Làm sạch nước mía bằng phương pháp sunfit hóa acid

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Môn học: Công nghệ sản xuất Đường mía GVHD: Thầy Thái Văn Đức Nhóm thực hiện: N5-53TP1 Đinh Thị Ngọc Huyền Nguyễn Văn Trường Trần Thị Huỳnh Chơn Phạm Thị Út Quyên Trần Anh Tú Trần Thái Thị Hồng Uyên Phạm Thị Diễm Hương Tống Quang Anh Phạm Thị Khánh Quỳnh Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa NỘI DUNG • Mở đầu • Công nghệ làm nước mía phương pháp sunfit hóa acid • Ưu, nhược điểm phương pháp • Kết luận Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa I MỞ ĐẦU Tổng quan - Ngành đường mía nước ta có từ lâu đời, gần gũi, quen thuộc với người dân - Mía tận dụng để sản xuất sản phẩm: đường, giấy, phân bón,… - Thành phần nước mía hỗn hợp phụ thuộc vào: • Giống mía • Thổ nhưỡng • Khí hậu • Điều kiện canh tác - Trong công nghệ sản xuất đường mía, làm nước mía khâu quan trọng Vì: • Làm giúp làm tăng chất lượng đường tinh luyện • Làm tăng hiệu suất sản xuất đường  Giảm giá thành sản phẩm Làm nước mía khâu quan trọng CNSX đường mía Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa Các phương pháp làm nước mía Phương pháp làm nước mía Phương pháp vôi Sunfit hóa acid Đặc điểm phương pháp là thông SO2 vào nước mía đến pH acid thu sản phẩm đường trắng Đây phương pháp có nhiều ưu điểm nên dùng rộng rãi SX đường Phương pháp sunfit hóa Sunfit hóa kiềm mạnh Trong trình làm có giai đoạn tiến hành pH cao, hiệu làm tương đối tốt đặc biệt với loại mía xấu, sâu bệnh Nhưng phân hủy đường tương đối lớn, màu nước mía đậm, tổn thất đường nhiều  không sử dụng Phương pháp Cacbonat hóa Sunfit hóa kiềm nhẹ Phương pháp (pH = – 9) có đặc điểm tiến hành thông SO2 vào nước mía, không thông SO2 vào mật chè sản phẩm đường thô Hiệu pp vôi thiết bị thao tác phức tạp hơn, hóa chất tiêu hao nhiểu ít dùng Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa II.CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA Nước mía hỗn hợp chứa lượng chất không đường lợi cho trình chế biến đường Nên mục đích trình làm đường là: - Loại tối đa chất không đường khỏi nước mía, đặc biệt chất có hoạt tính bề mặt chất keo - Trung hòa nước mía hỗn hợp - Loại bỏ tất tạp chất nước mía hỗn hợp A Khí SO2 CNSX đường mía Đặc điểm chung - Công thức hóa học: SO2 - Phản ứng hóa học: S+O2 SO2 - Ứng dụng: công nghệ làm sạch, đặc biệt công nghiệp đường mía - Đặc điểm: SO2 dùng sản xuất đường dạng khí, lỏng muối (Na2SO3, NaHSO3, Na2S2O4) ,và thường dùng dạng khí Tác dụng SO2 với nước mía Tác dụng SO2 với nước mía mật chè tùy thuộc vào tính chất trung tính kiềm chúng Tác dụng SO2 sau: a.Trung hòa lượng vôi dư nước mía Khi cho SO2 vào nước mía có vôi dư phản ứng xảy sau: Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa SO2 + H2O  H2SO3 Ca(OH)2 + H2SO3  CaSO3 + 2H2O Tác dụng: - Làm giảm pH, hạn chế phân hủy đường sac đường khử môi trường kiềm gia nhiệt - CaSO3 cất kết tủa có khả hấp