Tài liệu Luận văn thiết kế nhà máy đường

[email protected]. Huế: 16/04/2008 www.phongviet.com.vn. [email protected]. Nguồn: Trang 0/99 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] PHẦN I MỞ ĐẦU Đường có ý nghĩa rất quan trọng đối với dinh dưỡng của cơ thể người. Đường là hợp phần chính không thể thiếu được trong thức ăn của người. Đường còn là hợp phần quan trọng của nhiều ngành công nghiệp khác như:đồ hộp, bánh kẹo, dược, hoá học... Chính vì vậy mà công nghiệp đường trên thế giới và nước ta không ngừng phát triển. Việc cơ khí hoá toàn bộ dây chuyền sản xuất, những thiết bị tự động, áp dụng những phương pháp mới như: phương pháp trao đổi ion, phương pháp khuếch tán liên tục đang được sử dụng trong các nhà máy đường. Ở nước ta thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa nên thích nghi cho việc trồng và phát triển cây mía. Đây là tiềm năng về mía, thuận lợi cho việc sản xuất được. Nhưng trong những năm gần đây, ngành mía đường đang gặp tình trạng mất ổn định về việc quy hoạch vùng nguyên liệu , về đầu tư chưa đúng mức và về thị trường của đường.Vì thế sản phấm đường bị tồn đọng, sản xuất thì cầm chừng làm cho nông dân trồng mía không bán được phái chuyến giống cây trồng khác làm thu hẹp dần nguồn nguyên liệu mía. Nhưng ngành công nghiệp mía đường vẫn là một ngành quan trọng. Bởi đường không thể thiếu được trong cuộc sống con người. Mặc khác, nhu cầu về đường cũng ngày càng tăng bởi một số ngành công nghiệp thực phẩm khác như : bánh kẹo, đồ hộp, nước giải khát, sữa...y học ngày càng mở rộng hơn nên nhu cầu lại tăng. Với mục tiêu và tầm quan trọng như thế thì việc thiết kế một nhà máy đường hiện đại với năng suất 1800tấn/ngày là cần thiết . Nó giải quyết được nhu cầu tiêu dùng của con người, giải quyết được vùng nguyên liệu, tạo công ăn việc làm cho người nông dân trồng mía, góp phần phát triển nền kinh tế nước nhà Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 1/98 [email protected] Thiết kế nhà máy đường hiện đại PHẦN II LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT Ở tỉnh Quảng Ngãi, về công nghiệp thì chưa phát triển mạnh. Để phát triển nền công nghiệp thì phải quan tâm đến thế mạnh của vùng. Qua khảo sát thực tế thì thấy rằng huyện Đức Phổ có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho việc xây dựng nhà máy đường vì diện tích trồng mía ở đây rất rộng lớn. Ở Đức Phổ có dòng sông Ba Liên, trung tâm Đức Phổ cách thị xã Quảng Ngãi 35 km, phía nam giáp Bình Định, phía đông là biển, phía tây giáp Ba Tơ, giao thông thuận lợi trải dọc theo quốc lộ IA. II.1. Đặc điểm thiên nhiên vị trí xây dựng nhà máy: Nhà máy được đặc tại xã Phổ Nhơn cách thi trấn Đức Phổ 5km về hướng tây. Ở đây có sông Ba Liên và phía tây nhà máy là vùng đồi núi. Nhà máy cách ga Đức Phổ 1km về hướng bắc. Vùng đất ở đây rất màu mỡ, cho năng suất mía cao và vùng đất trồng rộng.  Thời tiết khí hậu:  - Nhiệt độ bình quân 25,8oC chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm là 5-6oC.  - Lượng mưa bình quân 2000-2500mm phân bố ở các tháng trong năm, phù hợp cho cây mía phát triển tốt và điều kiện chế biến đường.  -Hướng gió đông nam. II.2. Vùng nguyên liệu: Nguyên liệu cung cấp chính cho nhà máy là những vùng lân cận như: Mộ Đức, Ba Tơ, Đức Phổ, Tam Quan và đặc biệt là ở ngay vùng đặt nhà máy có diện tích mía rất lớn, đó là xã Phổ Nhơn thuộc huyện Đức Phổ. Ngoài ra khi xây dựng nhà máy ta cần mở rộng thêm vùng nguyên liệu bằng cách đầu tư vốn cho nông dân, khuyến khích dùng giống mới đạt năng suất cao. II.3. Hợp tác hoá- liên hiệp hoá: Nhà máy được đặt trên xã Phổ Nhơn huyện Đức Phổ là nhà máy sản xuất ra đường tinh sẽ thuận lợi cho việc liên kết hợp tác với các nhà máy khác và sử dụng chung về công trình điện, giao thông, tiêu thụ sản phẩm phụ phẩm. Xây dựng, đầu tư ít sẽ làm giảm giá thành sản phẩm, rút ngắn thời gian hoàn vốn. II.4. Nguồn cung cấp điện: Điện dùng trong nhà máy với nhiều mục đích:cho các thiết bị hoạt động, chiếu sáng trong sản xuất, sinh hoạt. Hiệu điện thế nhà máy sử dụng 220v/380v. Nguồn điện chủ yếu lấy từ trạm điện tubin hơi của nhà máy khi nhà máy sản xuất. Ngoài ra nhà máy còn sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia 500kv được hạ thế xuống 220v/380v để sử dụng khi khởi động máy và khi máy không hoạt động thì sử dụng để sinh hoạt ,chiếu sáng. Để đảm bảo cho nhà máy hoạt động liên tục thì lăp thêm một máy phát điện dự phòng khi có sự cố mất điện. II.5. Nguồn cung cấp hơi: Nguồn hơi cung cấp được lấy từ lò hơi của nhà máy để cung cấp nhiệt cho các quá trình: đun nóng, bốc hơi ,cô đặc sấy...Trong quá trình sản xuất ta tận dụng hơi thứ của thiết bị bốc hơi để đưa vào sử dụng trong quá trình gia nhiệt, nấu, nhằm tiết kiệm hơi của nhà máy. II.6. Nguồn cung cấp nhiên liệu: Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 2/98 [email protected] Thiết kế nhà máy đường hiện đại Nhiên liệu được lấy chủ yếu là từ bã mía để đốt lò .Ta dùng củi để đốt lò khi khởi động máy và dùng dầu FO để khởi động lò khi cần thiết. Xăng và nhớt dùng cho máy phát điện, ôtô... Trong đó: +Bã mía lấy từ dây chuyền sau công đoạn ép. +Củi mua ở địa phương thông qua các chủ buôn gỗ. +Xăng dầu lấy từ công ty xăng dầu Quảng Ngãi được cung cấp theo hợp đồng. II.7.Nguồn cung cấp và xử lý nước : Nước là một trong những nguyên liệu không thể thiếu được đối với nhà máy. Nước sử dụng với nhiều mục đích khác nhau :Cung cấp cho lò hơi, làm nguội máy móc thiết bị, sinh hoạt...Tuỳ vào mục đích sử dụng nước mà ta phải sử lý theo cac chỉ tiêu khác nhau về hoá học ,lý học ,sinh học nhất định .Do nhà máy lấy nước chủ yếu từ sông Ba Liên nên trước khi sử dụng phải qua hệ thống sử lý nước của nhà máy. II.8. Nước thải: Việc thoát nước của nhà máy phải được quan tâm, vì nước thải của nhà máy chứa nhiều chất hửu cơ, là điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển gây ô nhiễm môi trường. Anh hưởng đến sức khoẻ của công nhân, khu dân cư xung quanh nhà máy. Do đó nước thải của nhà máy phải tập trung lại ở sau xưởng sản xuất và được xử lý trước khi đổ ra sông theo đường cống riêng của nhà máy. Qua tham khảo tài liệu “tham xử lý nước thải “ của Hoàng Huệ Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 3/98 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] Sơ đồ xử lý nước thải Khu nấu là hơi Và sinh hoạt Khu kiếm nghiệm và Dung dịch nấu sữa Khu ép Bể trung hoà Song chắn rác Hoá chất trung hoà Bể lắng cát Bể xử lý sinh học Nước đã xử lý cặn Làm phân vi sinh II.9. Giao thông vận tải: Giao thông vận tải là vấn đề quan trọng, là phương tiện dùng để vận chuyển một khối lượng lớn nguyên vật liệu xây dựng nhà máy ,cũng như vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy để đảm bảo cho sự hoạt động liên tục của nhà máy. Nhà máy sử dụng tuyến quốc lộ 1A. và đường giao thông nông thôn đã đước phát triển và nâng cấp. Đồng thời mở rộng thêm những tuyến đường mới. Ngoài ra nhà máy phải có số lượng ôtô tải cần thiết đáp ứng kịp thời nhu cầu xuất sản phẩm và thu nguyên liệu cho nhà máy. II.10. Nguồn nhân công: Đội ngũ công nhân: Công nhân được thu nhận từ địa bàn huyện để tận dụng nguồn nhân lực địa phương .Do đó đở đầu tư xây dựng nhiều nhà ở sinh hoạt. Vả lại dân ở đây có trình độ văn hóa từ lớp 9-12 lại sống chủ yếu bằng nghề nông. Nếu qua đào tạo họ thì sẻ nắm bắt được dây chuyền công nghệ và làm việc tốt. Đội ngũ cán bộ: Sử dụng cán bộ có trình độ khoa học kỹ thuật, cộng với cán bộ kỹ thuật, kinh tế các trường :Đại hoc Đà Nẵng, Huế, thành phố Hồ Chí Minh.. để lãnh đạo điều hành tốt hoạt động nhà máy. II.11.Tiêu thụ sản phẩm: Nhà máy sản xuất đường tinh đặt tại huyện Đức Phổ là nhà máy cần thiết. Sản phẩm đường được tiêu thụ rộng lớn trên thị trường: Quảng Ngãi ,Phú Yên, Bình Định...