Đề tài làm sạch nước mía

LÀM SẠCH NƯỚC MÍA Mục đích Loại tối đa chất không đường khỏi nước mía hỗn hợp, đặc biệt chất hoạt động bề mặt chất keo Trung hòa nước mía hỗn hợp Loại chất rắn lơ lửng có nước mía Thành phần nước mía hỗn hợp Thành phần Đường: -Saccharose -Glucose Fructose Xơ: -Xenlulose -Pentose (xylan ) -Araban -Linhin Chất chứa Nitơ: -Protein -Amit -Acidamin -Acidnitric -NH3 -Xantin % 12, 0,9 0,5 5,5 2,0 0,5 2,0 0,1 0,0 Thành phần Chất béo vàsáp: -Pectin -Acid tự (suxinic, malic) -Acid kết hợp (suxinic, malic ) Chất vô cô: -SiO2 -K2O -Na2O -CaO -MgO -Fe2O3 -P2O5 -SO3 -Cl Nước: % 0,20 0,08 0,12 0,25 0,12 0,01 0,02 0,01 veát 0,07 0,02 veát 74,5 0,2 0,0 vế t vế t Thành phần Đường Saccharose Đường khử Protein Acid tự Acid kết hợp Chất keo Chất tro Nước Tính theo Tính theo Tính theo trọng nước phần lượng mía hỗn trăm chất mía (%) hợp (%) khoâ (%) 11,88 12,63 70 – 90 1,35 0,42 0,13 0,14 0,39 0,57 59,12 1,44 0,48 0,14 0,15 0,41 0,60 78,15 4–8 0,5 – 0,6 0,5 – 2,5 3–7 0,3 – 0,6 3–5 – Diệp lục tố không tan nước dung dịch đường Caroten  Dễ loại Xanthophine (màu vàng) Loại hoàn toàn carbonat hoá Anthocyanine (xanh đến tím) Loại phần sulphit hoá Nguyên tắc thực Hệ phân tán thô d> 0,1m: đất cát, hạt bã mía, sáp Loại phương pháp lọc Hệ phân tán keo 0,001m < d < 0,1 m: Chiếm 0,03 – 0,5% nước mía (khá cao) Các chất xuất phát từ đất Mía: sáp, chất béo, protein, pectin, tanin, chất màu không tan Do VSV trình bảo quản ép mía tạo khối nhầy, đặc biệt levan dextran Trong trình thao tác nhiệt độ cao, chất không tan biến thành chất tan tăng chất keo dung dịch Loại cách tạo môi trường làm kết tụ keo: pH, nhiệt độ,tác dụng chất điện ly… Các chất hoà tan: d < 0,001m: đường khử, chất vô hữu tan số chất màu, chất khoáng… Loại trao đổi ion, hấp phụ tẩy màu hay phản ứng hoá học oxy hoá chất mang màu… Nước mía có nhiều thành phần chất không đường khác nên có nhiều phương pháp làm khác Hiện nay, nhà máy đường thường sử dụng phương pháp làm sạch: Phương pháp vôi hóa Phương pháp carbonate hóa Phương pháp phosphatse hóa Phương pháp sulphite hóa Các phương pháp trải qua công đoạn: đun nóng, trung hòa, lắng, lọc, … để loại chất không đường làm giảm màu sắc nước mía Cơ sở lý thuyết trình làm nước mía - Nước mía hệ keo phức tạp Do trình làm chủ yếu dựa vào lý thuyết hóa học chất keo, liên quan đến vấn đề sau: pH, nhiệt độ, chất điện ly (vôi, SO2, CO2, P2O5,…), chất trao đổi ion Tác dụng pH 1.1.Đặc điểm: nước mía hỗn hợp có pH = 5-5,5 Nếu khống chế pH tốt: có lợi: tăng hiệu suất thu hồi đường, tăng chất lượng đường thành phẩm, giảm tốt thất đường Nếu khống chế pH không tốt: saccharose bị chuyển hóa thành đường khử bị phân hủy,… làm tổn thất đường tăng màu sắc sản phẩm 1.2.Ngưng kết chất keo: - Chất keo nước mía hỗn hợp dịch chuyển cực dương  chất keo nước mía chủ yếu chất keo mang điện tích âm - Chất keo nước mía chia thành loại:keo thuận nghịch keo không thuận nghịch - Nước mía hỗn hợp gồm loại keo: keo ưa nước keo