+ Phân hủy một số chất không đường, đặc biệt là đường chuyển hóa amide

+ Tác dụng cơ học: các chất kết tủa có tác dụng kéo theo những chất lơ lửng vànhững chất không đường khác

+ Sát trùng nước mía

 Tác dụng của SO 2

+ Tạo kết tủa CaSO3 có khả năng hấp thụ các chất không đường, chất màu và chấtkeo có trong dung dịch

+ Làm giảm độ kiềm, độ nhớt của dung dịch do một phần chất keo đã bị loại.

+ Tẩy màu và ngăn ngừa sự tạo màu

+ Làm tan kết tủa CaSO3 khi dư SO2

 Tác dụng của CO 2

+ Tạo kết tủa CaSO3 với vôi có khả năng hấp thụ các chất không đường cùng kếttủa

+ Phân ly muối saccharate canxi tạo thành saccharose và CaSO3 kết tủa

+ Nếu CO2 dư sẽ làm tan kết tủa CaSO3 làm đóng cặn trong thiết bị truyền nhiệt vàbốc hơi

 Tác dụng của P 2 O 5

P2O5 dạng muối hoặc acid sẽ kết hợp với vôi tạo thành kết tủa Ca3(PO4)2, kết tủa này

có tỷ trọng lớn có khả năng hấp thụ chất keo và chất màu cùng kết tủa Khi vôi làm sạchnước mía có đủ lượng P2O5 nhất định thì hiệu quả làm sạch tăng rõ rệt

1.5.3 Qúa trình cô đặc [3]

Nước mía sau quá trình làm sạch có nồng độ chất khô khoảng 12 ÷ 15Bx Để đápứng nhu cầu nấu đường cần cô đặc nước mía đến khoảng 65Bx gọi là mật chè và do đócần bốc hơi một lượng lớn nước và để tiết kiệm hơi cần thực hiện ở hệ bốc hơi nhiềuhiệu Trong quá trình bốc hơi, tuy rằng tiêu hao một lượng hơi nhiều nhưng đông thờicũng sản sinh ra một lượng hơi thứ tương đối lớn Hơi thứ có nhiệt độ cao nên được sửdụng làm nguồn nhiệt cho các công đoạn khác như nấu đường, gia nhiệt Do đó, côngđoạn bốc hơi là trung tâm hệ thống nhiệt của toàn nhà máy, là trạm cung cấp hơi áp lựcthấp Có phương án bốc hơi hợp lý sẽ giảm tiêu hao năng lượng hơi và giảm giá thành Có

3 phương án nhiệt của hệ bốc hơi:

+ Phương pháp bốc hơi áp lực

+ Phương án bốc hơi chân không

+ Phương án bốc hơi áp lực chân không

Trong quá trình bốc hơi, dưới tác dụng của nhiệt độ cao nên sẽ xảy ra nhiều phảnứng hóa học và hóa lý dẫn đến sự thay đổi thành phần và đặc tính của dung dịch đường:

+ Sự chuyển hóa saccharose

+ Sự phân hủy saccharose và tăng màu sắc

+ Độ tinh khiết tăng cao

+ Sự thay đổi độ kiềm

+ Sự tạo cặn

Chương 2 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1 Chọn dây chuyền công nghệ

2.1.1 Chọn phương pháp lấy nước mía [4]

Có hai phương pháp lấy nước mía ra khỏi cây mía: phương pháp ép và phương phápkhuếch tán

 Phương pháp ép

Ưu điểm:

+ Đơn giản, dễ thao tác

+ Nước mía thu được có nồng độ đường cao

+ Tiết kiệm hơi, thời gian của quá trình cô đặc, nâng cao hiệu quả sản xuất cao + Công nhân vận hành ở khu vực này có thể không cần có trình độ kỹ thuật cao Nhược điểm:

+ Hiệu suất thu hồi đường thấp 95 ÷ 97%

+ Hệ máy ép cồng kềnh, nặng nề

+ Tiêu hao năng lượng lớn

+ Chi phí chế tạo, sữa chữa bảo dưỡng cao

 Phương pháp khuếch tán

Ưu điểm:

+ Tổng hiệu suất thu hồi đường cao, lên đến 98 ÷ 98,5%

+ Năng lượng tiêu hao ít hơn phương pháp ép

+ Vốn đầu tư ít

Nhược điểm

+ Nhiên liệu cho quá trình bốc hơi tăng, tăng chi phí sản xuất

+ Chất không đường trong nước mía tăng làm tăng tổn thất đường trong mật cuối + Đội ngũ công nhân yêu cầu phải có trình độ kỹ thuật cao, tay nghề giỏi

Từ những phân tích trên, có thể thấy phương pháp khuếch tán có hiệu quả hơn, được

sử dụng ở nhiều nước công nghiệp hiện đại Nhưng với điều kiện kinh tế - kỹ thuật củanước ta hiện nay thì phương pháp ép vẫn cho thấy sự phù hợp hơn nên tôi chọn phươngpháp ép

+ Trung hòa nước mía hỗn hợp

+ Loại tất cả các chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía

+ Ngăn ngừa sự chuyển hóa đường saccharose

Có 3 phương pháp làm sạch nước mía hỗn hợp: phương pháp vôi hóa, phương phápcacbonat hóa ( phương pháp CO2) và phương pháp sunfit hóa ( phương pháp SO2)

2.1.2.1 Phương pháp vôi hóa

Dựa vào điều kiện công nghệ và thứ tự khác nhau, có thể chia phương pháp vôi:+ Phương pháp gia vôi vào nước mía nóng

+ Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh

+ Phương pháp gia vôi phân đoạn

Ưu điểm:

+ Quản lý và thao tác tiện lợi

+ Thiết bị và quy trình tương đối đơn giản

+ Qúa trình làm sạch chỉ do tác dụng của nhiệt và vôi

Nhược điểm:

+ Hiệu suất làm sạch thấp.

+ Chỉ sử dụng để sản xuất đường thô

2.1.2.2 Phương pháp cacbonat hóa

Gồm phương pháp thông CO2 một lần và phương pháp thông CO2 trung gian

+ Phương pháp thông CO2 một lần: cho toàn bộ sữa vôi vào nước mía một lần vàthông CO2 đến độ kiềm thích hợp

+ Phương pháp thông CO2 trung gian: sau khi đun nóng đến nhiệt độ 100ºC, bốc hơiđến nồng độ mật chè 35 ÷ 40Bx, nước mía hỗn hợp được sử lý như thông CO2 thôngthường

Ưu điểm:

+ Hiệu quả làm sạch tốt

+ Loại được nhiều chất keo, chất màu, chất vô cơ

+ Hàm lượng canxi trong nước mía thấp

+ Chất lượng sản phẩm tốt, bảo quản được lâu

Nhược điểm

+ Lượng tiêu hao hóa chất nhiều

+ Sơ đồ công nghệ và thiết bị tương đối phức tạp

+ Yêu cầu thao tác kỹ thuật cao, khống chế tránh đường khử trong thiết bị

2.1.2.3 Phương pháp sunfit hóa

Gồm phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ, sunfit hóa kiềm mạnh, sunfit hóa acid tính.+ Phương pháp sunfit hóa kiềm mạnh: đặc điểm là trong quá trình làm sạch có mộtgiai đoạn tiến hành ở pH cao Hiệu quả làm sạch tương đối tốt, kể cả loại mía xấu và sâubệnh Nhưng do sự phân hủy lớn, màu nước mía đậm nên không còn được sử dụng

+ Phương pháp sunfit hóa acid tính: đặc điểm là thông SO2 vào nước mía đến pHacid và thu sản phẩm đường trắng, do đó phương pháp này được sử dụng để sản xuấtđường cát trắng

+ Phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ (pH = 8 ÷ 9): đặc điểm là chỉ tiến hành thông

SO2 vào nước mía mà không thông SO2 vào đường thô Đây là phương pháp để sản xuấtđường thô, so với phương pháp vôi thì hiệu quả loại chất không đường tốt hơn Vậy, tôichọn phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ để sản xuất đường thô làm nguyên liệu cho sảnxuất các sản phẩm thực phẩm khác

2.1.3 Chọn phương án nhiệt của hệ bốc hơi [4]

Công đoạn bốc hơi cần đáp ứng yêu cầu công nghệ và phương án nhiệt sau đây:+ Đảm bảo nồng độ mật chè theo quy định 55 ÷ 65%

+ Giảm tổn thất đường, cần khống chế ở nhiệt độ và pH thích hợp, rút ngắn thờigian lưu của nước mía trong thiết bị

+ Giảm tốc độ đóng cặn trong nồi bốc hơi

+ Nâng cao lợi dụng nhiệt năng, giảm tổn thất nhiệt

Có 3 phương án nhiệt của hệ bốc hơi:

 Phương án bốc hơi áp lực: các hiệu bốc hơi làm việc dưới áp lực

Ưu điểm: Sử dụng được triệt để hơi thứ, không cần tháp ngưng tụ hoặc bơm chânkhông mà chỉ cần một bơm nhỏ để thực hiện dòng chảy ban đầu

Nhược điểm: Tổn thất đường cao và không thỏa mãn các yêu cầu công nghệ

 Phương án bốc hơi chân không: các hiệu bốc hơi đều làm việc ở chân không

Ưu điểm: Giảm sự phân hủy chuyển hóa đường, màu sắc tốt hơn và thỏa mãn cácyêu cầu công nghệ khác

