Đây là phương pháp đơn giản nhất và được con người áp dụng từ rất lâu (hơn 300 năm nay). Dùng phương pháp vôi có ưu điểm là vôi có ở khắp mọi nơi, giá rẻ. Hơn 100 năm nay, người ta nghiên cứu tìm chất làm sạch mới nhưng rồi vôi vẫn là chất phổ biến nhất. Nước mía được làm sạch dưới tác dụng của nhiệt và vôi, thu được sản phẩm đường thô. Ở nước ta, phương pháp vôi được dùng để sản xuất đường thủ công: đường phèn, đường thùng, đường cát vàng, đường thẻ, đường tán, đường hoa mơ,...Trong các nhà máy hiện đại như nhà máy đương La Ngà, nhà máy đường lam Sơn, nhà máy đường Việt Đài (Thanh Hóa), phương
pháp này được dùng để sản xuất đường thô là nguyên liệu sản xuất đường tinh luyện.
Hình 3: Thiết bị vôi hóa
Khi cho vôi vào nước mía sẽ có những tác dụng sau đây:
● Làm trơ phản ứng axit của nước mía hỗn hợp và ngăn ngừa sự chuyển hóa đường sacaroza.
Ca(OH)2 + 2C12H22O11 ⇔ 2H2O + Ca(C12H22O11)2 canxi sacarit
● Kết tủa hoặc đông tụ những chất không đường, đặc biệt protein, pectin, chất màu và những axit tạo muối không tan.
● Phân hủy một số chất không đường, đặc biệt đường chuyển hóa, amit. Do đó, để hạn chế sự phân hủy đường, cần có những phương án cho vôi thích hợp.
● Tác dụng cơ học: những chất kết tủa được tạo thành có tác dụng kéo theo những chất lơ lửng và những chất không đường khác.
● Sát trùng nước mía: với độ kiềm khi có 0.3% CaO, phần lớn vi sinh vật không sinh trưởng, tuy nhiên có trường hợp phải dùng đến 0.8% CaO.
Dựa vào điều kiện công nghệ và thứ tự khác nhau, có thể chia thành 3 dạng sau:
Phương pháp gia vôi vào nước mía lạnh
Nước mía hỗn hợp từ công đoạn ép chứa nhiều vụn bã mía, đất cát, chất huyền phù cần được lọc bằng lưới lọc, cân và bơm trực tiếp đến thùng trung hoà, rồi cho vôi vào (khoảng 0.5-0.9 kg vôi/tấn mía). Khống chế pH nước mía gia vôi trong khoảng 7.8-8.3 (thông thường khoảng 8.0), đối với nước mía xấu có thể nâng pH đến 8.3. Khuấy đều nước mía, sau đó bơm đến thiết bị gia nhiệt, đun nóng đến nhiệt độ sôi (101oC), để lắng tốt có thể gia nhiệt đến 102-104oC. Nước mía đã gia nhiệt vào bộ phận tản hơi để trở lại áp suất thường (101oC). hơi và khí không ngưng thoát đi, sau đó đi vào thùng lắng và chất kết tủa từ từ lắng xuống phân thành nước mía trong và nước bùn. Đem lọc nước bùn thu được nước mía lọc trong, hỗn hợp với nước mía trong (nếu chất lượng tốt) hoặc đưa trở lại thùng trung hòa. Bã bùn làm phân bón ruộng.
Phương pháp gia vôi vào nước mía nóng
Tương tự như phương pháp gia vôi nước mía lạnh, nhưng công đoạn gia nhiệt được thực hiện trước khi cho vôi vào. Trước khi trung hoà, một số chất keo như (anbumin, silic hidroxit…) vôi trung hoà giảm (khoảng 15-20%), hiện tượng đóng cặn giảm…
Phương pháp gia vôi phân đoạn.
Đây là phương pháp tối ưu nhất của việc làm sạch nước mía bằng vôi. Trước tiên, hỗn hợp nước mía sau khi lọc được gia vôi đến pH=6.4-6.6 (thường pH = 6.4), lượng vôi dùng bằng 1/3 tổng lượng vôi. Gia nhiệt lần thứ nhất
(thường pH=7.8, nếu pH>8.4 nước mía trong sẽ là kiềm tính, pH=7.2-7.4 không tốt), lượng vôi dùng bằng 2/3 tổng lượng vôi. Tiếp tục gia nhiệt nước mía đến sôi hoặc cao hơn một ít giúp việc kết tủa được hoàn toàn. Các giai đoạn tiếp theo giống phương pháp trên
Bảng 2: Ưu nhược điểm của các phương pháp gia vôi nước mía