Sau khi sấy và làm nguội, đường sau khi đạt các chí tiêu cám quan, hĩa lý(TCVN-
Do ủy ban khoa học và kỹ thuật nhà nước ban hành theo quyết định số 43/ QĐ ngày 11-02-1987) sẽ được vận chuyển bằng hệ thống băng tải sang các sàng phân loại rồi đến các phễu chứa đường. Sau đĩ đĩng bao 50 kg trên máy đĩng bao, hay cũng cĩ thể được đĩng gĩi vào các bịch 0.5 kg, 1 kg…..sản phẩm sau đĩng gĩi sẽ được chở vào kho trước khi cung cấp ra thị trường. Cũng như các loại thực phẩm bảo quản dạng bao bì,các bao đường được xếp thành từng dãy trong kho, cĩ thể xếp cao 4-5mét.Kho khơ ráo độ ẩm khơng khí 60% thì tốt.Tường và nền kho lĩt nguyên liệu cách ẩm, cĩ kệ xếp bao đường.
2.2.3. Cơng nghệ sản xuất đường saccharose từ mía (quy mơ nhỏ - sản xuất truyền thống)
2.2.3.1. Sơ đồ cơng nghệ
2.2.3.2. Thuyết minh quy trình
2.2.3.2.1. Ép mía
Ngay khi mía được đem đi ép, người ta cắt chúng thành từng miếng nhỏ để thuận tiện cho vệc thu nhận nước mía ở chu trình ép sau đĩ. Thơng thường cĩ 3 hay nhiều bộ nghiền 3 trục được sử dụng để ép nước mía ra khỏi cây mía. Các chất bã cịn lại được tận dụng làm nhiên liệu cho lị hơi
2.2.3.2.2. Tinh chế nước mía
Mục đích là nhằm loại bỏ tối đa các chất bã cĩ trong nước mía theo khả năng cĩ thể. Quá trình lọc được thực hiện nhờ đưa SO2 vào, sau đĩ đưa vơi vào và tiến hành gia nhiệt. Độ pH đạt được là 8 - 8,5. Nước mía ép đã xử lý hĩa chất sẽ để lại một chất kết tủa trong bình, chất kết tủa này sẽ được lọc qua bộ lọc chân khơng. Nước mía sạch thu từ bình và nước mía thu từ bộ lọc chân khơng được trộn chung với nhau.
2.2.3.2.3. Chưng cất
Nước mía được cơ đặc trong thiết bị chưng cất chân khơng nhiều tầng để đạt được lượng đường saccarozo là 55 - 65%. Hơi nước sử dụng được cung cấp từ lị hơi sử dụng bã miá làm chất đốt.
2.2.3.2.4. Kết tinh đường
Nước ép cơ đặc hay xi rơ được đem cho tiếp tục chưng cất đến khi bão hịa thành đường. Quá trình này được thực hiện trong một nồi chân khơng. Khi nước mật trở nên
bão hịa sẽ hình thành các tinh thể đường. Khi nước bay hơi, mật đường được đưa thêm vào nồi để đường tiếp tục kết tinh. Phần mật và tinh thể đường cuối cùng được gọi là massecuite .
2.2.3.2.5. Phân tách
Massecuite được phân tách trong thiết bị quay li tâm kiểu giỏ. Các tinh thể đường tiếp tục ở lại trong giỏ, trong khi chấ lỏng (mật rỉ) đước loại qua các lỗ hổng trên giỏ bằng lực li tâm. Đường này gọi là đường thơ, được tiếp tục xử lý để trở thành đường tinh luyện.
Mật đường chứa đường saccarozo cĩ thể kết tinh được tiếp tục trộn với mật rỉ và đưa trở về nồi chân khơng. Hỗn hợp massecuit mới này được phân tách và mật được đưa trở vể nồi chân khơng một lần nữa để xử lý. Sau khi việc xử lý tách đường thực hiện 3 lần, đường chất lượng cao loại "A" và "B" được đem đi đĩng gĩi sau khi sấy khơ và loại "C" (hàm lượng đường thấp) được đem trở về nối chân khơng như một nguyên lệu để sản xuất đường "A" và "B".