Đồng thời sản phẩm của nhà máy là nguyên liệu cho các nhà máy thực phẩm lân cận khác :bánh kẹo nước giải khát, đồ hộp,..rỉ đường dùng để sản xuất cồn. Tóm lại: Việc thiết kế xây dựng nhà máy đường với năng suất 1800tấn/ngày đặt tại xã Phổ Nhơn huyện Đức Phổ là cần thiết và hợp lí với tình hình phát triển kinh tế khu vực. Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 4/98 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] PHẦN III CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ III.1. Chọn phương pháp sản xuất: Với sự phát triển về kinh tế nhu cầu của con người ngày càng tăng về số lượng và chất lượng .Sản phẩm đường cũng phát triển ngày càng phong phú và đa dạng hơn.Trong đó đường kính trắng vẩn là mặt hàng ưa chuộng và sử dụng rộng rãi. Hiện nay, sản xuất đường thông thường có 3 phương pháp: phương pháp cacbonat hoá, phương pháp vôi, phương pháp sunfit hoá. Phương pháp cacbonat hoá cho hiệu quả làm sạch tốt ,chênh lệch độ tinh khiết trước và sau làm sạch là 4-5, loại được nhiều chất không đường ,chất vô cơ. Hàm lượng muối canxi trong nước mía trong ít, giảm hiện tượng đóng cặn đối với thiết bị truyền nhiệt nên giảm được lượng tiêu hao hoá chất .Phương pháp này cho sản phẩm tốt ,bảo quản lâu ,hiệu suất thu hồi cao. Nhưng phương pháp này yêu cầu trình độ kỹ thuật cao,công nghệ và thiết bị phức tạp, tiêu hao hoá chất tương đối nhiều và vốn đầu tư nhiều .Phương pháp này sản phẩm thu được là đường kính trắng. Phương pháp vôi là phương pháp làm sạch đơn giản nhất. Làm sạch nước mía chỉ dưới tác dụng của nhiệt và vôi,sản phẩm thu được là đường thô. Phương pháp vôi có 3 phương pháp :phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh ,phương pháp cho vôi vào nước mía nóng và phương pháp cho vôi phân đoạn. Ở phương pháp vôi có ưu điểm là vôi có ở khắp mọi nơi, giá rẻ. Nhưng phương pháp vôi chỉ sản xuất đường thô Phương pháp sunfit hoá là phương pháp dùng vôi và khí SO2 để làm sạch nước mía. Trong đó phương pháp vôi chỉ sản xuất đường thô còn phương pháp so2 và phương pháp co2 sản xuất đường trắng. Mặc dù hiệu suất thu hồi và chất lượng đường của phương pháp so2 kém hơn phương pháp co2 nhưng phương pháp so2 có lưu trình công nghệ tương đối ngắn ,thiết bị tương đối ít, hoá chất dùng ít ,quản lý thao tác thuận lợi...Do đó phần lớn các nhà máy sản xuất đường thường dùng phương pháp so2 và các nước đang phát triển cũng dùng rộng rải phương pháp này. Với sự phát triển về công nghệ ,kinh tế thì nhu cầu của nhân dân về chất lượng sản phẩm nói chung ,đường nói riêng ngày càng tăng, thị trường không ngừng tăng lên. Trong những năm 80 các nước phát triển đều định ra chính sách ưu đãi có lợi cho sản xuất đường trắng chất lượng cao. Ở nước ta cũng vậy, để đáp ứng nhu cầu nhân dân ,giảm nhập khẩu đường cho nên tăng cường sản xuất đường trắng. Sản xuất đường trắng có hai phương pháp: Phương pháp SO2 và phương pháp CO2. Phương pháp CO2 cho hiệu suất thu hồi đường cao, sản phẩm đường tốt. Nhưng phương pháp CO2 có lưu trình công nghệ tương đối dài, nhiều thiết bị, đòi hỏi trình độ thao tác cao, tiêu hao hoá chất nhiều, vốn đầu tư cao...Do đó, để sản xuất đường trắng thì tôi chọn phương pháp SO2. III.2. CHỌN PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH: Làm sạch là một công đoạn rất quan trọng , nó góp phần quyết định chất lượng đường thành phẩm và tổng hiệu suất thu hồi. Làm sạch nước mía có nhiều phương pháp, mỗi phương pháp có yêu cầu về thiết bị ,công nghệ, kỹ thuật khác nhau. Mục đích làm sạch: +Trung hoà nước mía hỗn hợp, ngăn ngừa chuyển hoá đương sacaroza. Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 5/98 [email protected] Thiết kế nhà máy đường hiện đại +Loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp, đặc biệt chất có hoạt tính bề mặt và chất keo. +Loại những chất rắn dạng lơ lững trong nước mía. Phương pháp làm sạch nước mía trong công nghiệp hiện nay: III.2.1. Phương pháp cacbonat (CO2) gồm: +Phương pháp thông CO2 một lần. +Phương pháp thông CO2 chè trung gian. +Phương pháp thông CO2 thông thường (thông CO2 hai lần, thông SO2 hai lần). Ưu điểm: +Hiệu quả làm sạch tốt. Chênh lệch nhiệt độ trước và sau khi làm sạch là 4-5. +Loại được nhiều chất không đường, chất màu chất vô cơ. +Hàm lượng muối canxi trong nước mía trong ít, làm giảm hiện tượng đóng cặn đối với thiết bị truyền nhiệt nên giảm được tiêu hao hoá chất. +Chất lượng sản phẩm tốt, bảo quản lâu, hiệu suất thu hồi cao. Nhược điểm: +Sơ đồ công nghệ ,thiết bị phức tạp. +Kỹ thuật thao tác yêu cầu cao. Nếu khống chế không tốt dể gây ra hiện tượng phân huỷ đường khử. +Tiêu hao hoá chất tương đói nhiều. +Vốn đầu tư tương đối lớn. III.2.2. Phương pháp sunfit hoá (SO2): Phương pháp này được sử dụng rộng rãi ở nước ta. Thường dùng SO2 ở dạng khí để làm sạch nước mía. Có ba phương pháp. III.2.2.1. Phương pháp sunfit hoá kiềm mạnh: Phương pháp này có đặc điểm trong quá trìng làm sạch nước mía có giai đoạn tiến hành ở PH cao. Phương pháp này cho phương pháp làm sạch tốt nhất là đối với loại mía sấu ,mía sâu bệnh. Nhưng do sự phân hũy đường tương đối lớn ,màu sắc nước mía đậm, tổn thất đường nhiều cho nên hiện nay không sử dụng. III.2.2.2. Phương pháp sunfit hoá kiềm nhẹ: Phương pháp này là phương pháp sản xuất đường thô và nước mía được gia vôi đến PH=8-9 sau đó thông SO2 pH đạt 6,8-7,2 (thông SO2 vào nước mía, không thông vào mật chè ). So với phương pháp vôi thì hiệu quả loại chất không đường tốt hơn nhưng thiết bị và thao tác phức tạp hơn, hoá chất tiêu hao nhiều cho nên hiện nay cũng ít dùng. III.2.2.3 Phương pháp sunfit hoá axit tính: Đặc điểm: Thông SO2 vào nước mía đến pH axit cao (pH=3,4-3,8). Sản phẩm là đường kính trắng. Phương pháp này có nhiều ưu điểm nên được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy. *Sơ đồ công nghệ của phương pháp SO2 axit tính. Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 6/98 [email protected] Thiết kế nhà máy đường hiện đại Nước mía hỗn hợp Cho vôi sơ bộ (pH=6,2-6,6) Gia nhiệt 1 (t=55-600C) Thông SO2 lần I(pH=3,4-3,8) Trung hoà (pH=6,8-7,2) Gia nhiệt 2 (t0=100-1050C) Thiết bị lắng Nước bùn Nước lắng trong Lọc chân không Gia nhiệt 3(t0=110-1150C Nước lọc trong Bã bùn Cô đặc(Bx=55-60) Thông SO2 lần 2(pH=6.4-6,6) Lọc kiểm tra Mật chè Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 7/98 [email protected] Thiết kế nhà máy đường hiện đại *Ưu nhược của phương pháp SO2: Ưu điểm: +So với phương pháp khác thì lượng tiêu hao hoá chất của phương pháp SO2 tương đối ít. +Sơ đồ công nghệ ,thiết bị tương đối đơn giản. +Thao tác dể dàng ,vốn đầu tư ít. +Sản phẩm thu được là đường kính trắng. Nhược điểm: +Hiệu quả loại chất không đường ít. Chênh lệch độ tinh khiết trước và sau khi làm sạch thấp. Đôi khi có trị số âm. +Hàm lượng muối canxi trong nước mía tương đối nhiều, ảnh hướng đến sự đóng cặn thiết bị nhiệt, thiết bị bốc hơi cho nên ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi đường. +Đường sacaroza chuyển hoá tương đối lớn, đương khử bị phân huỹ ,tổn thất đường trong bùn lọc cao. +Trong quá trình bảo quản đường dể bị biến màu dưới tác dụng của oxy không khí. +Chất lượng đường thành phẩm của phương pháp SO2 không bằng phương pháp CO2 Xét qua những vấn đề trên tôi chọn phương pháp SO2 axit tính để sản xuất đường. Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 8/98 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] III.3.DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ III.3.1. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Mía nguyên liệu cân Cẩu mía Băng xả mía-khoả bằng Băng chuyền mía Máy băm 1 Máy băm 1 Máy băm 2 Máy đánh tơi Nước thẩm thấu Ep mía Bã Sàng Bã thô Nước mía hổn hợp(pH=5-5.5) Bã mịn Lò hơi Cân định lượng Lọc chân không Ca(OH)2 Gia vôi sơ bộ (pH=6,2-6,6 Gia nhiệt 1(to=55-60oC) Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 9/98 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] SO2 Ca(OH)2 Thông SO2 lần 1(pH=3,6-4,2) Trung hoà (pH=6,8-7,2 Gia nhiệt 2(to=100-105) Tản hơi Chất trợ lắng Lắng Bã mịn Nước bùn Khuấy trộn Nước lắng trong Lọc chân không Gia nhiệt 3(to=110-115) Nước lọc trong Bã bùn Bốc hơi(4 hiệu) SO2 Thông SO2 lần 2(pH=6,2-6,6) Lọc kiểm tra Mật chè Trợ tinh A Máng phân phối Loãng A Trợ tinh C Trợ tinh B Máng phân phối Máng phân phối Ly tâm B Ly tâm C Ly tâm A Cát A Nấu non C Nấu non B Nấu non A Nguyên A Cát B Mật B Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Cát C Mật C Trang 10/98 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] Sàng vận chuyển Gàu tải Sấy thùng quay Sàng làm nguội Gàu tải Sàng phân loại Phế phẩm Hồi dung Cân- đóng bao Bảo quản III.3.2. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ III.3.2.1. VẬN CHUYỂN_ TIẾP NHẬN _XỬ LÝ SƠ BỘ VÀ ÉP MÍA 1.Vận chuyển và tiếp nhận: Mía thu hoạch ở vùng nguyên liệu, vận chuyển bằng các loại phương tiện vận chuyển,chủ yếu là dùng xe tải.Qua cân để xác định khối lượng và lấy mẫu để phân tích chử đường. Sau đó được cẩu lên bàn lùa và dùng máy khoả bằng để phân phối mía xuống băng chuyền chuyển vào bộ phận xử lý mía. 2.Xử lý mía: Mía được xử lý hợp lý, tạo điều kiện tốt cho quá trình ép mía được dể dàng hơn. Nâng cao được năng suất và hiệu suất ép. Mía từ bàn lùa đổ xuống băng chuyền và được đưa vào hệ thống xử lý .Tại máy băm số 1 chuyển động cùng chiều với băng chuyền đưa đến máy băm số 2 cùng chiều với băng chuyền. Mục đích là băm mía thành những mảnh nhỏ, phá vở tế bào mía, tạo lớp mía ổn định. +Máy băm 1:Đặt cuối băng chuyền nằm ngang. Máy băm 2:Được đặt ở đầu băng chuyền nằm nghiêng. Sau đó mía tiếp tục được băng chuyền đưa đến máy tách kim loại. 3. Ép mía: Là tách lượng nước có trong cây mía đến mức tối đa cho phép, đạt hiệu suất cao. Sau khi mía qua khỏi 2 máy băm được băng chuyền đưa vào máy ép 1. Lượng bã sau khi ra khỏi máy ép 1 được đổ vào máy ép 2 do sự chênh lệch độ cao và thông qua máng đặt nghiêng với góc 450. Lượng bã sau khi ra khỏi máy ép 2 được đổ vào máy ép 3 nhờ băng tải cao su .Lượng bã ra khỏi máy ép 3 được đổ vào máy ép 4 nhờ băng tải cao su. Lượng bã sau khi ra khỏi bộ ép cuối cùng được đưa qua lò hơi sau khi thu hồi bã mịn. Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 11/98 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] *Sơ đồ hệ thống ép mía và chế độ thẩm thấu. mía vào Nước nóng Bã Nước mía hỗn Bã sau khi ép có độ ẩm 48%, đổ xuống băng chuyền được vận chuyển qua lò hơi. Trên băng tải nghiêng, chuyển bã xuống lò hơi. Cấu tạo hệ thống lưới sàng với đường kính lỗ 4-6mm để thu hồi phần bã mịn. Nhờ quạt thổi sang cyclon để làm chất trợ lọc cho máy lọc chân không. Nước mía hỗn hợp thu được có Bx = 13-15%, pH=5-5,5. sau khi cân được bơm qua khu làm sạch. III.3.2.2.Làm sạch và cô đặc nước mía: 1.Cho vôi sơ bộ: Trung hoà nước mía hỗn hợp, ngăn ngừa sự chuyển hoá đường. Kết tủa và đông tụ một số keo. Diệt trùng, ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật. Nước mía hỗn hợp được qua cân định lượng, chảy xuống thùng chứa rồi qua bơm, bơm qua thùng gia vôi sơ bộ. Vôi sữa được cho vào thùng trộn đều rồi được lấy ra ở đáy thiết bị. Nồng độ sữa vôi từ 8-10 Be. Liều lượng sữa vôi sơ bộ khoảng 20% tổng lượng sữa vôi. Tại đáy có thể bổ sung P2O5 bằng dung dịch H3PO4 ( nếu cần). Sau đó nước mía được đêm gia nhiệt I. Thiết bị gia vôi sơ bộ: Chọn thiết bị cho vôi sơ bộ: Thân trụ , có lắp mô tơ cánh khuấy. Vôi vào Cánh khuấy tr n Nước mía vào H Nước mía ra D Thùng gia vôi sơ b Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 12/98 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] 2. Gia nhiệt 1. Đưa nhiệt độ nước mía hỗn hợp lên 55-600C nhằm: +Tách một phần không khí trong nước mía để giảm sự tạo bọt. +Mất nước một số keo ưa nước làm tăng nhanh qua trình ngưng tụ keo. +Tăng cường vận tốc phản ứng. +Để kết tủa CaSO3 được hoàn toàn hơn, giảm sự tạo thành Ca(HSO3)2 hoà tan nên giảm được sự đóng cặn trong thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt. +Hạn chế quá trình phát triển của vi sinh vật. Håi vaìo Næåïc mêa vaìo Næåïc mêa ra Næåïc ngæng ra *Nguyên tắc làm việc: Nước mía được đưa vào phần phía đáy thiết bị, chảy xen kẻ giữa hai bản mỏng, trao đổi nhiệt rồi chảy ra ngoài ở phần trên thiết bị. Phần hơi đi vào ở phần trên thiết bị, đi xen kẻ với nước mía ,ngược chiều, trao đổi nhiệt qua bản mỏng và nước ngưng được tháo ở đáy thiết bị. 3. Thông SO2 lần I và gia vôi trung hoà : Mục đích thông SO2 lần I: +Tạo kết tủa CaSO3 ,mà CaSO3 có khả năng hấp phụ các chất không đường cũng có khả năng kết tủa theo. Ca(OH)2 + H2SO3 CaSO3 + H2O +Tạo được điểm đẳng điện ở pH=3,4-3,8 làm kết tủa các chất không đường nhiều hơn. Mục đích trung hoà: +Trung hoà nước mía hỗn hợp, ngăn ngừa sự chuyển hoá đường vì ở môi trường axit đường dể bị chuyển hoá. Thiết bị: Quá trình thông SO2 làm pH giảm mạnh, ở pH này đường sẻ chuyển hoá rất lớn nên ta phải trung hoà nhanh. Vì thế ta chọn thiết bị thông SO2 lần 1 và thiết bị trung hoà chung một thiết bị. *Sơ đồ thiết bị thông SO2 lần I và trung hoà: Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 13/98 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] 4.Gia nhiệt II: +Nhằm tăng cường quá trình lắng, vì giảm độ nhớt. +Tiêu diệt vi sinh vật. Thực hiện trong thiết bị gia nhiệt bản mỏng của hãng Alfalaval như thiết bị gia nhiệt I. Nước mía sau gia nhiệt II có nhiệt độ 100-1050C. 5.Lắng: *Nhằm tách các chất cặn, bùn ra khỏi nước mía. *Thiết bị: Dạng hình trụ đáy chóp, trong thiết bị có chia các ngăn và nghiêng so với mặt phẳng ngang 150. Bên trong có bộ phận răng cào có tác dụng đưa bã vào tâm thiết bị. Bộ phận răng cào quay rất chậm khoảng 0,025-0,5vòng/phút. *Sơ đồ thiết bị lắng: 1 2 3 4 6 1. Ống trung tâm 2,3. Bộ phận tách bọt. 6 4. Van tháo bọt. 6 5. Cánh gạt bùn 6 6.Van lấy nước mía trong. 