Nhược điểm: Không sử dụng hơi thứ và đầu tư thiết bị tốn kém

 Phương án bốc hơi áp lực chân không: có hiệu đầu làm việc dưới áp lực, hiệu cuối làmviệc dưới chân không

Phương án này khắc phục được nhược điểm của các phương án trên: vừa tận dụngđược hơi thứ, vừa thỏa mãn các yêu cầu công nghệ, đáp ứng được nhu cầu dùng hơi củagia nhiệt và nấu đường Gồm bốc hơi ba hiệu, bốn hiệu, năm hiệu chân không…mỗiphương án đều có ưu nhược điểm riêng nhưng tôi chọn bốc hơi bốn hiệu năm nồi chânkhông với lý do sau:

+ Lợi dụng được hơi thứ tốt

+ Có thể dùng nhiều hơi thứ cung cấp cho nấu đường và gia nhiệt, tiết kiệm hơi nên

có tính kinh tế cao

+ Thao tác tương đối dễ dàng

2.1.4 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Nguyên liệu mía

Bã bùn

Nước mía hỗn hợpBx= 12 ÷ 17%, pH= 4,5 ÷ 5,5

Bx = 12 - 17%, pH = 4,5 - 5,5

Gia nhiệt 1 (tº= 65 ÷ 700C)Gia vôi sơ bộ (pH= 8,0 ÷ 9,0)

Trung hòa (pH= 7,2 ÷ 7,4)Gia nhiệt 2 (tº= 100 ÷ 105 0C)

Nước bùnLắng

Lọc bùn

Nước lọc trong

Nước lọc đục

Nước chè trong (pH=6,8÷ 7,0)Gia nhiệt 3 (tº= 110 ÷ 115 0C)

Bốc hơi đa hiệu(4 hiệu năm nồi)

Hình 2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất đường [6]

2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

2.2.1 Tiếp nhận nguyên liệu

Mía thu hoạch ở vùng nguyên liệu, vận chuyển chủ yếu bằng xe tải qua cân để xácđịnh khối lượng và lấy mẫu để phân tích chữ đường, sau đó được cẩu lên băng xả mía đểđảm bảo lượng mía được xả xuống băng chuyền mía đều đặn và dùng máy khoả bằng đểsan đều lớp mía vừa đổ xuống

Hình 3 Tiếp nhận nguyên liệu [11]

Nấu đường

2.2.3 Ép mía

Mục đích của giai đoạn này là lấy kiệt nước ở trong cây mía tới mức tối đa

Mía sau khi đi qua máy tách kim loại sẽ được băng tải đưa đến hệ thống ép Hệthống ép gồm 4 máy, 1 máy ép dập và 3 máy ép kiệt Máy ép dập có nhiệm vụ lấy nướcmía ra từ cây mía và làm cho mía dập vụn, thu nhỏ thể tích lớp mía để cho máy ép kiệtlàm việc ổn định Máy ép kiệt lấy kiệt lượng nước có trong mía, để làm được điều nàythường sử dụng phương pháp “thẩm thấu kép” Nguyên lý của phương pháp là: nước míanhiều đường cho vào bể chứa nhiều đường, nước mía ít đường cho vào bể chứa ít đường,nước mía của máy ép 3 làm “nước thẩm thấu” cho máy ép 1, nước mía của máy ép 4 làm

“nước thẩm thấu” cho máy ép 2 Nhiệt độ của nước thẩm thấu khoảng 50 ÷ 60ºC, lượngnước thẩm thấu chiếm khoảng 25 ÷ 30% so với trọng lượng mía Nước mía hỗn hợp thuđược có Bx = 12 ÷ 17%, pH= 5 ÷ 5,5, sau đó được đưa đến khu làm sạch

Hình 4 Sơ đồ hệ thống ép thẩm thấu kép [6]

2.2.4 Gia vôi sơ bộ

Mục đích của giai đoạn này nhằm trung hoà nước mía hỗn hợp, ngăn ngừa sựchuyển hoá đường Kết tủa và đông tụ một số keo Khử trùng, ngăn ngừa sự phát triển của

vi sinh vật Tăng tốc độ lắng, tăng hiệu suất làm sạch

Vôi cho vào nước mía dưới dạng sữa vôi, nồng độ 6 ÷ 8 Be, liều lượng khoảng 20%tổng lượng sữa vôi Nước mía hỗn hợp thường cho gia vôi sơ bộ đến pH= 8,0 ÷ 9,0, bổsung thêm P2O5 dưới dạng H3PO4 để tăng hiệu quả làm sạch Nước mía hỗn hợp sau giavôi sơ bộ được đưa đi gia nhiệt 1