Mật rỉ với độ đường saccarozo thấp, vệc tách đường saccarozo khơng kinh tế, được sử dụng như đường thơ dùng để lên men rượu cho sản xuất cồn .
2.2.3.2.6. Chưng cất
Cồn được sản xuất với men từ trong máy chưng cất cho nồng độ cồn 95 - 96 % và 12 - 13 lít vinasse mỗi lít cồn sản xuất được. Vinasse rất giàu các chất hữu cơ và do nĩ cĩ độ BOD (biochemical oxygien demand-nhu cầu ơ xy sinh hố) cao nên nĩ khơng được thải ra sơng. Vinasse cĩ thể được sử dụng để làm phân bĩn cung cấp Nitơ, Kali, Phốt pho cho đất
CHƯƠNG 3: CÁC VẤN ĐỀ Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG PHÁT SINH TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
3.1 Quá trình thất thốt nguyên, vật liệu trong khâu vận chuyển, bảo quản vật liệu.
Trong quá trình vận chuyển mía đường từ đồng ruộng đến nhà máy cần phải đảm bảo thuận tiện, nhanh nhất về mặt thời gian, để nâng cao lượng đường trong mía bởi mía thu hoạch sau 24 giờ chưa đưa vào nhà máy, chữ đường trong mía sẽ giảm đáng kể. Hiện nay tổn thất sau thu hoạch cây mía từ 10% đến 20%-30%. Ở Thái Lan, Philippines, nhà nước ưu tiên việc chuyển nơng sản nĩi chung, nhất là cây mía về nhà máy càng sớm càng tốt để hạn chế thất thốt, lãng phí nguồn lực xã hội. Đồng thời cũng xem xét cự li vận chuyển, hạn chế việc rơi vãi mía trên đường vận chuyển, và nhiều nguyên nhân khách quan khác dẫn đến việc thất thốt nguyên liệu.
Đường sau khi sản suất thành phẩm cần bảo quản nơi khơ ráo, thống mát, tránh tiếp xúp với ánh sáng mạnh nếu khơng đường sẽ hút ẩm, khơng cịn chất lượng tốt khi lưu thong trên thị trường.
3.2 Nước thải
3.2.1 Các nguồn phát sinh nước thải trong quá trình sản xuất
Trong quá trình sản xuất nhà máy mía đường dùng rất nhiều nước cĩ thể gấp 12 – 15 lần nguyên liệu ,do đĩ lượng nước thải phát sinh ra rất nhiều ,được phân loại như sau:
Nước thải loại 1:
Là nước thải từ các cột ngưng tụ tạo chân khơng của các thiết bị ( bốc hơi, nấu đường... ). Đây là loại nước thải bị ơ nhiễm rất nhẹ, thường cĩ trị số BOD5 thấp ( 20-
25mg/l ), SS = 30-50 mg/l, COD = 50-60 mg/l ...Lưu lượng nước thải loại này thường từ 0,97-1,2m3/ tấn mía
Nước thải loại 2
Là nước thải từ các nguồn nước làm nguội máy, thiết bị trong dây chuyền sản xuất của nhà máy.Theo nguồn nhiễm bẩn, nước thải loại 2 bao gồm nước làm nguội dầu ( nhiễm bẩn dầu nhớt ), nước làm nguội đường ( nhiễm bẩn đường ) do khơng tránh khỏi được những dị rỉ nhất định, nước lam nguội máy, thiết bị khi thải ra sẽ bị nhiễm bẩn ( dầu mỡ, đường ) giá trị BOD5 thường dao động từ 200-400mg/l.
Lưu lượng của loại nước thải này thường nhỏ khoảng 0.25m3/ tấn mía.
Nước thải loại 3:
Gồm tất cả các nguồn nước thải cịn lại như nước rủa vệ sinh ở các khu vực trong nhà máy: nước xả đáy nồi hơi, nước thải phịng TN, nước rị rỉ đường ống, nước thải lọc vải, vệ sinh máy mĩc thiết bị... Nước thải loại 3 cĩ độ ơ nhiễm rất cao, BOD5 = 1200-1700mg/l, COD thơng thường khoảng 2200mg/l, PH < 5,0, SS=780-900, ngồi ra cịn cĩ dầu mỡ, màu, mùi.