5 7 Hình III.4 Thiết bị lắng trong có cánh khuấy Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 14/98 [email protected] Thiết kế nhà máy đường hiện đại 6. Lọc chân không thùng quay: *Nhằm thu hồi lượng đường còn sót lại trong bùn lắng. *Thiết bị: Là một thùng rỗng nhúng vào bể chứa huyền phù co đặt cánh khuấy để giữ cho huyền phù khỏi bị lắng. Trên bề mặt thùng có đục lỗ nhỏ, bên ngoài có phủ một lớp vải lọc. Thùng được chia làm 4 khu vực: +Khu vực lọc. +Khu vực rữa và sấy. +Khu vực tách bã. +Khu vực làm sạch vải lọc. 7. Gia nhiệt lần III: *Nhằm tăng khả năng truyền nhiệt trước khi vào nồi cô đặc, không mất thời gian đun sôi ở thiết bị cô đặc. *Thiết bị tương tự như thiết bị gia nhiệt I va gia nhiệt II. Nhiệt độ nước mía hỗn hợp sau gia nhiệt lần III là 110-1150C. 8. Bốc hơi: *Nhằm bốc hơi nước ,đưa nồng độ Bx của nước mía hỗn hợp từ 13-15%Bx=5565% để tạo điều kiện cho quá trình kết tinh. *Sơ đồ lưu trình bốc hơi: 9.Thông SO2 lần II: *Mục đích: +Giảm độ kiềm và độ nhớt, tạo điều kiện cho quá trình nấu. +Tẩy màu dung dịch đường. +Ngăn ngừa sự tạo màu. *Sơ đồ thiết bị: Chọn thiết bị thông SO2 lần II như thiết bị thông SO2 lần I nhưng không có phần cho sữa vôi +Sau khi thông SO2 lần II, pH=6,2-6,6. 10. Lọc kiểm tra:(lọc ống). *Mục đích: Tách cặn mới sinh ra và cặn còn sót. Làm tăng độ tinh khiết của mật chè, tạo điều kiện tốt cho công đoạn sau (nấu ,kết tinh ,ly tâm). *Thiết bị: Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 15/98 Thiết kế nhà máy đường hiện đại [email protected] Máy lọc ống có dạng hình trụ đáy côn và nắp hình cầu. *Nguyên tắc: Nước vào từ (2) nhờ áp lực bơm đi qua lớp ống lọc (từ ngoài vào trong).Bên ngoài ống lọc có phủ lớp trợ lọc kizengua nước mía trong chảy lên phần trên và ra ngoài theo(4).Ap lực lọc phụ thuộc bề dày lớp bùn, có thể tăng 4-5at. Sơ đồ thiết bị lọc ống: 5 4 7 6 3 1: Cæía thaïo dung dëch 2. ÄÚng thaïo næåïc vaìo. 3. Thán maïy. 4. ÄÚng thaïo næåïc mêa ra. 5. Nàõp maïy. 6. kênh quan saït. 7. ÄÚng loüc. 2 1 III.3.3. NẤU ĐƯỜNG- TRỢ TINH -LY TÂM. III.3.3.1.Nấu đường:  1. Mục đích: Nhằm tách nước từ mật chè, đưa dung dịch đến độ quá bảo hoà. Bảo đảm chất lượng đường thành phẩm.   2.Tiến hành: Chọn chế độ nấu đường 3 hệ: 2.1. Nấu non A: Thường nấu ở áp suất chân không 600-620mmHg, nhiệt độ nấu 60-650C, thời gian nấu 3h. Đê ổn định trong quá trình nấu đường yêu cầu nhiệt độ của nguyên liệu đưa vào phối liệu phải cao hơn nhiệt độ trong nồi 3-50C. Quá trình nấu đường có thể chia làm 4 giai đoạn +Cô đặc đầu: Quá trình này rất cần thiết để chuẩn bị cho sự tạo mầm tinh thể. Tuỳ phương pháp gây mầm mà khống chế nồng độ khác nhau. Quá trình này cô ở chân không thấp (600-620 mmHg ), nhiệt độ bằng 60-65oC để giảm sự phân huỷ đường. Lượng nguyên liệu trong nồi phải phủ kín bề mặt truyền nhiệt của nồi nấu tránh hiện tượng cháy đường. Thời gian nấu khoảng 35-40 phút.  +Tạo mầm tinh thể: Dùng phương pháp đường hồ B để hoà với mật chè tạo thành hỗn hợp giống để nấu. Thường dùng làm nguyên liệu gốc để nấu đường thành phẩm.  Nuôi tinh thể: Sau khi các tinh thể đã tạo đủ, nhanh chóng dùng nguyên liệu hoặc nước nấu 2-3 lần để giảm độ quá bảo hoà xuống còn 1,05-1,1 không cho tinh thể mới xuất hiện. Tiếp theo là nuôi tinh thể lớn lên nhanh chóng, đều, cứng, bảo đảm chất lượng của đường bằng cách nấu với các nguyên liệu đã được phối liệu. Nguyên tắt là nhiệt độ Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 16/98 [email protected] Thiết kế nhà máy đường hiện đại nguyên liệu lớn hơn nhiệt độ sôi trong dung dịch 3-5oC để ổn định và đủ khả năng trộn đều. Ngoài ra nguyên liệu có độ tinh khiết cao cho vào trước, nguyên liệu có độ tinh khiết thấp cho vào sau, để không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Quá trình nuôi tinh thể có hai giai đoạn song song là quá trình bay hơi nước làm  quá bão hoà tăng và quá trình kết tinh đường làm  quá bão hoà giảm. Ta luôn điều chỉnh để  cố định( = 1,1) vì  tăng (vùng biến động) làm xuất hiện tinh thể mới.  +Cô đặc cuối: Khi tinh thể đạt kích thước nhất định thì ngừng cho nguyên liệu vào, cô đến nồng độ đường Bx=92-94% thì bắt đầu nhả đường xuống trợ tinh. Trước khi nhả đường , thường cho nước nóng để giảm sự tạo thành tinh thể dại do sự giảm nhiệt độ đột ngột .Lượng nước khoảng 5% so với khối lượng đường non.  2.2.Nấu non B:  Nguyên liệu nấu B là loãng A ,giống B và nguyên A. Nấu ở điều kiện áp suất chân không, nhiệt độ nấu khoảng 70-800C.Lượng giống cho vào khoảng 6-8% so với khối lượng đường non B. Nhiệt độ phối liệu trước khi đưa vào phải lớn hơn nhiệt độ trong nồi 3-50C. Cô đặc cuối không nên quá nhanh. Quá trinh nấu phải luôn theo dỏi để kiểm tra sử lý, chỉnh lý nếu có sự cố. Nấu đến Bx=96% thì xả đường đem li tâm.  2.3.Nấu non C: (Tương tự nấu non B). Nguyên liệu nấu non C: Giống C ,mật B, nguyên A. Tỷ lệ giống C là 22-23% so với non C ,lượng nước chỉnh lý khoảng 10%. Nấu đến nồng độ đường Bx=98-99% .  2.4.Nấu giống B,C: Nguyên liệu nấu là :loãng A và nguyên A. Nấu giống B và C trong cùng một thiết bị. Chế độ nấu giống tương tự như nấu đường A. Tuy nhiên, với đường giống thì khống chế số lượng hạt tinh thể nhiều hơn, kích thước bé hơn so với đường non. Thời gian nấu 4-6h, nấu đến nồng độ Bx=90%. III.3.3.2.Trợ tinh. Ở giai đoạn cuối của quá trìng nấu đường tinh thể tuy lớn lên nhất định và phần đường trong dịch càng nhiều nhưng do điều kiện chân không ,thiết bị, độ nhớt đường non lớn. Nếu tiếp tục kết tinh trong nồi nấu thì tốc độ kết tinh sẻ chậm, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Vì vậy khi nấu đến nồng độ chất khô nhất định của mỗi loại đường non thì cho đường non vào thiết bị trợ tinh để kết tinh thêm đồng thời tạo điều kiện thích ứng cho li tâm. Đối với mỗi loại đường non thì có thời gian trợ tinh khác nhau. Đường non A thời gian khoảng 2-3h, đường non B :6-8h, đường non C: 22-23h. *Thiết bị trợ tinh: Để li tâm đạt hiệu quả thì thì nhiệt độ của đường non la :550C +Li tâm A,B là li tâm gián đoạn, vân tốc quay V=960vòng/phút. +Đối với li tâm non C thì dùng li tâm siêu tốc: V=1450-1870 vòng/phút. Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 17/98 [email protected] Thiết kế nhà máy đường hiện đại III.3.3.3.Sấy đường : *Mục đích: Đường cát sau khi li tâm nếu rửa nước thì độ ẩm là 1,75% ,nếu rửa hơi thì độ ẩm là 0,5%. Do đó sấy đường để đưa độ ẩm xuống còn 0,05%. Làm cho đường bóng sáng, đường khô, không bị biến chất khi bảo quản. *Thiết bị: Dùng thiết bị sấy thùng quay: Cấu tạo gồm 2 phần la phần sấy và phần làm nguội. III.3.3.4.Sàng phân loại: *Mục đích: Nhằm đảm kích thước hạt đường theo tiêu chuẩn thành phẩm và đồng đều hơn. *Thiết bị:Sử dụng sàng 3 lớp, phân làm 3 loại đường. III.3.3.5.Cân-Đóng bao -Bảo quản: *Mục đích: Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Trang 18/98 [email protected] Thiết kế nhà máy đường hiện đại +Tạo điều kiện tốt cho quá trình bảo quản, vận chuyển, phân phối, buôn bán. +Mỗi bao chứa 50kg Bảo quản đường trong kho khô ráo, xếp thành từng dãy, có thể xếp cao 4-5m, độ ẩm trong phòng  =60%. Tiêu chuẩn chất lượng đường thành phẩm. Bảng 1: Chỉ tiêu cảm quan. Chỉ tiêu Yêu cầu Hạng A Hạng B Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đều ,tơi, khô,không vón cục Mùi ,vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt,không có mùi lạ Màu sắc Tinh thể màu trắng, khi pha vào Tinh thể màu trắng ngà đến trắng, nước cất cho dung dịch trong khi pha vào dung dịch nước cất cho dung dịch tương đối trong Bảng 2: Chỉ tiêu hoá lí Tên chỉ tiêu Mức Hạng A 0 1. Độ pol( Z), không nhỏ hơn 99,7 2. Hàm lượng đường khử, % kl(m/m), không lớn hơn 0,1 3. Tro dẩn điện, %kl(m/m), không lớn hơn 0,07 0 4. Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105 C trong 3h, %kl(m/m), 0,06 không lớn hơn Nguồn: Nguyễn Trọng Khiêm - Ngành công nghệ thực phẩm. Hạng B 99,5 0,15 0,1 0,07 Trang 19/98