1 Cửa nước mía vào

2 Cửa vôi vào

3 Của nước mía ra

4. Cánh khuấy

1 12 10

4

6 11

7 3 9 8

1 12

116

5 2

10 9

8 7

4 3

3 4

5

6 7

Hình 6 Thiết bị gia nhiệt ống chùm thẳng đứng [3]

Nguyên lý hoạt động: Nước mía đi vào và đi ra ở đỉnh thiết bị, nước mía đi trongống gia nhiệt, hơi truyền nhiệt đi ngoài ống Và diễn ra quá trình trao đổi nhiệt từ hơi quathành ống, rồi từ thành ống truyền nhiệt cho nước mía đến nhiệt độ 65 ÷ 70ºC

2.2.6 Thông SO 2 và gia vôi trung hòa

Mục đích của quá trình thông SO2 là tạo chất kết tủa CaSO3 có tính hấp phụ, có thểhấp phụ các chất không đường, chất keo… trong nước mía hỗn hợp giúp cho quá trìnhlắng đạt hiệu quả cao Thông SO2 phụ thuộc vào lưu lượng nước mía nhiều hay ít Cường

độ SO2 thường khoảng 8 ÷ 10 tức là 0,8 ÷ 1 g/l nước mía Sau khi thông, pH đạt 3,4 ÷ 3,8.Lúc này đường rất dễ bị chuyển hóa nên phải trung hòa nhanh bằng sữa vôi

Hình 7 Tháp xông lưu huỳnh [12]

Quá trình trung hòa có mục đích là ngăn ngừa sự chuyển hóa đường, keo tụ các chấtkhông đường, các hạt lơ lửng, huyền phù có trong nước mía hỗn hợp, vôi có tính sát trùngnên kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật Nước mía sau khi trung hòa có pH = 7,2 ÷ 7,4

2.2.7 Gia nhiệt 2

Nước mía sau khi gia vôi trung hòa tiếp tục đưa đi đun nóng lần 2

Quá trình này nhằm làm tăng hiệu quả của gia vôi trung hòa, giảm độ nhớt dung dịch,tách một phần không khí trong nước mía giảm sự tạo bọt để quá trình lắng đạt hiệu quả tăngtốc độ lắng, giảm tỷ trọng nước mía và tiêu diệt vi sinh vật Đồng thời giảm được sự đóngcặn trong thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt

Nhiệt độ nước mía đạt 100 ÷ 105ºC Nếu gia nhiệt ở nhiệt độ lớn hơn 105ºC làm chodung dịch quá bão hòa gây khó khan cho quá trình lắng sau đó Nếu thấp hơn 100ºC độnhớt của dung dịch quá cao làm cho quá trình phân tách két tủa khó khan, làm chậm qúatrình lắng.

2.2.8 Qúa trình lắng

Mục đích của quá trình này là tách cặn và bùn ra khỏi nước mía hỗn hợp

Nước mía trung hòa sau khi gia nhiệt chảy sang thùng tản khí để bay hết lượng SO2

còn dư và tránh sự tạo bọt sau đó đưa đi lắng

Nước mía hỗn hợp sau khi qua các giai đoạn gia công như: gia vôi lần sơ bộ, gia nhiệtlần 1, gia vôi trung hòa, gia nhiệt lần 2 sẽ sản sinh rất nhiều chất kết tủa và các chất lơ lửngtrong nước mía Vì vậy cần tiến hành xử lý để thu được nước mía sạch Nước mía từ thùngtản khí đi vào thiết bị lắng liên tục với tốc độ nhanh theo phương tiếp tuyến gặp các tấmchắn đổi hướng nhằm đảm bảo cho nước mía được phân bố đều Trên trục trung tâm cólắp các cánh khuấy cùng chuyển động với trục Cánh khuấy gạt bùn từ từ hướng về trụctrung tâm và lắng xuống đáy Bùn được đưa về thùng khuấy trộn để cùng với bã mịn tạothành khối dung dịch lọc Nước lắng trong theo ống góp đặt tại đỉnh cao nhất của mỗingăn thu nhận nước lắng trong rồi đưa về thùng chứa Lượng nước mía cho vào và lượngchè trong lấy ra phải ở mức cân bằng Thời gian nước mía lưu trong thiết bị lắng làkhoảng 1 ÷ 2h

Hình 8 Thiết bị lắng liên tục có khuấy [3]

2.2.9 Lọc chân không thùng quay

Qúa trình này nhằm thu hồi lượng đường còn lẫn trong bùn lắng Lượng bùn trướckhi vào máy lọc được trộn với bã nhuyễn trong thùng khuấy trộn, dung dịch này trànxuống bể chứa bùn của thiết bị lọc Nhờ áp lực chân không bùn được hút bám vào lướilọc tạo thành lớp lọc Nước lọc theo ống góp trong các ngăn về đầu phân phối, chảy đếnthùng chứa Nước lọc trong cùng với nước mía trong được đưa đi gia nhiệt 3 Bã bùnđược dao gạt ra khỏi bề mặt thùng lọc, nhờ băng tải chuyển ra ngoài làm phân vi sinh.Trong quá trình lọc có dung nước để rửa bùn, nhiệt độ nước rửa 75÷ 80ºC, tốc độquay của thùng là 0,1÷ 0,3 vòng/phút, lượng nước rửa từ 100÷ 150% so với bùn, hiệu quảthu hồi đường cao tới 90÷ 95%