Lưu lượng nước thải loại 3 thường bằng 50% tổng lượng nước thải trong nhà máy và dao động trong khoảng từ 0,99-1,3m3/ tấn mía.
3.2.2 Đặc trưng của nước thải nhà máy đường
Lượng nước sử dụng trong qúa trình sản xuất lớn. Do đĩ, lượng nước thải sinh ra cũng khá lớn. Đặc trưng lớn nhất của nước thải nhà máy đường là cĩ giá trị BOD cao và dao động lớn.
Bảng BOD5 trong nước thải ngành cơng nghiệp đường (Nguồn: Cơng ty mơi trường Ngọc Lân)
Các loại nước thải NM đường thơ(mg/L) NM tinh chế đường (mg/L)
Nước rửa mía cây 20-30
Nước ngưng tụ 30-40 4-21
Nước bùn lọc 2.900-11.000 730
Chất thải than - 750-1.200
Nước rửa xe các loại - 15.000-18.000
Phần lớn chất rắn lơ lửng là chất vơ cơ. Nước rửa mía cây chủ yếu chứa các hợp chất vơ cơ. Trong điều kiện cơng nghệ bình thường, nước làm nguội, rửa than và nước thải từ các quy trình khác cĩ tổng chất rắn lơ lửng khơng đáng kể. Chỉ cĩ một phần than hoạt tính bị thất thốt theo nước, một ít bột trợ lọc, vải lọc do mục nát tạo thành các sợi nhỏ lơ lửng trong nước. Nhưng trong điều kiện các thiết bị lạc hậu, bị rị rỉ thì hàm lượng các chất rắn huyền phù trong nước thải cĩ thể tăng cao.
Các chất thải của nhà máy đường làm cho nước thải cĩ tính axit. Trong trường hợp ngoại lệ, độ pH cĩ thể tăng cao do cĩ trộn lẫn CaCO3 hoặc nước xả rửa cột resin.
Ngồi các chất đã nĩi trên, trong nước thải nhà máy đường cịn thất thốt lượng đường khá lớn, gây thiệt hại đáng kể cho nhà máy. Ngồi ra cịn cĩ các chất màu anion và cation(chất màu của các axit hữu cơ, muối kim loại tạo thành) do việc xả rửa liên tục các cột tẩy màu resin và các chất khơng đường dạng hữu cơ(các axit hữu cơ), dạng vơ cơ(Na2O, SiO2, P2O5, Ca, Mg và K2O). Trong nước thải xả rửa các cột resin thường cĩ nhiều ion H+, OH-.
Dựa vào đặc tính của nước thải, và yêu cầu mức độ xử lý đặt ra : nước thải phải đạt tiêu chuẩn xả thải loại B(TCVN 5945-1995) trong đĩ quy định giới hạn xả thải của các chất như sau:
Bảng tổng kết chất lượng nước thải nhà máy đường (Nguồn: Cơng ty mơi trường Ngọc Lân)
Stt Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Tiêu chuẩn(lọai B)
1 PH mg/l 7,5-8 5,5 -9 2 SS mg/l 1250 100 3 BOD mg/l 5000 50 4 COD mg/l 7000 100 5 N mg/l 16,4 60 6 P mg/l 7,5 6
Việc quản lý tốt quy trình sản xuất , bảo dưỡng thiết bị, chống rị rỉ hoặc thay đổi quy trình cơng nghệ, sử dụng các cơng nghệ sạch là biện pháp tốt nhất để giải quyết các chất ơ nhiễm ngay trong khâu sản xuất. Ngồi ra, cần phải áp dụng quy trình xử lý
nước thải, nhằm làm giảm việc thải các chất ơ nhiễm vào nguồn nước hay vào hệ thống thốt nước chung của thành phố.
3.3 Khí thải
Các chất gây ơ nhiễm mơi trường khơng khĩ của quá trình sản xuất đường khơng lớn. Khí thải phát sinh chủ yếu từ lị hơi dùng bã mía làm nhiên liệu, từ quá trình xử lý nước mía bằng CO2 và SO2 của cơng đoạn bảo xung.
