Nước mía nguyên: Là sản phẩm thu được sau khi ép sơ bộ, nước mía nguyên cĩ nồng độ đường cao.
Nước mía khuyếch tán: Là sản phẩm thu được của ép kiệt I và II, nước mía khuyếch tán cĩ nồng độ đường thấp.
Nước mía hỗn hợp và gia vơi sơ bộ: Nước mía hỗn hợp được cấu thành bởi nước mía nguyên và nước khuyếch tán. Nĩ là sản phẩm của quá trình trích ly. Ta cĩ thể coi nước mía hỗn hợp là một lọai dung dịch keo hỗn hợp. Vì vậy, trong quá trình làm sạch chủ yếu dựa vào tính chất lý hĩa của các loại keo hiện diện.
Nước mía hỗn hợp mang tính acid cĩ pH= 4-4,5 (thường là 4-4,5) do đĩ phải dùng vơi, gia vơi sơ bộ tại thùng nước mía hỗn hợp để đưa pH = 6,0-6,5 (gia vơi lạnh) nhằm trung hịa nước mía hỗn hợp. Ngồi ra, vơi cịn tác dụng kết tủa, đơng tụ những chất khơng đường. Do đĩ, để hạn chế sự phân hủy đường cần những phương án, quy định dùng vơi cho thích hợp. Ở đây, dùng phương án cho vơi phân đoạn và gia nhiệt phân đoạn.
GIA VƠI SƠBỘ
GIA NHIỆT I
GIA VƠICHÍNH
Gia nhiệt I: Nước mía hỗn hợp sau khi được hâm nĩng, tiếp tục được đưa ra
thiết bị gia nhiệt I. Tại đây, nước mía được gia nhiệt tại nhiệt độ t=70oC. Làm
ngưng hoạt động của một số men và vi khuẩn thơng thường, làm tăng tốc độ
phản ứng hĩa học cho khâu sau như tạo kết tủa CaCO3…kết tủa một số keo ưa
nước, nhất là Protein. Sau đĩ, mới được đưa đi gia vơi chính để nâng pH=7.8-
8.0. Việc khống chế pH ở điểm pH=6.0-6.5 và to= 7.0-7.5oC cĩ ý nghĩa quan
trọng. Ở nhiệt độ thấp mà cho vơi nhiều, khả năng hịa tan lớn (do đối với vơi độ hịa tan tỉ lệ nghịch với nhiệt độ) thiết bị sẽ đĩng cặn, gây khĩ khăn cho việc lưu chuyển dung dịch trong hệ thống ống dẫn và trở ngại cho vận hành khi gia nhiệt. Nhưng ở gia nhiệt I nếu nâng nhiệt độ lên cao pH thấp sẽ gây chuyển hĩa đường lớn và tạo màu sắc đậm. Chính vì các nguyên nhân trên mà ở gia nhiệt I người ta
chọn nâng nhiệt độ lên ở mức to=70-75oC là hợp lý nhất.
Gia vơi chính: Sau khi nâng nhiệt độ lên to=70-75oC người ta bắt đầu thực
hiện gia vơi chính. Ở đây pH được nâng lên pH =7.8-8.0 nhằm tạo giá trị pH đẳng điện để kết tủa các muối vơ cơ, keo và hấp thụ một số tạp chất lơ lửng cĩ trong nước mía. Trong thùng gia vơi chính cĩ cánh khuấy cĩ tác dụng tránh hiện tượng kiềm cục bộ và tạo điều kiện cho phản ứng đều, nhanh. Sau khi đã gia vơi trong nước mía được đưa đi đun nĩng lần 2 gọi là gia nhiệt II.
Gia nhiệt II: Để phản ứng xảy ra hồn tồn, làm cho nước mía được lắng
trong tốt sau gia vơi. Nước mía được nâng nhiệt độ lên điểm sơi to=102-105oC.
Làm giảm độ nhớt của dung dịch tạo phản ứng kết tủa hồn và loại bớt khơng khí cĩ trong nước mía.
