Đây là quá trình tách mật đường non ra khỏi tinh thể đường bằng lực ly tâm trong thùng quay với tốc độ cao. Do tính chất các loại đường non không giống nhau nên đối với thao tác phân ly yêu cầu thiết bị khác nhau.
Quá trình công nghệ ly tâm do hệ nấu đường khác nhau mà khác nhau, thường dùng chế độ nấu đường 3 hệ.
● Đường non A: mật đường thoát ra đầu tiên sau khi ly tâm gọi là mật nguyên (mật A1). Sau đó, dùng nước và hơi rửa tinh thể được mật rửa (A2) và đưa về để nấu non B và non C (một phần mật A2 đưa về nấu đường non A). Tinh thể đường sau ly tâm đưa đi sấy, phân loại, đóng bao và bảo quản.
● Đường non B: Sau ly tâm được đường B và mật nguyên B, dùng nước rửa được mật rửa B (nhiều nhà máy không tách mật nguyên và mật rửa). Mật nguyên B đưa nấu non C. Thể thể đường B dùng làm đường hồ b là giống nấu đường non A.
● Đường non C: Sau ly tâm được mật C gọi là mật cuối (mật rỉ), dùng làm nguyên liệu nấu rượu hoặc các sản phẩm phụ khác. Đường C đưa hồi dung, xông SO2 lần 2 dùng làm nguyên liệu nấu đường non A.
● Cho đường non vào máy ly tâm: đầu tiên cho máy ly tâm quay từ từ đến khi tốc độ máy đạt 200 – 300 vòng/phút, sau đó mở van nạp liệu cho đường non vào. Thông thường cho đường vào đầy thùng quay để phát huy tối đa năng suất thiết bị, tuy nhiên trong thực tiễn lượng nạp liệu thay đổi tùy thuộc vào chất lượng đường non. Nếu hạt đường cát lớn, độ dính nhỏ, dễ tách mật nên lớp đường có thể dày, tuy nhiên không được tràn mâm quay. Ngược lại nếu đường hông đồng đều, độ dính lớn nên khống chế chiều dày lớp đường mỏng hơn để dễ tách mật đường, giảm thời gian tách mật.
● Phân mật: sau nạp liệu, tăng dần tốc độ mâm quay đến cực đại, lúc này phần lớn mật trong đường non được tách ra gọi là mật nâu. Thời gian phân mật phụ thuộc vào chiều dày lớp đường non, độ nhớt, khích thước thùng quay... ● Rửa đường: sau khi phân mật, trên bề mặt đường còn phủ một lớp mật nâu. Do vậy ta cần phải tách lớp mật này để đảm bảo yêu cầu chất lượng đường. Quá trình rửa đường bao gồm 2 giai đoạn: rửa đường bằng nước nóng (nhiệt độ từ 75 – 80oC), lượng nước rửa dùng khoảng 2% so với lượng đường non. Sản phẩm của rửa nước là mật trắng (có độ tinh khiết cao hơn mật nâu). Sau đó phun hơi bão hòa có áp suất 3 – 4 at vào đường non, lượng hơi dùng khoảng 2 – 3% so với khối lượng đường non. Hơi bão hòa sẽ làm tăng nhiệt độ của mật, do đó độ nhớt giảm, phân ly dễ dàng. Ngoài ra một phần nước ngưng tụ từ hơi có tác dụng rửa đường một lần nữa, hơi bão hòa còn làm cho đường khô hơn, rút ngắn thời gian sấy, giảm khả năng đóng cục của đường.
● Hãm máy và xã đường: sau quá trình rửa đường ta ngắt điện mô tơ để hãm máy, dùng phanh hãm làm giảm tốc độ thanh quay, nâng chụp đáy lên và lấy đường ra khỏi thiết bị ly tâm.
Trở lực ly tâm
Quan sát quá trình ly tâm có thể phát hiện, lúc mới phân ly đường non, dưới tác dụng của lực ly tâm, tinh thể bị giữ lại và mật đường đi qua lưới ra
ngoài. Tùy thuộc độ dày lớp tinh thể tăng lên và không ngừng bị nén lại thì trở lực của mật đi qua lưới dần tăng lên. Lúc phân ly đường non có độ tinh khiết thấp, độ nhớt lớn hoặc có ngụy tinh (tinh thể li ti) thì mật đường đi qua lưới có trở ngại càng lớn. Do đó, khi dùng máy ly tâm có hệ số phân ly nhỏ để phân ly đường non C thường hay xuất hiện hiện tượng trên.
Ngoài ra, lực nhớt của mật đường đối với tinh thể là 1 loại trở lực phân ly lớn. Có 2 nguyên nhân sản sinh lực nhớt: tác dụng của ống mao quản làm cho mật đường lưu lại ở khoảng cách giữa các tinh thể và mật đường dính trên bề mặt tinh thể. Nguyên nhân này làm trở lực tăng lên mấy lần so với lực ly tâm. Do đó, dưới điểu kiện của các máy ly tâm hiện nay, dựa vào lực ly tâm để tách hoàn toàn mật đường là có khó khăn. Vì vậy, lúc sản xuất đường có chất lượng cao thường dùng rửa nước hoặc rửa hơi để giảm lượng mật ở bề mặt tinh thể. Tác dụng lớp mật mòng giữa các tinh thể khuếch tán loãng ra, lớp mật có thể ra ngoài. Nhưng nước rửa dễ dàng đi qua những nơi có trở lực nhỏ, phân bố đều trên toàn bộ bề mặt tinh thể, còn những nơi tinh thể bị nén chặt rửa nước rất khó phát huy tác dụng. Do đó, lúc sản xuất đường có chất lượng tương đối cao, ngoài rửa nước còn cần rửa hơi do áp lực của hơi tương đối cao, dễ dàng khắc phục những trở lực đó. Đồng thời lúc hơi ngưng tụ thành nước có tác dụng rửa nước một lần nữa, làm tinh thể đường không dính mật.
