Nước mía hỗn hợp có thănh phần phức tạp bao gồm: Chất huyền phù (thô, keo) lăm nước mía đục, lă dung dịch chất điện ly; câc acid hữu cơ lăm chuyển hóa đường, chất mău lăm tinh thể đường mang mău.
Chất không đường ở dạng tạp chất ion, chất hoạt động bề mặt lăm tăng độ nhớt của dung dịch đường, lăm giảm chất lượng đường vă hiệu suất thu hồi trong sản xuất.
Thănh phần Tính theo trọng
lượng mía % Tính theo nước mía hỗn hợp %
Đường saccharose 11.88 12.63 Đường khử 1.35 1.44 Protein 0.42 0.48 Acid tự do 0.13 0.14 cid kết hợp 0.14 0.15 Chất keo 0.39 0.41 Chất vô cơ 0.57 0.60 Nước 59.12 78.15 Lắng trong Bùn Tản hơi Lọc chđn không Chỉ trong pH= 6.9 – 7.1 Trộn bê nhuyễn Bốc hơi 0Bx=60 – 65% Dung dịch Acofloc Sulfit II pH=5.2 – 5.5
Gia nhiệt nhanh, sục khí
Siro tinh Lắng nổi
Đi nấu đường
Chỉ lọc
Bê bùn pol < 2.5
Bê nhuyễn
Về gia vôi trung hòa Bọt
Khí SO2
Dung dịch F.D.A
Hình 3.6: Sơ đồ công nghệ lăm sạch
Bảng 3.3: Thănh phần nước mía hỗn hợp (Nguồn: Từ 1992 của nhă mây)
Nhiệm vụ của khđu lăm sạch :
+ Loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp. + Trung hòa acid hữu cơ lăm giảm chuyển hóa đường.
+ Loại chất mău ngăn ngừa sự tạo mău, bảo vệ mău sắc đường thănh phẩm. Tâc dụng của từng công đoạn lăm sạch :
a. Gia vôi sơ bộ - bổ sung P2 O5(H3PO4)
Gia vôi sơ bộ: Nước mía hỗn hợp có AP= 76 – 78%, 0Bx= 13 – 14% từ cđn nước mía hỗn hợp (NMHH) chảy văo thùng gia vôi sơ bộ theo hướng tiếp tuyến với thùng để tạo dòng xoây hòa trộn với sữa vôi thực hiện quâ trình gia vôi liín tục. Ở đđy NMHH có pH= 4.8 – 5.2 được nđng lín pH =6.2 – 6.4. Nhằm mục đích chống chuyển hóa đường, diệt vi sinh vật, ngưng tụ một số keo gần pH trung tính như (sâp, petosan, protein) kết tủa tạp chất muối canxi.
Bổ sung P2O5: Do điều kiện canh tâc nín nguyín liệu mía đưa văo ĩp ở nhă mây có hăm lượng P2
O5 = 100 – 150ppm. Để tạo kết tủa Ca3(PO4)2 phục vụ tốt lắng lọc thì hăm lượng P2 O5 trong nước mía hỗn hợp phải đạt 320 – 350ppm. Do vậy nhă mây đê bổ sung P2 O5 bằng câch dùng 240kg H3PO4 85% cho 1000 tấn mía.
b. Gia nhiệt I
Nước mía hỗn hợp sau khi gia vôi sơ bộ được bơm lín thiết bị gia nhiệt I lă loại ống chùm có nhiều ngăn, nước mía lín xuống 20 lần trong thiết bị gia nhiệt, hơi nước truyền nhiệt đi ngoăi ống. Nhiệt độ của nước mía ra khỏi gia nhiệt I đạt 70 – 75%.
Tâc dụng:
• Tiíu diệt vi sinh vật
• Tăng tốc độ lắng
• Tăng tốc độ phản ứng hóa học
Ca(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + 2H2O CaSO3 + H2SO3 = Ca(HSO3)2
c. Sulfit I
Nước mía sau khi gia nhiệt I được đưa sang xông SO2 lần I, tại đđy nước mía đưa về pH= 3.4 – 3.8, xông SO2 có tâc dụng tạo kết tủa CaSO3 để hấp thụ câc chất mău vă câc chất keo. Thiết bị xông SO2 có dạng hình thâp đệm, nước mía đi từ trín xuống qua câc tầng vĩ, khí SO2 đi từ dưới đây lín, đỉnh thâp có bộ phận lă cột Z tạo chđn không cho thâp (độ chđn không lă 0.1m cột nước).
