CHUƠNG 4 TÌM HIỂU CƠNG ĐOẠN NẤU ĐƯỜNG 4.1 Sơ đồ công đoạn nấu đường
4.3. Các thiết bị trong công đoạn nấu đường 1 Cấu tạo
4.3.1. Cấu tạo
Hình 3.7. Thiết bị nấu đường 1. Bộ phận thu hồi đường 2. Chân không kế
3. Van phá chân không 4. Tháo khí khơng ngưng 5. Tháo nước ngưng 6. Mật chè vào
7. Tháo đường non 8. Cơ cấu tháo đường non 9. Hơi vào 10. Giống vào
11. Hệ thống rửa nồi 12. Hơi thứ
13. Ống truyền nhiệt 14. Ống tuần hoàn trung tâm 15. Nhiệt kế
Hệ thống nấu đường gồm 4 nồi nấu có cấu tạo giống nhau, chia làm 3 hệ. Hệ A gồm 2 nồi, hệ B gồm 1 nồi, hệ C gồm 1 nồi làm việc gián đoạn và độc lập nhau.
Nồi nấu đường gồm buồng đốt và buồng bốc, buồng đốt có các ống truyền nhiệt dạng ống chùm thẳng đứng, đặt lêch nhau và có độ cao sao cho mặt sàng có dạng hình nón lõm xuống dưới để đối lưu xảy ra tốt hơn. Thiết bị nấu gián đoạn kiểu ống chùm có ống tuần hồn trung tâm, thực hiện đối lưu tự nhiên, có hệ thống thốt nước ngưng (5) ở phần đáy buồng đốt, phần trên cùng của buồng đốt có gắn chóp thu hồi đường và được thiết bị ngưng tụ kiểu phun type hút tạo chân khơng. Ngồi ra, trên thiết bị nấu cịn gắn các dụng cụ đo kiểm, hệ thống van và cơ cấu van xả đường.
4.3.2. Nguyên tắc hoạt động
Nấu đường được thực hiện trong nồi nấu chân không, độ chân không tùy thuộc theo từng loại đường và từng giai đoạn nhưng thơng thường từ 680 ÷ 720 mmHg, nhiệt độ từ 60 ÷ 70oC. Nguồn cung cấp nhiệt cho nấu đường cũng tùy thuộc vào từng loại đường non, thông thường hơi thứ của các hiệu bốc hơi, hơi thải của tuabin.
Mật chè sau khi qua công đoạn xông SO2 để ngăn ngừa sự tạo màu, tẩy màu. Sau đó được đưa vào thùng chứa, lúc này nồng độ Bx = 55 ÷ 60%, pH = 5 ÷ 5,5. Trước khi tiến hành nấu đường, tiến hành tạo chân khơng cho tồn hệ thống. Mật chè từ thùng chứa được đưa về các nồi nấu theo cửa số (6). Giống hút vào thiết bị ở cửa (10), lượng giống đưa vào mỗi nồi khoảng 30 ÷ 35% so với khối lượng đường non trong nồi, sao cho nguyên liệu phủ đầy mặt sàng, tránh hiện tượng cháy đường. Hơi đi vào buồng đốt theo cửa (9) để cung cấp nhiệt khi nấu, diện tích đốt gồm những ống truyền nhiệt (13). Trong quá trình nấu mật chè chuyển động trong ống truyền nhiệt vào trong ống tuần hoàn trung tâm, cịn hơi đi ngồi các ống chúng sẽ trao đổi nhiệt với nhau sẽ hấp thụ một lượng nhiệt lớn đạt tới nhiệt độ sôi. Đường non chịu tác dụng nhiệt, nhiệt độ tăng lên nên thể tích nở ra, từ đó dẫn đến tỷ trọng đường non đã qua gia nhiệt thấp hơn so với đường non chưa qua gia nhiệt. Sự chêch lệch tỷ trọng sinh ra động lực đẩy đường non từ phía dưới lên trên miệng ống, cịn trong ống trung tâm thể tích dung dịch theo một bề mặt truyền nhiệt lớn hơn