không ưa nước - Để ngưng kết chất keo: thay đổi pH môi trường pH định, chất keo hấp phụ chất điện ly dẫn đến trạng thái trung hòa điện Lúc keo trạng thái ổn định ngưng kết pH làm chất keo ngưng kết gọi pH đẳng điện Điểm đẳng điện chất keo khaùc nhau: pHalbumin = 4,6 – 4,9; pHasparagin = 3,0… Có điểm pH làm ngưng tụ chất keo pH 7: pH đẳng điện pH 11: pH ngưng kết protein môi trường kiềm mạnh Sản xuất đường theo kỹ thuật carbonate hóa lợi dụng điểm ngưng tụ keo Đối với phương pháp sulphate hóa lợi dụng đïc điểm ngưng tụ 1.3.Làm chuyển hóa đường saccharose: Ở môi trường pH 7 xãy phản ứng phân hủy đường khử, tốc độ phản ứng phụ thuộc vào: pH, nhiệt độ - Sản phẩm: tương tự saccharose 10 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lọc: + Chất kết tủa: Chất kết tủa lớn rắn có dạng tinh thể lọc nhanh Dạng bé lơ lửng không đồng làm tắc lỗ vải (môi chất) lọc chậm Kết tủa dạng keo (protein, muối axit pectic, axit humic) làm tắc vải, làm tăng độ nhớt dung dịch Trong trình lọc cần bổ sung chất trợ lọc nhằm tăng tỷ trọng hạt kết tủa,đồng thời có lợi cho chất keo +Áp lực lọc độ chân không: Chất kết tủa dạng tinh thể không bị nén, tốc độ lọc tỷ lệ thuận với áp lực lọc Với máy ép lọc khung bản, áp lực lúc lọc khống chế nhỏ để không cho bùn lọc bị ép sớm, có lợi cho tốc độ lọc kéo dài thời gian lọc cách hữu hiệu Theo thời gian lọc tăng lượng bùn nén dày dần lên, lực cản lọc tăng lên áp lực lọc tăng lên -Áp lực lọc ép khung bản: 2-5 kG/cm2 -Áp lực lọc chân không: 260-500mmHg +Độ nhớt nhiệt độ nước bùn: Nhiệt độ tăng, độ nhớt chất lỏng giảm, tốc độ lọc tăng Vì trước lọc cần làm cho nhiệt độ bùn lọc đạt 9095oC Yêu cầu kỹ thuật trình lọc chân không cần ý: -Nhiệt độ nước bùn lọc không cao để tránh giảm hiệu lọc Nếu nhiệt độ thấp 88 độ nhớt bùn lọc lớn, khó lọc, dễ làm tắc bề mặt lưới lọc.Nhiệt độ lọc tốt 85-90oC -Dựa vào hàm lượng chất khô nước bùn để có biện pháp xử lý lọc Khi kết tủa ta phải tăng thêm lượng chất trợ lọc để tăng suất chất lượng nước lọc -Lượng nước tưới rửa bề mặt lọc 100-150% so với lượng bùn lọc, nhiệt độ 80oC 89 Thiết bị lọc: Máy lọc chân không Eimco nhà máy Hiệp Hòa: Lọc chân không Eimco gồm trống quay quanh trục nằm ngang, phần tiếp xúc với nước bùn, phần nằm khí trời Vòng bao bọc 48 vó lược inox có lỗ nhỏ Mỗi vó nối liền với nhiều ống chân không mà đầu bắt vào đồng dày đầu trục máy lọc Trống lọc chia làm vùng: -Vùng tiếp xúc với nước bùn: Chân không 450-500 mmHg -Vùng rửa làm khô bã bùn:Chân không 500-600 mmHg -Vùng chân không Khi trống quay, phần tiếp xúc với nước bùn rút nước Nước lọt vào ống, bùn dính bên Phần nước chè đục đưa vào bồn chứa, bã bùn khô Trống tiếp tục quay đến vùng chân không, nhờ nạo lấy bã bùn khỏi trống dễ dàng 90 Thiết bị lọc bùn (nhà máy đường Bến Tre) 91 LỌC KHUNG BẢN 92 LỌC KHUNG BẢN LỌC CHÂN KHÔNG 93 94 95 96 97 Lọc kiểm tra Mục đích: Lọc trình phân riêng huyền phù nước trong, nhằm tách loại thành phần than hoạt tính hấp phụ chất màu nước đường với