1 3

Quá trình này được thực hiện giống như gia nhiệt 1 và 2

6 Băng tải cao su

7 Cửa dung dịch vào

8 Ống chảy tràn

Nhằm bốc hơi nước, đưa nồng độ Bx của nước mía hỗn hợp từ 12 ÷ 14% lên Bx =

55 ÷ 60% để tạo điều kiện cho quá trình nấu đường - kết tinh

Nước chè trong sau khi gia nhiệt 3 được đưa vào cô đặc 4 hiệu, qua mỗi hiệu nướcchè trong được bốc hơi một phần nước làm cho nồng độ nước chè tăng lên

Để bốc hơi sử dụng thiết bị cô đặc ống chùm bốc hơi áp lực chân không 4 hiệu 5nồi, trong đó 4 nồi hoạt động chính và 1 nồi dự phòng

Nguyên tắc: cho hơi đốt vào nồi 1, hơi thứ nồi 1 dùng làm hơi đốt nồi 2, hơi thứ nồi

2 làm hơi đốt nồi 3, hơi thứ nồi 3 dùng làm hơi đốt nồi 4, hơi thứ nồi cuối đi vào thiết bịngưng tụ baromet Đồng thời một phần hơi thứ của 3 hiệu đầu được đưa đi đun nóng vànấu đường Dung dịch trong nồi đi từ nồi này sang nồi khác nhờ sự chênh lệch áp suấtgiữa các nồi Nước mía đi trong ống, hơi đi ngoài ống, ở giữa buồng đốt có ống tuần hoàntrung tâm Do sự chênh lệch nhiệt độ trong ống tuần hoàn và ống truyền nhiệt tạo nên đốilưu trong thiết bị cô đặc ống chùm, thiết bị làm việc liên tục Nước ngưng ở hiệu đầu tiênkhông bị nhiễm đường nên được đưa đến lò hơi, còn nước ngưng ở các hiệu còn lại cókhả năng bị nhiễm đường nên được đưa vào các bình chứa, sau đó sử dụng cho các côngđoạn khác

2.2.12 Lọc kiểm tra

Mục đích:

+ Tách triệt để cặn còn sót lại và cặn mới sinh ra trọng quá trình cô đặc

+ Làm tăng độ tinh khiết của mật chè, tạo điều kiện tốt cho công đoạn nấu đường,kết tinh, ly tâm

Chương 3 CÂN BẰNG VẬT CHẤT Các số liệu ban đầu:

- Năng suất nhà máy: 17000 tấn mía/ngày

- Hàm lượng đường saccharose trong mía: 12,38 %

- Hàm lượng chất không đường trong mía: 2,23 %

3.1 Công đoạn ép (cơ sở tính cho 100 tấn mía)

3.1.1 Tính thành phần mía nguyên liệu

- Khối lượng đường saccharose trong mía

G1 = %saccharose x 100 = 12,38% x 100 = 12,38 tấn

- Khối lượng đường ép được

G2 = Lượng đường trong mía x Hiệu suất ép = 142,38 x 93,65% = 11,594 tấn

- Khối lượng xơ trong mía

G3 = %Xơ trong mía x 100 = 11,06% x 100 = 11,06 tấn

- Khối lượng chất không đường trong mía

G4 = %Chất không đường x 100 = 2,23% x 100 = 2,23 tấn

- Khối lượng nước trong mía

G5 = %Nước trong mía x 100 = 74,33% x 100 = 74,33 tấn

- Khối lượng chất tan trong mía

G6 = Khối lượng đường trong mía + Khối lượng chất không đường trong mía = 12,38 + 2,23 = 14,61 tấn

- Phần trăm chất tan trong mía

G7 = Khối lượngchất tan trong mía100 x 100 = G6

100 = 14,61100 x 100 = 14,61%

3.1.2 Tính lượng nước nguyên

- Khối lượng nước mía nguyên

G8 = 100 - Khối lượng xơ trong mía = 100 – G3 = 100 – 11,06 = 88,94 tấn

- Phần trăm đường có trong nước mía nguyên

G9 = Khối lượngđường saccharose trong mía Khối lượng nướcmía nguyên x100 = G G1

8 x100 = 12,3888,94 x100 = 13,92%

- Nồng độ Bx của nước mía nguyên

G10 = Khối lượngchất tan trong mía Khối lượngnước mía nguyên x100 = G6

G8 x100 = 14,6188,94x100 = 16,43%

- Độ tinh khiết của nước mía nguyên

G11 = Phần trăm đường trong nước mía nguyên Nồng độ Bx của nước mía nguyên x100 = G G9