Thiết bị tản nhiệt: (bồn tản hơi) Loại bỏ khơng khí và hơi lẫn trong dung dịch nước mía tránh xáo trộn trong khi lắng nước mía giúp cho quá trình lắng nhanh
cần được lọc lại (sẽ được trình bày ở phần sau)
Nguyên tắc làm việc của bồn lắng: Tại bồn lắng, pha rắn được lắng xuống đáy nhờ trọng lực và được cánh khuấy gạt vào giếng bùn. Các tạp chất kết tủa này được bơm hút bùn hút ra ngồi. Nước chè trong theo đường ống chảy tràn dẫn tới sàn rung. Tại đây, các tạp chất cĩ tỉ trọng tương đương với tỉ trọng của nước chè sẽ được sàn gắn, loại ra. Lưới sàn rung cĩ mật độ lỗ 30 lỗ/1 in vuơng. Ở bồn lắng người ta cũng cĩ lúc phải bổ sung hĩa chất loại Separan khi cần thiết để trợ lắng. Tại máng chảy tràn người ta cũng trộn thêm chất chống đĩng cặn mang tên Bussperse 2139. Cĩ tác dụng kiềm chế sự đĩng cặn trong các thiết bị bốc hơi nhằm tạo điều kiện dễ dàng trong việc thơng rửa thiết bị (cũng cĩ thể trộn vào nước chè trong tại lâm sàng trong chè trong ). Bussperse 2139 cĩ đặc tính kìm chế sự đĩng cặn, làm cho cặn xốp, mền, dễ thơng rửa. Tỉ trọng 1,32g/ml dễ hịa tan trong nước. Với cách sử dụng pha dung dịch Bussperse 2139 khuấy đều đậy nắp thùng lại (dùng cho mỗi ca với lượng mía ép khoảng 650 tấn) mở van cho dung dịch Bussperse 1:1 nhỏ giọt vào chè trong tại sàn rung (hoặc tại máng chảy tràn), điều chỉnh van sao cho lượng dung dịch đưa vào chè trong đạt 3 lít trong 1 giờ. Như vậy, với lượng mía ép 1900-2000 tấn/ngày lượng dung dịch Bussperse 1:1 sử dụng khoảng 72 lít/ngày.
Những thao tác trong vận hành bồn lắng.
Nạp nước mía vào bồn lắng. Nước mía trước khi vào ngăn tiếp nạp đã được gia vơi và gia nhiệt vào bồn tản hơi theo chiều tiếp tuyến. Tại đây 1 phần hơi sẽ thốt khỏi nước mía, theo ống thốt phía trên ra ngồi. Do nước mía được đun
nĩng đến 103oC, sự tự bốc đã hình thành bọt khí bay ở các hạt kết tủa cùng lơ
lửng trong nước mía. Nhờ dịng chảy hướng tiếp tuyến với bồn tản hơi cĩ dạng là một Cyclon, các bọt khí thốt ra một cách dễ dàng cũng làm giảm tốc độ dịng chảy. Trước khi nước mía vào bồn lắng, các cửa liên thơng ở ống trung
Từ bồn tản hơi nước mía đi vào ngăn tiếp nạp và sau đĩ theo ống trụ tâm (ống rỗng) xuống ngăn dưới cùng. Khi nước mía đã được nạp đầy vào bồn và bắt đầu cĩ chè trong chảy qua hộp chảy trào thì khởi động tay gạt bùn và bắt đầu sự vận hành sự liên tục của bồn lắng.
Việc đĩng các cửa liên thơng lại tuần tự, khi đĩ nước mía đi vào từng ngăn lắng thơng qua lỗ thủng ở ống lắng trung tâm và đập vào tấm đổi hướng chảy ra với tốc độ giảm dần tới mức tối thiểu của chuyển động rối loạn. Các cửa liên thơng phải được đĩng lại nếu khơng bùn sẽ tập trung xuống ngăn dưới lúc bồn lắng hoạt động bình thường. Các cửa liên thơng chỉ được mở ra khi ngưng sản xuất và cần làm trong bồn lắng.
Khi bồn lắng đã hoạt động ổn định, cần điều chỉnh cơ cấu chảy trào nước mía cho tới khi nước mía trong ngăn tiếp nạp các máng gạt bùn khoảng 20 mm để bọt và các tạp chất nổi được gạt ra máng bùn.
Để thu được năng suất tối đa cho bồn lắng, điều cần thiết là phải đảm bảo sự cân bằng lưu lượng thích hợp cho 4 ống chảy tràn của 4 ngăn.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ lắng.
− Nồng độ nước mía: Nồng độ càng cao độ nhớt của dung dịch càng lớn
khi hạt kết tủa lắng xuống sẽ gặp một lực ma sát lớn gây giảm tốc độ lắng nồng độ dung dịch cao thì tỉ trọng cao gây sai biệt tỉ trọng giữa hạt kết tủa.
− Sự thay đổi pH: Khi trung hịa sử lý khơng tốt gây chuyển hĩa đường.