Khĩi của lị đốt bã mía và than. Đây là nguồn ơ nhiễm chính mà bất kỳ nhà máy sản xuất cơng nghiệp nào cũng cần lưu ý để xử lý. Khi đốt lị tạo ra CO2, tro và khí than. Trong mía khơng cĩ các kim loại nặng và chất độc hại, chủ yếu là lượng khí than thải vào khơng khí.
Hơi của lị đốt lưu huỳnh khi gặp sự cố cĩ thể thốt 1 phần ra ngồi. Khí SO2 rất độc cho người, hấp thụ hơi nước tạo thành axit H2SO4 gây ăn mịn các bề mặt kim loại.
Sự tỏa hơi của nước mía cĩ chứa một lượng đường nhỏ phát tán vào khơng khí và bụi đường ở các cơng đoạn sàng, đĩng bao
3.4 Chất thải rắn
Rỉ đường: sản phẩm phụ của sản xuất đường. Lượng mật thường chiếm 5% lượng mía ép, mật rỉ sử dụng để sản xuất cồn, sản xuất mì chính, nấm men ...
Bã mía: chiếm 26,8% - 32% lượng mía ép, với lượng ẩm khỏang 50%. Phần chất khơ khoảng 46% Zenluloza và 24,6% Hemizenluloze
Các nhà máy đưởng sử dụng bã mía làm nhiên liệu đốt lị hơi và chạy máy phát điện. Bã mía cịn được sử dụng làm nhiên liệu sản xuất giấy, ván ép ...
Bùn lọc: là cặn thải của cơng đoạn làm trong nước mía thơ. Bùn cĩ độ ẩm 75 - 77% chiếm 3,82 - 5,07% lượng mía ép
Tro lị hơi: chiếm 1,2% lượng bùn mía. Thành phần chính của tro là SiO 2 chiếm 71 - 72%. Ngồi ra cịn cĩ Fe2O3, Al2O3, K2O, Na2O, P2O5, CaO, MnO ... Cùng với bùn, tro được dùng để sản xuất phân hữu cơ.
Bảng thành phần hĩa học chất thải rắn từ sản xuất mía đường ( phần trăm khối lượng ) (Nguồn: Cơng ty mơi trường Ngọc Lân)
Mật rỉ Bùn lọc Bã mía
Nước 26 Nước 75 Nước 50
Đường 51 Sáp, chất béo 3,5 Zenlulo 22,5
Chất khử 3 Xơ 7,5 Pentoza 16
Hợp chất Nito 4,5 Đường 4 Lignin 9
Axit hữu cơ 5,6 Protein 3 Sáp, protein 1,5
Tro 10,6 tro 7 tro 1
Chất màu 0,5
3.5 Ơ nhiễm mùi
Mỗi ngày hàng trăm tấn bã thải được thải ra ngồi. Đây là nguồn chất thải dễ lên men, hơi thối và dễ bị khuếch tán theo giĩ, trơi theo mưa nên việc khơng thu gom chế biến sẽ gây ơ nhiễm nặng mơi trường xung quanh…
CHƯƠNG 4: KIỂM SỐT Ơ NHIỄM TRONG TỒN BỘ QUY TRÌNH SẢN XUẤT MÍA ĐƯỜNG
4.1. Các phương pháp xử lý nước thải
4.1.1. Hạn chế mất đường theo nước thải
Giá trị BOD của đường sacaroza là 0,49 mg O2/mg đường . Đường là nguồn quan trọng của BOD trong nước thải của nhà máy đường . Hạn chế mất đường theo nước thải khơng những làm giảm tổn thất đường mà cịn làm tăng tổng thu hồi trong sản xuất làm giảm độ ơ nhiễm của nước thải. Phương pháp hạn chế làm mất đường trong
nước thải là một phương pháp xử nước thải mà các nhà máy đường nào cũng áp dụng bởi vì nĩ đi đơi với việc làm tăng tổng thu hồi của nhà máy.