Để phân ly tiến hành thuận lợi, ngoài việc dùng hệ số phân ly thích đáng, việc giảm trở lức phân ly là rất quan trọng. Do đó, về mặt công nghệ, yêu cầu nấu đường non có độ nhớt mẫu dịch tương đối nhỏ, tinh thể lớn và đều đặn. Về phương diện trợ tinh nên khống chế thích đáng nồng độ và nhiệt độ của đường non có độ tinh khiết thấp trước khi ly tâm. Lúc ly tâm, cho lượng đường non vào máy ly tâm thích đáng để giảm độ dày lớp đường do đó giảm trở lực ly tâm.
Sau trợ tinh, đường non chảy trực tiếp vào máng phân phối, cho vào máy ly tâm tiến hành phân ly. Dưới tác dụng của lực ly tâm, mật đường xuyên qua lớp lưới ra ngoải còn tinh thể có kích thước lớn hơn lỗ lưới được giữ lại. Toàn bộ quá trình phân ly dựa vào chuyển động quay của máy và sản sinh lực ly tâm. Đó là nguyên lý làm việc của máy ly tâm.
Hình 7: Thiết bị ly tâm
Máy ly tâm được dùng rộng rãi trong nhà máy đường. Người ta dựa vào phương thức thao tác để phân loại thành máy ly tâm gián đoạn và máy ly tâm lien tục. Máy ly tâm gián đoạn thường dùng để phân ly đường non có độ tinh khiết cao còn máy ly tâm liên tục dùng để phân ly đường non có độ tinh khiết thấp.
2.7.2. Sấy đường
Đường sau khi ly tâm có độ ẩm 0.2-2%, cần phải sấy khô và làm nguội đường mới có thể đóng bao và bảo quản nếu không đường bị ướt, đóng cục,
không bảo quản được lâu. Như vậy, mục đích của việc sấy đường đưa đường đến độ ẩm thích hợp, làm cho đường thành phẩm có màu sáng bóng, không bị hư hỏng, biến chất trong quá trình bảo quản.
Để bảo quản đường, cần thực hiện hệ số an toàn khi bảo quản. Khi hệ số an toàn nhỏ hơn hoặc bằng 0.25 thì đường bảo quản tốt. Nếu lớn hơn 0.25 thì đường bảo quản không tốt.
Tiêu chuẩn độ ẩm của đường trắng ở nước ta quy định như sau: ● Đường trắng loại I: 0.06%
● Đường trắng loại II: 0.07% ● Đường tinh luyện: 0.05%
Các phương pháp làm khô
Sử dụng nhiệt lượng tỏa ra từ bản thân đường sau quá trình ly tâm, hay sử dụng không khí nóng làm bốc hơi nước trên bề mặt đường.
● Làm khô tự nhiên: thông thường nhiệt độ đường cát sau khi ra khỏi máy ly tâm lớn hơn 80oC, ta làm nguội tự nhiên đến một nhiệt độ thích hợp. Lợi dụng nhiệt lượng của bản thân nó tỏa ra làm cho đường khô. Tuy nhiên, thời gian làm khô dài, khó khống chế ẩm độ thành phẩm, và khi độ ẩm của đường sau khi ly tâm không ổn định sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả làm khô.
● Làm khô bằng không khí nóng: trước tiên sấy nóng không khí, làm giảm độ ẩm tương đối của nó, sau đó đưa vào máy làm khô cho tiếp xúc với đường cát nhằm hấp thu ẩm của chúng. Đối với phương pháp này, thời gian làm khô tương đối ngắn, và có thể khống chế hàm lượng ẩm trong đường thành phẩm.
● Kích thước hạt tinh thể của đường cát và chiều dày lớp đường: thời gian làm khô sẽ rút ngắn khi diện tích bề mặt bốc hơi của đường tăng lên. Nếu hạt tinh thể quá bé, lớp đường quá dày, lượng ẩm bên trong khó khuếch tán, tốc độ làm khô nhỏ.
● Lượng nước chứa trong đường làm khô: nếu đường cát sau quá trình ly tâm có độ ẩm lớn thì thời gian làm khô sẽ kéo dài.
● Nhiệt độ và độ ẩm không khí: nhiệt độ không khí cao, độ ẩm tương đối thấp, khả năng hút ẩm mạnh, tốc độ làm khô nhanh. Tuy nhiên nhiệt độ không khí nóng không nên quá cao vì nó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng đường sau khi sấy.
● Thiết bị làm khô: cấu tạo thiết bị khác nhau thì tốc độ làm khô cũng khác nhau.
- Sàn rung và băng tải đường - Máy sấy thùng quay
- Mấy sấy nhiều ống