Thiết kế dây chuyền công nghệ nhà máy đường hiện đại ứng dụng phương pháp nấu đường tiên tiến

Tác dụng của các chất điện ly

- Tác dụng cơ học: các chất kết tủa tạo thành có tác dụng kéo theo những chất lơ lửng và những chất không đường khác. P2O5 dạng muối hoặc axit 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.

Sự tạo mầm tinh thể

Ở một nhiệt độ nhất định trở thành nước đường bão hoà, các phân tử đường sẽ điền đầy ổn định vào không gian của phân tử nước, kết hợp với các phân tử nước tạo thành trạng thái cân bằng. Khi phân tử đường nhiều đến một số lượng nhất định, thì khoảng cách giữa chúng ngắn lại, cơ hội va chạm tăng lên, vận tốc giảm đi tương ứng và đạt tới mức lực hút giữa các phân tử lớn hơn lực đẩy, khi đó một số phân tử đường kết hợp với nhau hình thành thể kết tinh rất nhỏ tách khỏi nước đường, từ đường ở trạng thái hoà tan trở thành đường ở thể rắn.

Sự lớn lên của tinh thể

Trong dung dịch đường mía, các phân tử đường phân bố đều trong không gian của phân tử nước và chuyển động hổn độn không ngừng tạo thành một dung dịch đồng nhất. Khi số lượng phân tử đường vượt quá số lượng phân tử lúc bão hoà tạo thành trạng thái quá bão hoà thì sự cân bằng bị phá vỡ.

Chọn phương pháp sản xuất

• Chọn phương pháp làm sạch
• Chọn phương pháp nầu và chế độ nấu 1. Chọn phương pháp nấu

Nếu sử dụng SO2 sẽ không có lợi cho sản phẩm đường tinh luyện sau này vì hàm lượng SO2 trong đường cao sẽ ngăn cản sự hấp thụ của các tác nhân tẩy màu đối với chất màu hoá học trong đường, gây khó khăn và phức tạp cho việc chế luyện đường thô thành đường cao cấp. Với chế độ nấu 4 hệ thì giảm được tổn thất đường trong mật cuối nhưng dây chuyền công nghêi tương đối phức tạp, tốn nhiều thiết bị…Vì vậy ở đây ta chọn chế độ nấu 3 hệ vì có những ưu điểm: AP mật chè > 80% phù hợp với chất lượng mía được trồng ở nước ta, thu được đường có độ tinh khiết cao, giảm được tổn thất đường trong mật cuối.

Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ 1. Chọn dây chuyền công nghệ

• Thuyết minh quy trình công nghệ

Đối với chế độ nấu 2 hệ, có nhiều ưu điểm: thể tích đường non nhỏ, chất lượng đường thương phẩm đồng nhất, giảm hệ số nấu lại, năng suất nấu tăng lên đáng kể…tuy nhiên lượng đường còn lại trong mật cuối nhiều gây tổn thất đường, làm giảm hiệu quả kinh tế. - Mục đích: Để tinh thể đường ổn định, nếu tiếp tục nấu ở chế độ chân không, do độ nhớt đường non lớn nên tốc độ kết tinh phần đường còn lại rất chậm, thời gian kéo dài ảnh hưởng đến chất lượng màu sắc của sản phẩm, không hiểu quả kinh tế.

Tính toán công đoạn làm sạch

Trong quá trình lọc người ta bổ sung bã nhuyễn vào làm chất trợ lọc, lượng bã nhuyễn sử dụng là 1% so với mía, độ ẩm bã nhuyễn là 49,25 %. Trong bốc hơi bỏ qua mọi tổn thất về chất khô và phần đuờng có trong mật chè nên AP của chè trong tương đương với mật chè thô. - KL chất tan trong mật sau LKT = KL chất tan – KL đường tổn thất LKT.

Tính toán công đoạn nấu đường Chọn chế độ nấu đường theo sơ đồ sau

Khối lượng các thành phần tính theo năng suất nhà máy Hệ số sản xuất K =. TL chất khô sản phẩm hay bán thành phẩm = K x TL chất khô tính theo 100 tấn chất khô mật chè. Thể tích thành phẩm hay bán thành phẩm = TL thành phẩm hay bán thành phẩm /ρ.

Hệ cô đặc nhiều nồi

• Lượng nước bốc hơi của quá trình cô đặc - Lượng nước bốc hơi được tính theo công thức

Căn cứ vào tỉ số phân phối áp suất ta xác định được áp suất, nhiệt độ của hơi thứ và hơi đốt. Trong cùng một điều kiện áp lực, nhiệt độ sôi của dung dịch đường cao hơn nhiệt độ sôi của nước. Hơi thứ từ hiệu trước qua hiệu sau, bằng đường ống nối giữa hai hiệu, chịu ảnh hưởng trở lực của đường ống làm giảm nhiệt độ.