− Nhiệt độ thay đổi hoặc chấn động cơ giới: khi lắng 1 phần tạp chất của
mía và một số tạp chất khác cĩ tỉ trọng tuy lớn hơn nước mía nhưng quá nhỏ nên dễ bị bọt khí hút lại và nổi lên bề mặt dung dịch do nhiệt độ hạt kết tủa chìm sâu.
ngăn cịn nước trong thì đi qua vật ngăn. Để cĩ thể lọc được, cần cĩ áp suất dư trước sau vật ngăn. Trong quá trình lọc cĩ trở lực lọc, bao gồm trợ lực vật ngăn và trợ lực lớp bùn lọc. Do đĩ, máy lọc cần làm việc ở áp suất dư nhất định. Ở
nhà máy đường La Ngà áp suất làm việc của máy lọc là: -0.2 - (-0.4) kg/cm2.
Ở giai đoạn đầu của quá trình lọc, khi lớp bùn lọc chưa được hình thành nước lọc trong cĩ thể cịn đục, cần được đưa đi lọc lại. Nước lọc trong được đưa về thùng gia vơi chính. Bã bùn sau khi lọc cĩ độ pol=1-2% so với khối lượng bùn và cĩ độ pol =2-3% so với khối lượng mía, ẩm bùn w=77-78% lớp bùn bám trên trống lọc bùn được phun đều một lượng nước trên bề mặt gọi là nước rửa. Lượng nước rửa cần dùng ở đây là 27,5 tấn/ngày.
Chè trong: Là sản phẩm của nước mía hỗn hợp sau khi đã qua các cơng đoạn làm sạch như gia vơi sơ bộ, gia nhiệt I, gia vơi chính, gia nhiệt I, lắng. Chè trong
thường cĩ: to=95-98OC, Bx=13-15%.
Gia nhiệt III: Là làm tăng nhiệt độ của nước mía lên to=105oC.
Bốc hơi: Nhiệm vụ của hệ thống cơ đặc là bốc hơi nước mía cĩ nồng độ 60-65 Bx. Nếu Bx đạt thấp < 55Bx sẽ làm mất cân bằng dây chuyền sản xuất, do nấu đường khơng kịp. Vì nấu đường kết thành tinh hạt tốt nhất khi Bx >78 nhưng khi cơ đặc đến nồng độ Bx >70 đường bắt đầu kết tinh và như vậy đường kết tinh sẽ đọng lại trong đường ống và trong bơm gây khĩ khăn cho quá trình lưu chuyển. Tại cơng ty đường La Ngà, do cơng đoạn trích ly dùng phương pháp ép kết hợp khuếch tán đã dùng một lượng nước thẩm thấu khá lớn như đã trình bày phần trên. Trong khi nước chè trong sau khi làm sạch cĩ Bx= 13-15 trước khi qua cơng đoạn kết tinh người ta chọn nồng độ Bx= 60-65.
Để khỏi bị chuyển hĩa đường, trong quá trình bốc hơi yêu cầu phải cĩ tốc độ bốc hơi cao (nhanh) liên tục và ổn định. Ở La Ngà sử dụng phương pháp bốc hơi chân khơng 4 hiệu.
sự chênh lệch áp suất nhiệt độ sơi (điểm sơi ) của từng bình cần cĩ cũng giảm dần. Khi siro ra khỏi hệ thống, nhiệt độ đã giảm. Hơi đốt sử dụng cho bốc hơi là
hơi thứ sau các tuabin đã giảm ổn và giảm áp. Thường hơi cĩ nhiệt độ t0 = 110–
1200C, áp suất P < 1 kg/cm2. Ngồi ra, khi cần thiết người ta cũng mở thêm một
lượng hơi sống (hơi sống = hơi cao áp cĩ t0 3250C và áp suất hơi P= 23 bar) sau
khi đã được giảm ổn, giảm áp. Hơi đốt được đưa vào bình bốc hơi hiệu I và hơi bốc lên khi ra khỏi hiệu I sẽ làm hơi đốt cho hiệu II. Cứ như vậy, hơi đốt cấp cho hiệu III và hơi đốt cấp cho hiệu IV là hơi thứ sau hiệu III.
Ngồi ra, người ta cũng cĩ thể dùng hơi thứ sau hiệu I làm hơi đốt cho các nồi nấu đường. Trong khi bốc hơi, nồng độ nước chè tăng độ hịa tan của các chất bẩn nhất là các muối vơ cơ giảm nên các ống truyền nhiệt của bình bốc hơi bị đĩng cặn nhiều.