phụ chất không đường, chất màu chất béo có dung dịch - Ngưng kết số chất keo b Hòa tan muối Canxi sunfit kết tủa: Khi thông SO2 lượng làm cho canxi sunfit kết tủa biến thành canxi bisunfit hòa tan CaSO3 + SO2 + H2O  Ca(HSO3)2 • Ảnh hưởng:  Giảm hiệu làm muối canxi sunfit kết tủa bị giảm Khi qia nhiệt muối bisunfit canxi bị phân giải tạo thành muối sunfit canxi kết tủa đóng cặn bề mặt ống truyền nhiệt Ca(HSO3)2  CaSO3 + SO2 + H2O c Giảm độ nhớt mật chè: + Khi xông SO2 vào nước mía mật chè, tạo thành số muối kết tủa có tác dụng hấp phụ chất màu, chất keo  độ nhớt giảm + Khi cho SO2 vào làm thay đổi pH nên ngưng kết số keo, giảm độ nhớt + Tạo môi trường axit nên độ nhớt thấp Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa  Làm giảm độ nhớt mật chè, có lọi cho thao tác nấu đường kết tinh, đồng thời hạn chế phát triển vi sinh vật d Biến muối cacbonat thành muối sunfit: - Trong nước mía có hàm lượng muối cacbônat kali, canxi định thông SO2 tạo thành canxi sunphit kali sunphit K2CO3 + H2SO3 = K2SO3 + H2O + CO2 CaCO3 + H2SO3 = CaSO3 + H2O + CO2 - Tác dụng: + Muối cacbônat có khả tạo mật lớn muối sunphit nên thay đổi từ muối cacbônat thành muối sunphit làm giảm khả tạo mật + Muối sunphit làm giảm độ kiềm, độ nhớt mật chè có lợi cho việc nấu đường, kết tinh, phân mật Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa Sơ đồ công nghệ B Nước mía hỗn hợp Lọc Gia nhiệt lần I Thông SO2 lần I Ca(OH)2 Trung hòa Đun nóng lần II Thiết bị lắng Nước bùn Nước lọc Nước lắng Đun nóng lần III Mật chè Lọc kiểm tra Lọc Thông SO2 lần II Cô đặc Bùn Nhóm – 53TP1 C Làm nước mía phương pháp sunfit hóa Thuyết minh quy trình Nước mía hỗn hợp a Thành phần nước mía hỗn hợp Thành phần Phần trăm Đường Saccaroza 12 Glucoza 0,9 Fructoza 0,5 Xơ Xenluloza 5,5 Pentosan Araban 0,5 Linhin Chất chứa Nito Protein 0,12 Amit 0,07 Acid amin 0,21 Acid nitoric 0,01 NH3 Vết Xantin Vết Chất béo sáp Pectin 0,2 Acid tự (Suxinic malic) 0,08 Acid kết hợp (Suxinic, 0,12 malic) Chất vô SiO2 0,25 K2O 0,12 Na2O 0,01 CaO 0,02 MgO 0,01 Fe2O3 Vết Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa P2O5 SO2 Cl H2O 0,07 0,02 Vết 74,5 - Nước mía hỗn hợp có chứa lượng lớn chất phi đường Đặc biệt đường khử có khả làm xấu màu cho sản phẩm đường sau làm ảnh hưởng đến hiệu suất kết tinh đường Gia nhiệt lần     Mục đích Loại không khí nước mía, giảm bớt tạo bọt hỗn hợp nước mía Nhiệt độ tăng giúp tăng nhanh tốc độ phản ứng phản ứng hóa học cho công đoạn thông SO2 Tác dụng diệt trùng, đề phòng lên men axit xâm nhập vi sinh vật vào nước mía hỗn hợp Nhiệt độ không cao giúp hạn chế biến đổi đường đường khử Như hạn chế phản ứng caramen hóa đường, phản ứng melanoidin Hạn chế thủy phân đường saccaroza thành glucoza fructoza 10 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa - Yếu tố ảnh hưởng đến trình lắng  Độ lớn hạt kết tủa: Độ lớn hạt kết tủa không nhau, hạt lớn lắng nhanh, lắng xuống trước; hạt nhỏ li ti tạo với nước mía thành dung dịch đục, lắng chậm  Nồng độ nước mía: Nồng độ cao, độ nhớt lớn tốc độ lắng giảm Độ nhớt nước mía giảm nhờ trình đun nóng lần (102-1050C), tạo điều kiện thuận lợi cho trình lắng  Nhiệt độ: Khi nhiệt độ không ổn định, tăng cao có chấn động hay bị va chạm bọt bề mặt nước mía bị vỡ ra, hạt kết tủa không hút lại mà bắt đầu chìm xuống, nước mía bị đục trở lại, dù có tiếp tục để lắng tốc độ lắng chậm Nhiệt độ ảnh hưởng đến chuyển động chất lỏng thùng lắng, nhiệt độ không chỗ nóng, chỗ lạnh có tượng đối lưu, làm cho kết tủa không lắng theo chiều thẳng đứng mà theo hướng hỗn loạn, điều làm cho tốc độ lắng bị chậm lại Cần bảo ôn thùng lắng để giữ nhiệt  Sau trình lắng, ta thu nước lắng nước bùn 15 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa Lọc Nước bùn thu sau lắng nước mía hỗn hợp - Mục đích trình lọc nước bùn để tận thu nước mía, tăng lượng nước mía trong, giúp làm tăng hiệu suất thu hồi đường - Nguyên lý lọc  Dùng lưới lọc có nhiều lỗ nhỏ  Bã giữ lại lớp lọc  Dung dịch qua lỗ nhỏ lớp lọc nhờ áp suất dư so với áp suất bên lớp lọc 16 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa Kết thúc trình lọc, bùn loại bỏ sử dụng với mục đích khác Nước lọc pha chung với nước lắng thực công đoạn - Các yếu tố ảnh hưởng  Chất kết tủa  Áp lực lọc & độ chân không  Độ dính nhiệt độ lớp bùn Đun nóng lần - Mục đích: 17 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa - Làm cho nước mía sôi mạnh trước vào nồi bốc Khi đưa vào nồi bốc nước chè sôi bắt đầu bay giúp giảm thời gian bốc qía trinh cô đặc sau - T= 110-115oC đạt nhiệt độ sôi nước mía - Nước mía đun nóng qua giai đoạn với nhiệt độ nâng cao từ từ để tránh chuyển hóa mạnh (thời gian đun nóng dài, nhiệt độ cao đường dễ bị biến màu) kích thích phát huy tác dụng tốt tác dụng làm nhiệt độ thấp Cô đặc - Mục đích:  Nước mía cô đặc để làm bay nước mía, tăng nồng độ chất tan, tạo thành mật chè để chuẩn bị cho công đoạn nấu đường - Những biến đổi xảy trình cô đặc:  Trong điều kiện nhiệt độ cao, đường saccarose bị caramen hóa làm tăng màu sắc dịch nước mía: + Ở 95oC, đường khử bị caramel hóa + Ở 160oC, trình caramel hóa xảy mạnh Saccharose loại phân tử nước tạo glucosan fructosan 18 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa + Ở 185 – 190oC, glucosan kết hợp với fructosan tạo thành isosaccharosan +Tiếp tục, phân tử isosaccharosan kết với nhau, loại phân tử nước tạo thành caramelan + Caramelan lại kết hợp với isosaccharosan, loại phân tử nước tạo thành caramelen + Khi nhiệt độ tăng cao 200oC tạo thành caramelin (mất tính hòa tan) Sơ đồ chuỗi phản ứng Caramen đường  Ngoài ra, đường khử bị phân hủy hay kết hợp với hợp chất chứa nitơ tạo thành melanoidin làm tăng màu sắc nước mía 19 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa - Các yếu tố ảnh hưởng đến trình cô đặc:  Nhiệt độ sôi Khi tiến hanh trình cô đặc người ta đun nóng nước mía tới nhiệt độ sôi Nước sản phẩm bốc nồng độ chất khô đến nồng độ yêu cầu ngừng trình cô đặc cho sản phẩm khỏi thiết bị Khi áp suất bề mặt sản phẩm thấp nhiệt độ sôi sản phẩm thấp Vì việc tạo độ chân không thiết bị cô đặc giảm nhiệt độ sôi sản phẩm Hay nói cách khác điều chỉnh nhiệt độ sôi cách thay đổi độ chân không Khi nồng độ chất khô sản phẩm lớn nhiệt độ sôi cao Trong trình cô đặc, nồng độ chất khô tăng dần nên nhiệt độ sôi sản phẩm tăng dần Nhiệt độ sôi thấp tính chất thực phẩm bị biến đổi sinh tố bị tổn thất, màu sắc bị biến đổi, mùi thơm bị bay 20 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa Nhiệt độ sôi thấp làm giảm tốc độ ăn mòn kéo dài thời gian bền vật liệu làm thiết bị cô đặc  Thời gian cô đặc  Là thời gian lưu lại sản phẩm thiết bị cô đặc cho bốc nước khỏi nguyên liệu để đạt đến độ khô yêu cầu  Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc thiết bị cường độ bốc sản phẩm Các thiết bị cho nguyên liệu vào, sản phẩm liên tục sản phẩm có cường độ bốc lớn thời gian lưu lại sản phẩm thiết bị ngắn  Cường độ bốc  Cường độ bốc sản phẩm phụ thuộc cường độ trao đổi nhiệt nóng sản phẩm bốc Cường độ trao đổi nhiệt đặc trưng hệ số truyền nhiệt trình cô đặc Hệ số truyền nhiệt lớn, cường độ bốc cao 10 Thông SO2 lần - Thông SO2 lần vào mật chè sau bốc có tác dụng sau: 21 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa  Tẩy màu:  Khi cho khí SO2 vào mật chè,các nối đôi phân tử chất màu bị khử  SO2 khử ion kim loại Fe3+ , Fe2+, Cu2+, chất xúc tác cho phản ứng oxi hóa hợp chất làm biến đổi màu mật chè theo chiều hướng lợi  Ngăn ngừa ảnh hưởng không tốt oxi không khí  Bao vây nhóm màu Cacbonyl7 Phản ứng khử màu SO2 SO2 + H2O  H2SO3 H2SO3 + M (Chất có màu)  H2SO3.M (Chất không màu)  Tạo kết tủa: Nếu nước mía lượng vôi dư cho SO2 vào có phản ứng xảy là: 22 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa SO2 + H2O = H2SO3 (phản ứng thuận nghịch) H2SO3 + Ca(OH)2 = CaSO3 (kết tủa) + H2 Chú ý: thời gian xông SO2 nhanh tốt để hạn chế chuyển hóa đường 11 Lọc kiểm tra Trong trình lắng số chất lơ lửng số kết tủa tạo sunfit hóa lần cần phải lọc để loại bỏ thành phần 23 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa III ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA Ưu điểm - Tiêu hao hóa chất (vôi, lưu huỳnh) tương đối - Sơ đồ công nghệ thiết bị tương đối đơn giản, vốn đầu tư - Sản xuất đường trắng - Hiệu làm tốt - Sản phẩm thu đường RS Nhược điểm - Loại chất không đường ít, chênh lệch độ tinh khiết nước mía trước sau làm thấp, chí có trị số âm (tức sau làm chất không đường tăng lên) - Hàm lượng canxi nước mía tương đối nhiều, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đóng cặn thiết bị bốc hơi, ảnh hưởng đến hiệu xuất thu hồi đường - Khi gặp loại mía xấu, sâu bệnh khó làm cho hiệu ổn định Do hiệu không tốt nên phẩm chất đường thành phẩm phương pháp SO2 không phương pháp CO2 Trong trình bảo quản, đường dễ biến màu oxi