4.1.2. Tồn trữ nước thải
Bằng cách giữ lại tồn bộ nước thải của nhà máy và chứa trong những hồ lớn để nước thải cĩ thời gian tự phân hủy từ 70-150 ngày BOD của nước thải từ 190-1015 ppm sẽ giảm xuống từ 10-15 ppm. Đây là phương pháp xử lý đơn giản tuy nhiên địi hỏi tốn nhiều thời gian và cĩ diện tích đất rộng, do đĩ chỉ phù hợp với nhà máy đường đặt ở xa khu dân cư, hoang vắng, đất rộng, người thưa.
4.1.3. Hồi lưu nước thải
Nước thải loại 1 (từ các cột ngưng tụ tạo chân khơng thùng quay: giàn bốc hơi, nồi nấu đường, máy lọc chân khơng thùng quay, cĩ BOD=<30 ppm) được cho quay trở lại nhà máy để tái sử dụng, tuần hồn cho các quá trình cơng nghệ khác. Đơi khi áp dụng phương pháp hồi lưu để tái sử dụng nước thải loại 2 (nước làm nguội máy). Tuy nhiên cĩ nhược điểm là các chất bẩn trong nước thải do khơng được xử lý nên sẽ làm ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt của máy mĩc thiết bị. Phương pháp này khơng thể áp dụng cho nước thải loại 3 (nước vệ sinh, nước thải sinh hoạt, nước xả đáy lị hơi…). Phương pháp này thích hợp cho các nhà máy đường gặp phải khĩ khăn về nguồn nước cấp.
4.1.4. Lọc nước thải
Để xử lý triệt để nước thải, một số nhà máy sử dụng phương pháp lọc nước thải. Nước thải cĩ thể lọc bằng cát hoặc lọc bằng đất Diatonic. Ở nước ta, một số nhà máy đường cĩ hệ thống xử lý nước thải với các cơng nghệ khác nhau: Bằng bể UASB (Nhà máy đường Bình Dương, Cam Ranh ); kết hợp yếm - hiếu khí ( Việt Trì, Ninh Hịa ); UASB - hiếu khí - lọc sinh học (Nơng Cống); hồ sinh học (Lam Sơn, An Khê, Kontum...); xử lý hiếu khí (Nhà máy đường Bình Định). Ngồi ra vấn đề tiếng ồn cũng cần phải được quan tâm: tiếng ồn do máy mĩc hoạt động và do xe cộ đi lại gây ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe cơng nhân và dân cư xung quanh, gây tâm lý khĩ chịu làm giảm năng xuất lao động. Cần phải bơi trơn máy mĩc, lắp đệm chống ồn, phân khu tiếng ồn và trang bị bảo hộ, chống ồn cho cơng nhân. Thiết bị khơng được phép gây tiếng ồn vượt trị số 90 dB trong khu vực sản xuất cơng nghiệp theo TCVN. Trồng cây xanh, thảm cỏ ven đường, vỉa hè để hấp thụ tiếng ồn, bụi, khí CO2, SO2, tạo bĩng mát và nguồn cung cấp O2.
4.1.5. Xử lý nước thải bằng vi sinh.
Phương pháp này tận dụng khả năng sống hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bẩn hữu cơ(và vơ cơ) cĩ trong nước thải, cĩ thể được thực hiện trong điều kiện hiếu khí (với sự cĩ mặt của oxy hoặc trong điều kiện yếm khí khơng cĩ oxy). Xử lý nước thải bằng vi sinh là một phương pháp khá kinh tế bởi nĩ giảm được một lượng BOD khá nhiều của nước thải (hiệu quả cao mà khơng tốn kém năng lượng nhiều), chỉ cần bơm và khơng yêu cầu phải cĩ đất rộng, do đĩ đây là một phương pháp rất thơng dụng.
4.2. Áp dụng sản xuất sạch hơn trong tồn bộ quy trình sản xuất.
Sản xuất sạch hơn là việc liên tục xác định và thực hiện các biện pháp nhằm tiết kiệm nguyên , nhiên vật liệu, làm tăng hiệu suất, đồng thời làm giảm tác động của sản xuất, sản phẩm và dịch vụ lên mơi trường và con người.
4.3. Các giải pháp khơng tốn chi phí và chi phí thấp.4.3.1 Tuần hồn nước làm mát