Cân bằng nhiệt cho hệ nấu đường

Nhiệt lượng từ các loại nguyên liệu đưa vào tính theo công thức Q = G.C.t Bảng 5.7 - Kết quả thông số nấu non C. - Lượng nước bốc hơi ở các hiệu được xác định theo phương pháp đơn giản có nghĩa là giả thuyết rằng 1kg hơi đốt làm bốc hơi 1 kg hơi nước (không kể đến quá trình tự bay hơi và nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh). - Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt cho hệ thống cô đặc 4 hiệu, không tính đến nhiệt tổn thất do cô đặc làm tăng nồng độ và nhiệt tổn thất ra môi trường.

Nhiệt dùng cho những yêu cầu khác 1. Lượng hơi dùng cho li tâm

- Đối với sản phẩm là đường thô nên sau ly tâm chỉ dùng nước rửa phần mật bám bề mặt tinh thể đường. - Lượng hơi tổn thất không xác định giả sử là 5% so với lượng hơi tính toán.

Thiết bị ở công đoạn khuếch tán 2. Chọn bộ máy ép

• Máy băm mía

Chọn thiết bị khuếch tán bã của De Smet, thiết bị này đã được sử dụng ở nhà máy đường Bourbon Tây Ninh.

Thiết bị ở công đoạn làm sạch và bốc hơi 1. Thiết bị gia vôi

• Thiết bị cô đặc

Cân được sử dụng trong nhà máy phục vụ cho việc định lượng chính xác khối lượng nước mía, khối lượng đường…chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo. Thiết bị lắng là loại làm việc liên tục kiểu Dorr, gồm 6 ngăn chính và một ngăn phân phối, bên trong có cánh khuấy gạt bùn. Diện tích bề mặt lọc bùn tỉ lệ với lượng mía đem đi sản xuất, ở các quốc gia khác nhau do diều kiện khí hậu khác nhau nên tỉ lệ này cũng khác nhau.

Thiết bị ở công đoạn nấu đường và thành phẩm 1. Thiết bị nấu đường

• Thiết bị trợ tinh
• Thiết bị ly tâm
• Số công nhân phân bố cho mỗi khu vực sản xuất trong phân xưởng
• Các phân xưởng bổ trợ 1. Khu lò hơi
• Các công trình hành chính, văn hoá, phục vụ công nhân
• Các công trình kho bãi
• Các công trình xử lý và chứa nước 1. Nhà làm mềm nước

Do sản xuất theo mùa vụ nên ngoài công nhân sản xuất trong dây chuyền, nhà máy còn tuyển thêm 1 số công nhân hợp đồng theo vụ, hoặc hợp đồng công nhân để thực hiện các công việc đơn thuần mang tính phục vụ trong dây chuyền sản xuất, để tiết kiệm chi phí trả lương cho công nhân những tháng nhà máy không hoạt động, hoặc đột xuất cần nhân lực tạm thời cho sản xuất. Để thuận lợi trong lao động ta phân chia nhà xưởng sản xuất chính thành nhiều bộ phận khác nhau: Công đoạn xử lý, ép mía và khuếch tán, công đoạn làm sạch và bốc hơi, công đoạn nấu đường và ly tâm, công đoạn đóng bao và thành phẩm. Trên cơ sở này ta chọn xây dựng nhà sản xuất chính gồm hai tầng, nhà xưởng theo kết cấu nhà công nghiệp đó là: nhà kiểu lắp ghép bằng thép, có tường bao là gạch bề dày 300 mm, trần nhà lợp tôn chống nhiệt, và các hệ thống thông gió tự nhiên được phân bố xung quanh nhà máy.

Tính hơi

Mía sau khi ép tiến hành thu nhận nước, còn bã mía dùng để đốt lò hơi làm chạy tuabin, sau khi tuabin sử dụng hơi cao áp thải ra hơi có áp lực và nhiệt độ thấp. Tuy nhiên nhiệt độ này cũng đủ để sử dụng cho các thiết bị nhiệt trong nhà máy.

Nhu cầu nước

Nước ở tháp ngưng tụ là hỗn hợp nước làm lạnh và nước ngưng tụ của hơi thứ của công đoạn nấu đường và cô đặc. Nước này có thành phần của nước lắng trong (nước làm nguội) và nước do hơi thứ mang ra, trong đó có một lượng nhỏ đường, NH3,. - Nước làm nguội cổ trục ép, làm nguội các loại bơm, làm nguội tuabine phát điện.

Cách xác định một số chỉ tiêu

• Phân tích trong phòng thí nghiệm

Trước khi cho ống quan sát vào máy, ta điều chỉnh ống nhòm đến vạch số 0, thấy hai bên ảnh đồng nhất một màu. Phân tích xong AP, mẫu dung dịch trên được dùng để phân tích % saccarozaLắc đều mẫu, đổ dung dịch vào bình tam giác sạch bằng dung dịch đo. - Tính chữ đường (CCS): Để tính chữ đường trước tiên phải đo được độ Pol (Pol1), độ Bx (Bx1) của nước mía đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích và phần trăm sơ (F) trong mía của mẫu mía phân tích.