không khí 24 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa - Trong trình thao tác đường sacaroza chuyển hóa tương đối lớn, đường khử bị phân hủy, tổn thất đường bùn lọc cao - Hóa chất sử dụng nhiều 25 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa III KẾT LUẬN Hiện nay, việc sản xuất đường chưa đáp ứng cho nhu cầu xã hội cách tốt nhất, chất lượng đường chưa đảm bảo Vì vậy, việc tăng lực sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm việc cần thiết Để nâng cao chất lượng đường việc làm nước mía để loại bỏ thành phần gây cản trở đến trình kết tinh chất lượng đường công đoạn thiếu công nghệ sản xuất đường Phương pháp sufit hóa aciad phương pháp truyền thống tạo sản phẩm đường có chất lượng cao, sử dụng rộng rãi có vai trò quan trọng công nghệ làm đường mía nói riêng công nghệ sản xuất đường việt Nam nói chung 26 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía, Th.s Thái Văn Đức Giáo trình Công nghệ sản xuất đường mía, Trần Mạnh Hùng người khác Công nghệ đường mía, Nguyễn Ngộ Hóa sinh công nghiệp, Lê Ngọc Tú chủ biên Tài liệu – Ebook http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-thiet-ke-phan-xuong-boc-hoi-valam-sach-nha-may-duong-nang-suat-3000-tan-ngay-53119/ Doko http://www.doko.vn/tai-lieu/lam-sach-nuoc-mia-212637 27 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa BẢNG ĐÁNH GIÁ THÀNH VIÊN STT Họ tên Đánh giá Đinh Thị Ngọc Huyền (NT) A Nguyễn Văn Trường (NP) A Trần Thị Huỳnh Chơn A Nguyễn Thị Út Quyên A Trần Anh Tú A Trần Thái Thị Hồng Uyên A Phạm Thị Diễm Hương A Tống Quang Anh A Phạm Thị Khánh Quỳnh A- 10 Nguyễn Thụy Ngọc Lam A 11 Nguyễn Bảo Duy A- 28 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa MỤC LỤC I MỞ ĐẦU Tổng quan Các phương pháp làm nước mía II.CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA Khí SO2 CNSX đường mía A Đặc điểm chung Tác dụng SO2 với nước mía B Sơ đồ công nghệ C Thuyết minh quy trình Nước mía hỗn hợp Gia nhiệt lần 10 Thông SO2 lần 11 Trung hòa 12 Đun nóng lần 13 Lắng 14 Lọc 16 Đun nóng lần 17 Cô đặc 18 10 Thông SO2 lần 21 11 Lọc kiểm tra 23 III ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA 24 III KẾT LUẬN 26 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 BẢNG ĐÁNH GIÁ THÀNH VIÊN 28 29 ... http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-thiet-ke-phan-xuong-boc-hoi-valam -sach- nha-may-duong-nang-suat-3000-tan-ngay-53119/ Doko http://www.doko.vn/tai-lieu/lam -sach- nuoc- mia- 212637 27 Nhóm – 53TP1 Làm nước mía phương pháp sunfit hóa BẢNG ĐÁNH... nước mía phương pháp sunfit hóa Các phương pháp làm nước mía Phương pháp làm nước mía Phương pháp vôi Sunfit hóa acid Đặc điểm phương pháp là thông SO2 vào nước mía đến pH acid thu sản phẩm đường... muối Canxi sunfit kết tủa: Khi thông SO2 lượng làm cho canxi sunfit kết tủa biến thành canxi bisunfit hòa tan CaSO3 + SO2 + H2O  Ca(HSO3)2 • Ảnh hưởng:  Giảm hiệu làm muối canxi sunfit kết