so với ống truyền nhiệt do đó nhiệt lượng tạo ra trong ống ít hơn. Vì vậy tỷ trọng hỗn hợp hơi – lỏng lớn hơn ở trong ống truyền nhiệt nên dung dịch sẽ bị đẩy từ trên xuống. Kết quả là trong ống thiết bị có chuyển động tuần hồn trung tâm, tạo sự đối lưu trong thiết bị hay cịn gọi là tuần hồn của đường non, có tác dụng bốc hơi nước và giúp tinh thể hấp thu đường khi chuyển động. Trong q trình trao đổi nhiệt có sự ngưng tụ của hơi nước và được tháo ra qua cửa (5). Khí khơng ngưng thốt ra ở phần trên của bồng đốt theo cửa (4). Sự đối lưu của đường non trong nồi nấu có kèm theo sự bốc hơi nước cuốn theo một phần đường non trong mật chè. Hơi nước bốc lên khi nấu trước khi tháo ra ngoài được qua bộ phận thu hồi đường (1) và nước đường thu hồi lại chảy về thiết bị nấu. Phần hơi thứ sau đó thốt ra ở cửa số (12) đi vào bộ phận ngưng tụ tạo chân không cho nồi nấu nhằm giảm nhiệt độ và lượng đường thất thoát trong thời gian nấu đường. Nấu xong tiến hành đóng van hơi và van nước, sau đó mở van phá chân khơng (3) tiến hành tháo đường non xuống thùng trợ tinh.
4.3.3. Sự cố và cách khắc phục
- Độ chân không trong nồi hạ thấp, trên mặt kính đường non đối lưu chậm. + Khắc phục: nếu tiếp tục nấu ta phải nâng nhiệt độ nấu lên, lúc này điểm sôi của đường non cao và thời gian nấu dài. Đồng thời đóng ngay van nước. - Xuất hiện ngụy tinh: từ que lấy mẫu đường non, nếu thấy đường vón cục tương đối cứng với hình dạng que trịn dài.
+ Nguyên nhân: do nồng độ đường q cao, đối lưu kém nên có sự kết dính. + Khắc phục: ngừng nạp liệu, giảm lượng hơi vào và giữ cho đường non có sự đối lưu cần thiết rồi pha lỗng với nước nóng với liều lượng nhất định.
- Loại bỏ nước ngưng không tốt.
Nước ngưng tụ loại bỏ khơng tốt sẽ tích tụ lại trong bình hơi, làm cho một bộ phận diện tích trao đổi nhiệt bị nước ngưng tụ chiếm chỗ làm cho sự đối lưu đường non giảm dần.
+ Nguyên nhân: do hơi nước không đều, áp lực hơi lúc to lúc nhỏ hoặc khi bắt đầu nấu lượng hơi nạp ít mà lúc đó vật liệu trong nồi hấp thụ nhiệt lượng quá mạnh, hơi ngưng tụ nhanh.
+ Nguyên nhân: do ống gia nhiệt bị hở hoặc vít mặt bích ống ngưng tụ từ đoạn đáy bình hơi đến đáy nồi bị lỏng, vịng đệm bị mục nát.
- Xuất hiện đường vón cục.
+ Nguyên nhân: do nồng độ đường non quá cao, đối lưu kém làm cho đường non kết dính lại với nhau, đặc biệt là đường non gần ống gia nhiệt do đối lưu chậm, quá nhiệt hịa tan cục bộ hình thành chất lỏng dạng keo dính và kết dính với nhau thành cục.
+ Khắc phục: ngừng nạp liệu ngay, giảm lượng hơi vào, giữ cho đường non có sự đối lưu cần thiết rồi pha lỗng bằng nước nóng. Chú ý lượng nước dùng khơng được q nhiều để tránh hòa tan tinh thể cục bộ.