a) Cường độ thông lưu huỳnh
Cường độ thông lưu huỳnh là trị số biểu thị nước mía hấp thụ lượng khí sunfuarơ (SO2). Hiện nay, bộ phận trung hòa của nhà máy đường thường dùng số mililít dung dịch iode 1/32 N cần dùng để nhỏ giọt vào 10ml nước mía trung hòa hoặc nước mía xông lưu huỳnh để biểu thị. Chúng ta có thể thông qua công thức của phản ứng để tính lượng khí sunfuarơ SO2 nước mía hấp thụ. Phản ứng giữa iode với acid sunfuarơ như sau:
2 3 2 2 2 4 2
Chương 3. Phương pháp Sulfite hóa acid GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền
38
Hóa trị của lưu huỳnh trong H2SO3 là 4+, còn hóa trị của lưu huỳnh trong H2SO4 là 6+. Theo định luật đương lượng, đương lượng của SO2 là:
SO2/6-4 = SO2/2, nghĩa là phân tử lượng của SO2 chia cho 2 chính là đương lượng của nó. Còn iode thì một đương lượng của nó bằng một đương lượng của SO2, cho nên 1ml, dung dịch iode 1/32 N bằng:
1 64 1
32 2 1000 g SO2 0, 001 g SO2 1 mg SO2 thì: Số miligam SO2 chứa trong mỗi lít nước mía trung hòa bằng
𝑆Ố 𝑚𝑖𝑙𝑖 𝑙í𝑡 𝐼𝑜𝑑𝑒 𝑛ồ𝑛𝑔 độ 321 𝑁 × 1 × 1000
𝑆ố 𝑚𝑖𝑙𝑖 𝑙í𝑡 𝑚ẫ𝑢 𝑡ℎử
Theo phương pháp phân tích thống nhất theo quy định là lấy 10ml mẫu nước mía trung hòa (hoặc nước mía xông lưu huỳnh) thay vào công thức trên để tính, khi số mililít xông lưu huỳnh là 10, thì hàm lượng SO2 chứa trong mỗi lít nước mía trung hòa là 1000mg hay là 1 gam, khi số mililít xông lưu huỳnh là 9 thì hàm lượng SO2 là 0,9 g/lít. Cứ theo quy luật này để suy ra. Hiện nay, lượng lưu huỳnh dùng tại các nhà máy thường chiếm khoảng 0,05 – 0,08% so với nước mía, số mililít xông lưu huỳnh hữu hiệu vào khoảng 8 – 12, có nghĩa là lượng SO2 chứa trong mỗi lít nước mía trung hòa nằm trong khoảng 0,8 – 1,2 gam. Với hàm lượng SO2 như vậy phần lớn các nhà máy đường dùng phương pháp sulfite hóa đã có thể sản xuất thuận lợi đường trắng loại 1. Ở một vài vùng cá biệt do tính chất đặc thù của mía nguyên liệu, cường độ xông lưu huỳnh thậm chí đã đạt tới 14 – 15ml, nghĩa là mỗi lít nước mía trung hòa khi chứa hàm lượng SO2 tới 1,4 – 1,5 gam mới có thể sản xuất được đường trắng loại 1. Cường độ xông lưu huỳnh nhiều hay ít có quan hệ mật thiết tới trị số chất lắng nhiều hay ít, đó là một chỉ tiêu mà công đoạn trung hòa cần phải cố gắng hoàn thành.
b) Nhiệt độ nước mía
Sulfuarơ là một chất khí dễ hòa tan trong nước. Còn độ hòa tan thì sẽ tăng khi phân áp của sunfuarơ tăng lên, nghĩa là nồng độ khí sunfuarơ đi ra từ trong lò đốt lưu
Chương 3. Phương pháp Sulfite hóa acid GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền
39
huỳnh càng đậm đặc thì độ hòa tan của nó càng lớn, hấp thu càng dễ dàng. Mặt khác, độ hòa tan của sunfuarơ sẽ tỷ lệ nghịch với nhiệt độ của dung dịch, tức là nhiệt độ của dung dịch càng cao, thì phân áp hơi cân bằng trên bề mặt dung dịch sẽ càng lớn, còn phân áp của sunfuarơ thì lại giảm thấp, do đó độ hòa tan của sunfuarơ khi nhiệt độ cao sẽ giảm. Bảng 1.1. biểu thị quan hệ độ hòa tan của sunfuarơ SO2 với nhiệt độ ở trạng thái áp suất bình thường.
Bảng 3.1. Độ hòa tan của SO2 trong nước ở nhiệt độ khác nhau
Nhiệt độ (0C) 20 40 50 70 90 100 Trọng lượng SO2
trong dung dịch bão hòa (%)
8,6 6,1 4,9 2,6 0,9 0,1
Nguồn: Làm sạch nước mía bằng phương pháp sulfite hóa, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 1996.
Từ bảng 3.1 ta thấy độ hòa tan của SO2 trong nước ở nhiệt độ 200C lớn gấp 86 lần ở nhiệt độ 1000C. Do đó, nhiệt độ nước mía quá cao đối với việc hấp thu lưu huỳnh để trung hòa là điều rất bất lợi.