SO2 + H2O = H2SO3
H2SO3 + H2O = 2H+ + HSO4-
Ca(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + 2H2O CaSO3 + H2SO3 = Ca(HSO3)2
d. Gia vôi trung hòa
Nước mía sau khi sulfit I được đưa về thiết bị gia vôi trung hòa liín tục, hình trụ tròn côn đây bín trong lă một hình trụ tròn đặt đồng tđm với nhau, đưa thiết bị thănh hai đường vă chúng thông nhau phía dưới, ở giữa có cânh khuấy quay 750 vòng/ph, nước mía vă vôi văo ở phía trín,
dung dịch ra dọc theo đường sinh thiết bị để đảm bảo phản ứng trung hòa xảy ra hoăn toăn trong một thời gian nhất định thì nước mía lấy ra ở độ cao 2/3 của thùng. pH của gia vôi trung hòa có giâ trị từ 7.2 – 7.4 có tâc dụng:
Trung hòa nước mía trânh sự chuyển hóa đường. Tạo kết tủa CaSO3,Ca3(PO4)2.
Ion OH- của Ca(OH)2 tạo kết tủa với câc ion kim loại Al3+ + 3OH- Al(OH)3
Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2
Ca(OH)2 + H2C2O4 CaC2O4 +H2O
Lăm ngưng kết một số chất keo như pentosan, sâp, protein, SiO2, Fe2O3….
e. Gia nhiệt II
Sau gia vôi trung hòa nước mía được bơm lín gia nhiệt II, thiết bị gia nhiệt II có cấu tạo giống gia nhiệt I, nhiệt độ nước mía ra khỏi gia nhiệt II lă 102 – 1050C, tại nhiệt độ năy có tâc dụng:
• Thúc đẩy câc phản ứng ở gia vôi trung hòa lăm kết tủa rắn chắc hơn.
• Loại không khí trong nước mía lăm giảm tỷ trọng nước mía phục vụ tốt cho quâ trình lắng.
• Tiíu diệt vi sinh vật.
• Lăm ngưng tụ câc chất keo: ở 820C albumin bị ngưng tụ, 1050C pentosan bị ngưng tụ, giảm độ nhớt dung dịch của nước mía.
f. Tản hơi
Sau khi gia nhiệt II nước mía chảy về thiết bị giảm xâo trộn tản hơi nhằm: tỏa hơi, nước, loại không khí, ổn định tốc độ nước mía văo thiết bị lắng.
g. Lắng trong
Nước mía từ thùng tản hơi được chảy liín tục ổn định văo bồn lắng theo mâng phđn phối ở dỉnh bồn lắng. Bồn lắng có thể tích 65m3, diện tích lắng 65m2. Bồn lắng có bốn ngăn, chỉ trong được lấy ra trong ống góp của mỗi ngăn bồn lắng.
Bùn được gom về tđm của vâch ngăn côn do tay gom bùn có những cânh gạt tỳ lín vâch ngăn, tay gom bùn quay 115 vòng/ph, bùn chảy về dây bồn lắng được bơm piston rút lín đưa qua khu vực lọc bùn.
Tâc dụng: Tâch loại chất không đường vă kết tủa, pH của chỉ trong có giâ trị trong khoảng 6.8 – 7.0, mău sắc chỉ trong văng sâng không còn tạp chất lơ lửng. AP chỉ trong nằm trong khoảng 78 – 80%, 0Bx = 13.8 – 15%.
h. Lọc bùn
Bùn sau lắng có độ ẩm 80 – 90%, pol = 5 – 7% (nhă mây chưa đưa được về độ pol về 2 – 2.5% ) sẽ được đổ ra bêi lăm phđn bón.
Nhiệm vụ: thu hồi lượng đường non trong bùn.
i. Bốc hơi cô đặc
Có 4 nồi bốc hơi, vă bốc hơi theo phương phâp bốc hơi âp lực chđn không. Câc nồi có câc thông số sau:
Thông số Nồi I Nồi II Nồi III Nồi IV
Diện tích truyền nhiệt (m2) 350 170 170 170
Số ống đồng 38 x 1.5 mm 1008 774 774 774
Chiều dăi ống đồng (mm) 2980 2000 2000 2000
Âp suất hơi đốt (kg/cm2) 1.20 0.60 0.10 -0.38
Nhiệt độ hơi đốt (0C) 122.76 112.69 99.37 86.48 Âp suất hơi bốc ra (kg/cm2) 0.60 0.10 -0.38 -0.38 Nhiệt độ hơi bốc ra (0C) 112.69 99.37 86.48 56.16
0Bx văo (%) 15 24.93 35.82 47.59
0Bx ra (%) 24.93 35.82 47.59 63.42
Thiết bị bốc hơi lă loại ống chùm, bốc hơi dạng măng, nước mía đi một lần từ đây lín mặt sang trín rồi sang nồi nấu, nước mía đi trong ống, hơi đốt đi ngoăi ống, hơi dung cho nồi I lă hơi thải của tuabin (có thể bù từ nồi hơi), hơi bốc của nồi I lăm hơi đốt cho gia nhiệt I, nấu đường, nồi bốc hơi số II.