10 x100 = 13,9216,43 x100 = 84,73%

- Phần trăm nước trong nước mía nguyên

G12 = Khối lượngnước mía nguyên Khối lượngnước trong mía x100 = G5

G8 x100 = 74,3388,94 x100 = 83,57%

- Phần trăm nước mía nguyên so với mía

G13 = Khối lượngnước mía nguyên Khối lượng mía x100 = G8

100 x100 = 88,94100 x100 = 88,94%

3.1.3 Tính bã mía

- Khối lượng đường saccharose trong bã

G14 = Khối lượng đường saccharose trong mía - Khối lượng đường ép được = G1 – G2 = 12,38 – 11,594 = 0,786 tấn

- Khối lượng chất tan có trong bã

G15 = Khối lượngđường saccharose trong bã Độtinh khiết của bã x100 = G14

80,25 x100 = 0,78680,25 x100 = 0,979 tấn

- Khối lượng bã

G16 = Khối lượng xơ trong mía+Khối lượng chất tan có trong bã 100 %−%Nước trong bã x100

= G3+G15

100 %−%Nước trong bã x100 = 100 %−49,39 %11,06+0,979 x100 = 23,79 tấn

- Khối lượng chất không đường trong bã

G17 = Khối lượng chất tan trong bã - Khối lượng đường saccharose trong bã = G15 – G14 = 0,979 – 0,786= 0,193 tấn

- Phần trăm bã so với mía

G18 = Khối lượngbã100 x100 = G16

100 x100 = 23,79100 x100 = 23,79%

- Phần trăm xơ mía so với bã

G19 = %Xơ trong mía %Bã trong mía x100 = 11,0623,79 x100 = 46,49%

- Phần trăm khối lượng chất tan trong bã

G20 = Khối lượngchất tan có trong bã Khối lượngbã x100 = G G15

16 x100 = 0,97923,79 x100 = 4,12%

- Phần trăm đường trong bã

G21 = Khối lượngđường saccharose trong bã Khối lượng bã x100 = G G14

16 x100 = 0,78623,79 x100 = 3,30%

- Khối lượng nước trong bã

G22 = G16 x %Nước trong bã = 23,79 x 49,39% = 11,75 tấn

3.1.4 Tính nước thẩm thấu

- Khối lượng nước thẩm thấu

G23 = %Nước thẩm thấu x 100 = 32,47 x 100 = 32,47 tấn

3.1.5 Tính nước mía hỗn hợp

- Khối lượng nước lọc đục chiếm 5 ÷ 7% so với khối lượng mía, chọn 5%

- Khối lượng nước mía hỗn hợp

G24 = 100 + Nước thẩm thấu - Khối lượng bã + Khối lượng nước lọc đục = 100 + G23 + G16 = 100+ 32,47 – 23,79 + 5 = 113,68 tấn

- Phần trăm nước mía hỗn hợp so với mía

G25 = Khối lượngnước mía hỗn hợp Khối lượng mía x100 = G24

100x100= 113,68100 x100 = 113,68%

- Pol nước lọc đục chiếm khoảng 3 ÷ 5% so với khối lượng mía, chọn 3%

- Khối lượng đường trong nước mía hỗn hợp

G26 = Khối lượng đường trong nước mía - Khối lượng đường trong bã

+ Pol nước lọc đục = G1 – G14 + 0,03 = 12,38 – 0,786 + 0,03 = 11,624 tấn

- Bx nước lọc đục chiếm khoảng 8 ÷ 10% so với khối lượng mía, chọn 8%

- Khối lượng chất tan trong nước mía hỗn hợp

G27 = Khối lượng chất tan trong nước mía - Khối lượng chất tan trong bã + Bx nước lọc đục

= G6 – G15 + 0,08 = 14,61 – 0,979 + 0,08 = 13,71 tấn

- Nồng độ Bx của nước mía hỗn hợp

G28 = Khối lượngchất tan của nước mía hỗn hợp Khốilượng nước mía hỗn hợp x100 = G G27

24 x100

- Phần trăm đường trong nước mía hỗn hợp

G30 = Khối lượngđường trong nướcmía hỗn hợp Khối lượng nước mía hỗn hợp x100 = G G26

24 x100 = 11,624113,68 x100 = 10,23%

- Độ tinh khiết của nước mía hỗn hợp

G31 = % đường saccharose trong nước mía hỗnhợp Nồng độ chất khô trong nước mía hỗn hợp x100 = G G30