cặn bẩn tồn dung dịch sau lắng Sản phẩm thu sau công đoạn gọi nước đường trong, gọi siro tinh lọc Thiết bị: Máy lọc kiểu Autofilter có khâu lớp bố lọc ( áp suất lọc từ 1.5-4,5 kg f/cm ), máy lọc ép Fasflow kiểu khung bản, vỉ nằm( với áp suất lọc tối đa kg f/cm ) Hai loại máy có công suất lọc khoảng m 3/ h Trong lọc có sử dụng bột trợ lọc với hàm lượng 8.2 kg/ đường thành phẩm Bột trợ lọc có tác dụng tạo thành lớp áo xốp bề mặt bố lọc, bố lọc giữ vai trò chất mang Lớp bột tạo thành lỗ nhỏ cho dung dịch đường qua, đồng thời tránh tình trạng tạp chất bịt kín bề mặt bố lọc tác dụng áp suất Các yêu cầu kỹ thuật: o Độ Bx= 64 o Nhiệt độ: 80-850 C o pH: 7,0-7,2 *Lọc test: Sau lọc than, nước siro đưa qua thiết bị lọc test nhằm đảm bảo chất lượng siro trước đưa vào giai đoạn cô đặc kết tinh Việc đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật giai đoạn định chất lượng cho sản phẩm cuối 98 *Lọc bùn: Bùn thải từ bàn lắng bàn lọc chứa lượng đường đáng kể thu hồi máy lọc chân không Sweetland kiểu tang trống Tại đây, dịch bùn cho pha loãng lọc sơ bộ, bã rửa nhiều lần lọc sơ bộ, bã rửa nhiều lần nước nhằm tách tối đa lượng đường lẫn bùn thải Bã bùn sau lọc bao gồm phần lớn cặn bẩn than dùng bón Nước sau lọc sơ đem lọc lại máy lọc tinh thu hồi lượng nước dùng để hòa tan nguyên liệu Hàm lượng đường bã bùn thải bỏ khoảng 0,01-0,03% Các yếu tố ảnh hưởng đến lọc an toàn :  Số lượng than bột cần đầy đủ để hấp thu hết chất màu có nước đường  Tình trạng bố lọc cần phải tốt, rách làm cho than lọt khỏi bố khiến cho nước đường qua lọc bị đen  Lưu lượng nước đường qua lọc lúc ban đầu cần vừa phải, lớn gây tình trạng có tạp chất lơ lửng nước đường Các cone cone phải siết chặt, cone bị hở nước đường bị đen 99 Tẩy màu Mục đích: Nhằm loại bỏ chất màu dung dịch có sẵn nguyên liệu hay sinh trình chế biến để dung dịch nước đường suốt kết tinh thành phẩm có màu sắc đạt tiêu chuẩn kỹ thuật Thực hiện: - Dùng than hoạt tính trọân vào dung dịch siro để hấp phụ chất màu chất gây màu phân tán dung dịch dạng keo - Than hoạt tính dạng lỏng, cho vào thùng khuấy trộn theo tỷ lệ khoảng 3% khối lượng nước đường - Dùng bột trợ lọc pha dạng sữa cho vào dung dịch đường với than giai đoạn Các yêu cầu kỹ thuật: o nhiệt độ: 80-900 C o pH: 7,0-7,2 o Độ đặc: 60-64 Bx o Thời gian: 30-40 phút Các yêu cầu kỹ thuật sau đây:  Độ đặc siro (Bx ): Độ Bx dung dịch nước đường ( siro ) cao khả tẩy màu ( độ Bx cao độ nhớt dung dịch đường cao gây cản trở khả tiếp xúc than với phần tử màu  Nhiệt độ dung dịch đường: Nhiệt độ thích hợp cho việc tẩy màu 80-850 C, nhiệt độ thấp hay cao ảnh hưởng đến hiệu tẩy màu 100 Thời gian tẩy màu: Thời gian thích hợp 30 phút Nếu thời gian không đủ hiệu tẩy màu kém, thời gian lâu có tượng nhả màu từ than hoạt tính  101 ... flocculant thông dụng làm từ polyacrylamide thủy phân CH2=CH–C–NH2 CH2=CH–C–O–Na+   O O –CH2–CH–––––CH2–CH––––– Acrylamide Sodium CONH  COONa+ acylate X Y Maïch polyacylamide 31 100Y % Mức độ thủy