Nồi cuối được tạo chđn không bằng thâp ngưng tụ cột Z vă bơm chđn không trước sang nồi sau, hơi bốc nồi trước lăm hơi bốc cho nồi sau.
Nước ngưng tụ của nồi III, nồi IV được thoât qua ống xuống xy phong vă bơm có hệ thống cđn bằng chđn không.
Siro nồi IV thoât bằng có ống cđn bằng chđn không.
Khí không ngưng tụ của nồi III, nồi IV thoât văo thâp ngưng tụ.
Hệ thống bốc hơi, gia nhiệt ở nhă mây có hệ thống dự phòng thay thế khi sự cố hay ngưng vệ sinh cặn ống truyền nhiệt; nhă mây vệ sinh cặn bằng phương phâp hóa học. Nhiệm vụ:
• Đưa nước mía có 0Bx = 13 – 15% về siro có 0Bx = 60 – 65% để cđn bằng dđy chuyền.
• Cung cấp nước ngưng tụ sạch (nóng) cho lò hơi.
• Trânh cung cấp nước ngưng tụ nhiễm cho khđu chưng luyện.
• Sử dụng vă cung cấp hơi có hiệu quả (do tận dụng hơi chiết).
j. Sulfit II:
Siro sau bốc hơi được bơm lín (liín tục vă ổn định) văo thâp sulfit II. Thâp có cấu tạo giống thâp sulfit I (nhưng nhỏ hơn do lượng siro ít hơn nước mía).
Siro được đưa về pH = 5.2 – 5.5. pH năy có tâc dụng:
• Tẩy mău dung dịch đường theo cơ chế. Ở pH = 5.2 – 5.5 dung dịch có H+,SO32-. Chính H+
sẽ phâ hủy chất mang mău theo cơ chế:
Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật nồi bốc hơi (Nguồn: Từ 1996 của nhă mây)
C C + 2H+ C C H
• Ngăn ngừa sự tạo mău do bêo hòa gốc cacbonyl
C O + H2SO3 C
• Giảm độ nhớt do chuyển muối cacbonat kiềm thănh muối sulfit kiềm.
K2CO3 + H2SO4 K2SO3 + CO2 +H2O
k. Lắng nổi
Siro sau khi được bơm lín thiết bị gia nhiệt nhanh bằng hơi nước có âp suất 4atm để nhiệt độ của siro đạt 80 – 850C sau đó đến bộ phận sụt khí nĩn có âp suất 1.5 – 2atm, sau đó siro tới thùng hòa trộn hòa trộn hóa chất, siro được trộn với dung dịch F.D.A .
Dung dịch F.D.A :
• F: Phosphat natri: liều dung 200ppm so với chất khô siro.
• D: Dertergent 12ppm so với chất khô siro.
• A: Acid phosphoric: 100ppm so với chất khô siro.
Liều lượng F.D.A dược tính cho mỗi ca sản xuất vă pha văo 1.2m2 nước dùng hết trong một ca. Sau khi trộn với dung dịch F.D.A siro sẽ được trộn với dung dịch Acofloc với liều lượng 10ppm so với chất khô siro. Sau đó siro chảy văo lắng nổi theo thế năng, ở đđy do tâc dụng của nhiệt độ, chất trợ lắng, tỷ khối của siro, sự giên sức căng bề mặt của dung dịch câc kết tủa kết lại với nhau bâm văo bọt khí nổi lín mặt lắng nổi, bọt năy được tay gạt bọt chảy về thùng gia vôi trung hòa lăm kết tủa hấp phụ lắng chìm, siro trong sẽ được ống góp lấy ra ở phía đây lắng nổi chảy về thùng chứa rồi bơm lín lăm nguyín liệu nấu đường.
Theo tăi liệu công nghệ CUBA thì lượng dung dịch F.D.A như trín, nhưng thực tế nhă mây sử dụng theo số liệu như sau:
• Phosphat natri: 16.8kg cho 1000 tấn mía.
• Dertergent: 3kg cho 1000 tấn mía.
• Acid phosphoric 85%: 9kg/ 1000 tấn mía.
• Acofloc: 1.5kg/1000 tấn mía.
Lượng dùng cho 1000 tấn mía theo lý thuyết có 130 tấn chất khô:
• Phosphat natri: 26kg
• Dertergent: 1.56kg
• Acid phosphoric 85%: 15.3kg
• Acofloc: 1.3kg
Tâc dụng của lắng nổi:
• Loại bỏ kết tủa CaSO3, Ca3(PO4)2: câc kết tủa năy có khả năng hấp phụ chất mău, chất keo nổi lín.
OH
• Lăm giảm độ nhớt của dung dịch thích hợp cho quâ trình nấu đường.