28 x100 = 12,06110,23 x100 = 84,78%

- Khối lượng chất không đường trong nước mía hỗn hợp

G32 = Khối lượng chất không đường trong mía

- Khối lượng chất không đường trong bã

= G4 – G17 = 2,23 – 0,193 = 2,037 tấn

- Phần trăm chất không đường trong hỗn hợp mía

G33 = Khối lượngchất không đường trong nước mía hỗn hợp Khối lượng nước mía hỗn hợp x100

= G G32

24 x100 = 113,682,037 x100 = 1,792%

- Khối lượng nước trong nước mía hỗn hợp

G34 = Khối lượng nước mía hỗn hợp

- Khối lượng chất tan trong nước mía hỗn hợp

= G24 – G27 = 113,68 – 13,71 = 99,97 tấn

- Tổn thất đường trong nước mía hỗn hợp

G35 = 100% - Hiệu suất ép = 100% - 93,65% = 6,35%

Kết quả tổng kết cho công đoạn ép mía được thể hiện ở bảng 3.1

Bảng 3.1 Tổng kết công đoạn ép mía

100 tấnmía

% Tính theo

năng suất

9 Phần trăm đường có trong nước mía nguyên 13,92

12 Phần trăm nước mía trong nước mía nguyên 83,57

13 Phần trăm nước mía nguyên so với mía 88,94

16 Khối lượng bã 23,79 4043,96

25 Phần trăm nước mía hỗn hợp so với mía 113,68

26 Khối lượng đường trong nước mía hỗn hợp 11,62 1976,08

27 Khối lượng chất tan trong nước mía hỗn hợp 13,71 2330,87

27 Nồng độ chất khô của nước mía hỗn hợp 12,061

29 Thể tích nước mía hỗn hợp (m3) 108,42

30 Phần trăm đường trong nước mía hỗn hợp 10,23

32 Khối lương chất không đường trong nước

mía hỗn hợp

33 Phần trăm chất không đường trong nước mía

hỗn hợp

1,792

34 Khối lượng nước trong nước mía hỗn hợp 99,97 16955,07

Vậy lượng SO2 sinh ra: G37 = 6432 x0,07 = 0,14 tấn

3.2.2 Tính vôi và sữa vôi

Lượng CaO có hiệu quả so với mía chiếm 0,2 ÷ 0,3%, chọn 0,25%

- Lượng CaO có hiệu quả so với vôi chiếm 75%

- Khối lượng CaO có hiệu quả G38 = 100 x 0,25% = 0,25 tấn

- Khối lượng vôi cần dùng

G39 = G38

75 % x100 = 75 %0,25 x100 = 0,333 tấn

Sữa vôi được pha với nồng độ 6 ÷ 8Be, chọn nồng độ 7Be tra bảng I.87,T65,[7]

được Bx = 12,6%

Từ Bx = 12,6% tra bảng I.86,T58,[7] được ρ = 1050,84 kg/m3 = 1,05084 tấn/m3

%CaO có hiệu quả trong sữa vôi 6,2%

- Khối lượng sữa vôi

G40 = Nồng độ CaO có hiệu quảtrong sữa vôi Khối lượng vôi cần dùng x100 = G39

6,2 x100 = 0,3336,2 x100 = 5,371 tấn

- Khối lượng nước trong sữa vôi

G41 = Khối lượng sữa vôi - Khối lượng vôi = G40 – G39

= 5,371 – 0,333 = 5,038 tấn

- Thể tích sữa vôi G42 = Khối lượng sữa vôi ρ = G40

ρ = 1,050845,371 = 5,111 m3

- Khối lượng sữa vôi dùng cho gia vôi G43 = G40 = 5,371 tấn

- Khối lượng CaO có trong sữa vôi dùng cho gia vôi

G44 = G43 x %CaO có hiệu quả trong sữa vôi = 5,371 x 6,2% = 0,866 tấn

3.2.3 Gia vôi

- Khối lượng nước mía hỗn hợp sau gia vôi

G45 = Khối lượng nước mía hỗn hợp + Khối lượng sữa vôi dùng cho gia vôi = G24 + G43 = 113,68 + 5,371 = 119,05 tấn

- Khối lượng chất tan trong nước mía sau gia vôi

G46 = Khối lượng chất tan trong nước mía hỗn hợp = G27 + G44

= 13,71 + 0,866 = 14,58 tấn

- Nồng độ chất tan của nước mía sau gia vôi

G47 = Khối lượngchất tan trong nước mía sau gia vôi Khối lượngnước mía hỗn hợp sau gia vôi = G G46

45 x100 = 119,0514,58 x100 = 12,244%

Từ Bx = 12,244% tra bảng I.86,T58,[7] được ρ = 1,049335 tấn/m3

- Thể tích nước mía sau gia vôi

G48 = Khối lượngnước mía hỗn hợp sau gia vôi ρ = G45

ρ = 1,049335119,05 = 113,456 m3

3.2.4 Thông SO 2

- Khối lượng nước mía sau thông SO2

- Bx của nước mía sau thông SO2

G52 = Khối lượngchất tan trong nước mía sau thông SO Khối lượng nước mía sau thông SO 2

2 x100 = G G51

49 x100 = 119,17214696 x100 = 12,332%

3.2.5 Tính nước bùn

Lượng bùn lấy ra trong quá trình lắng bằng 20% khối lượng nước đem lắng Với

khối lượng riêng của bùn là ρ = 1,180 tấn/ngày ( T168,[3])

- Khối lượng nước bùn lấy ra trong quá trình lắng

G53 = Khối lượng nước mía sau thông SO2 x 20% = G49 x 20%

- Lượng bùn lọc G55 = Lượng bùn100 x100 = 1004 x100 = 4 tấn

- Khối lượng nước trong bùn

G56 = Lượng bùn lọc x Độ ẩm bùn = G55 x 70% = 4 x 70% = 2,8 tấn

- Khối lượng chất khô trong bùn lọc

G57 = Lượng bùn lọc - Khối lượng nước trong bùn = G55 - G56

= 4 – 2,8 = 1,2 tấn

+ Tính bã nhuyễn

Trong quá trình lọc, người ta cho bã nhuyễn vào có tác dụng trợ lọc Lượng bãnhuyễn bằng 1% so với mía và độ ẩm bã W = 49,39%

- Khối lượng bã nhuyễn cho vào bùn

G58 = Lượng bã nhuyễn so với mía100 x100 = 1001 x100 = 1 tấn

- Khối lượng nước trong bã nhuyễn

G59 = Khối lượng bã nhuyễn x Độ ẩm bã = G58 x W = 1 x 49,39% = 0,4939 tấn

- Khối lượng chất khô trong bã nhuyễn

G60 = Khối lượng bã nhuyễn - Khối lượng nước trong bã nhuyễn = G58 – G59

= 1- 0,4939 = 0,506 tấn

- Tổng khối lượng chất khô trong bã

G61 = Khối lượng chất khô của bùn lọc +Khối lượng chất khô trong bã nhuyễn = G57 + G60 = 1,2 + 0,506 = 1,706 tấn

Trong thực tế sản xuất, hàm lượng đường tổn thất theo bùn chiếm khoảng 0,2 ÷

0,8%, chọn 0,5%, T182,[3].

- Khối lượng đường saccharose tổn thất theo bùn

G62 = Lượng bùn lọc x Lượng đường tổn thất theo bùn = G55 x 0,5%

= 4 x 0,5% = 0,02 tấn

Khối lượng nước rửa chiếm khoảng 100 ÷ 150% so với chất khô trong bùn, chọn

135% Nhiệt độ nước rửa 80ºC, tra T184,[3]

- Khối lượng nước rửa

G63 = Khối lượng chất khô trong bùn x 135% = G57 x 135%

= 1,2 x 135% = 1,62 tấn

3.2.7 Nước mía sau lắng - lọc

- Khối lượng nước lắng trong

G64 = Khối lượng nước mía sau thông SO2

- Khối lượng nước lấy ra trong quá trình lắng

= G49 – G53 = 119,05 – 23,834 = 95,338 tấn

- Khối lượng nước mía lọc trong

G65 = Khối lượng nước bùn lấy ra trong quá trình lắng + Khối lượng nước rửa + Khối lượng nước trong bã nhuyễn - Lượng bùn lọc

= G53 + G63 + G59 – G55 = 119,05 +1,62 + 0,4939 – 4 = 18,312 tấn

- Khối lượng nước chè trong

G66 = Khối lượng nước lắng trong + Khối lượng nước mía lọc trong

= G64 + G65 = 95,338 + 18,312 = 113,65 tấn

- Khối lượng chất tan của chè trong

G67 = Khối lượng chất tan trong nước mía sau thông SO2

- Khối lượng chất khô trong bùn lọc

= G51 – G57 = 14,696 – 1,2 = 13,496 tấn

- Khối lượng đường saccharose của chè trong

G68 = Khối lượng đường trong nước mía hỗn hợp

- Khối lượng đường tổn thất theo bùn

= G26 – G62 = 11,624 – 0,02 = 14,604 tấn

- Nồng độ chất khô Bx của nước chè trong

G69 = Khối lượngchất tan của chè trong Khối lượng nước chè trong x100 = G G67

66 x100 = 13,496113,65 x100 = 11,875%

Bx = 11,875%, tra bảng I.86,T58,[7] được ρ = 1,04781 tấn/m3

- Phần trăm đường saccharose trong nước chè trong

G70 = Khối lượngđường sacharose của nướcchè trong Khối lượng nước chè trong x100 = G68

G66 x100