TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN MÔN HỌC Đề tài: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG VÀ CÁC CHẤT THẢI ĐẶC TRƯNG KÈM THEO NGUỒN GỐC CỦA CHÚNG TRONG CÔNG NGHỆ NÀY Giáo viên hướng dẫn: Thạc sĩ Đinh Bách Khoa. Nhóm 7 bao gồm các sinh viên: Phạm Xuân Điệp. Vũ Văn Hiện. Nguyễn Thu Thủy. Nguyễn Văn Trung. Nguyễn Tiến Mạnh. Hà Nội, 11-2014 Mục lục: Phần mở đầu: Sơ lược và vai trò của việc sản xuất đường trong nền kinh tế Việt Nam……………………………………………………………………………… Trang 3 Phần nội dung: 1. Nguyên liệu, năng lượng: Nguồn gốc, thành phần, vùng cung ứng…………Trang 5 2. Quy trình sản xuất mía đường Trang 6 2.1. Sơ đồ công nghệ. 2.2. Các chất thải kèm theo trong từng công đoạn. a. Nguồn gốc chất thải. b. Vấn đề xử lí, biện pháp giảm thiểu. c. Bảng phụ lục về chất thải. 3. Nhận xét chung về công nghệ Trang 16 3.1. So sánh các phương pháp làm sạch nước mía. 3.2. Phương pháp sunfit hóa. 3.3. Phương pháp cacbonat hóa. Phần kết luận Trang 18 Tài liệu tham khảo Trang 19 2 Phần mở đầu: Sơ lược và vai trò của việc sản xuất đường trong nền kinh tế Việt Nam Ngành đường mía đã phát triển từ rất xưa nhưng phát triển nhất là vào đầu thế kỉ XX. Vào năm 1994, cả nước ta mới có 9 nhà máy sản xuất đường mía (chủ yếu là từ mía) và 2 nhà máy sản xuất đường mía tinh luyện với tổng sản lượng 11.000 tấn/ năm[1]. Vì vậy, hàng năm nước ta phải nhập khẩu từ 300.000 - 500.000[1] tấn đường mía với số tiền bỏ ra hàng trăm triệu USD. Năm 1995 với chủ trương là: “Đầu tư theo chiều sâu, mở rộng các nhà máy hiện có, xây dựng thêm những nhà máy có quy mô vừa và nhỏ ở những vùng nguyên liệu nhỏ”. Nghị Quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ 8 đã quyết định xây dựng các nhà máy có công nghệ tiên tiến, kết hợp liên doanh với nước ngoài. Tại Đại hội đặt mục tiệu vào năm 2000 sản lượng đường mía là 1.000.000 tấn/ năm[1]. Ngành đường mía (đặc biệt là mía đường mía) được nhà nước ta chọn làm chương trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn, xóa đói, giảm nghèo và giải quyết vấn đề lao động việc làm. Ngành mía đường mía được giao nhiệm vụ “Không phải là ngành với mục đích lợi nhuận mà phải tối đa là ngành kinh tế xã hội”. Thực hiện chương trình quốc gia đạt 1 triệu tấn đường từ năm 1995 – 2000, Nhà nước ta đã tăng công suất của 11 nhà máy cũ, đồng thời còn xây dựng thêm 33 nhà máy mới với tổng công suất đạt 81.500 tấn (so với năm 1994, tăng 33 nhà máy và 760.000 tấn công suất)[1]. Năm 2000, sản lượng đường nước ta đạt 1 triệu tấn). Như vậy nước ta cơ bản đã đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng trong nước, chấm dứt hàng năm nước ta phải chi hàng trăm triệu USD để nhập khẩu đường. Sản xuất đường chiếm một vị trí khá quan trọng đối với ngành công nghiệp thực phẩm trên thế giới, với tổng sản lượng hàng năm khoảng 95 triệu tấn[1]. Nếu tính đến trước năm 1915 thì đa số đường được sản xuất ra từ củ cải đường, sau năm 1915, chiếm đa số là đường sản xuất từ mía (60%) [1]. Mỗi tấn mía tạo ra được khoảng 100 kg đường tinh luyện. Thu hoạch mía trung bình khoảng 60 tấn/ha[1]. Tuy nhiên, ở các nước khá phát triển, do áp dụng tiến bộ kỹ thuật vào nông nghiệp, lượng mía thu được lên đến 80 tấn/ha[1]. Để đủ sức cạnh tranh, người ta sản xuất đường từ những nhà máy lớn, sản xuất theo dây chuyền, chế biến khoảng 0,5 - 2 triệu bao 60 kg/năm hay ít nhất 30.000 tấn đường tinh luyện/năm 3 (60 kg x 500.000 bao). Để sản xuất được sản lượng này, phải thu hoạch trên 3.750 ha mía/năm.[1] Ngành đường phát triển đã thúc đẩy ngành trồng mía, củ cải đường phát triển. Mặt khác nó giúp người nông dân tích cực khai hoang mở rộng diện tích canh tác (tăng 200.000 ha)[1], chuyển dịch cơ cấu cây trồng. Do đó làm tăng sản lượng mía đường đạt 18 triệu tấn mía[1]. Về cơ bản là đã giải quyết việc làm cho hơn 1 triệu lao động nông thôn. Hàng năm có từ 150 - 200 ngàn hộ gia đình giao bán cho nhà máy đường, trong đó có 70% ký kết hợp đồng bao tiêu để ổn định sản xuất[1]. Các nhà máy đường đã cử cán bộ kỹ thuật xuống hướng dẫn kỹ thuật chọn giống, cách thức chăm sóc, phân bón, cho vay vốn đầu tư, giúp tăng năng suất, tăng sản lượng bán cho nhà máy, tăng thu nhập ổn định cuộc sống và sản xuất cho nông dân. Trải qua hơn 10 năm phát triển với sự hỗ trợ của Nhà nước, bộ mặt nông thôn khu vực trồng mía đường có nhiều thay đổi rõ rệt như: sản xuất và đời sống của nhân dân tăng lên, nhiều trường học cho trẻ em nghèo được mở ra,… 4 Phần nội dung: 1. Nguyên liệu năng lượng: Nguồn gốc, thành phần, vùng cung ứng: Nguyên liệu để sản xuất đường có từ rất nhiều loại khác nhau như chủ yếu là mía, củ cải đường, cây thốt lốt, ngoài ra ta có thể sản xuất từ lõi ngô.( Theo www.baodatviet.vn) Điều kiện khí hậu một số vùng nước ta như ở Lam Sơn (Thanh Hóa), Nghệ An, Hòa Bình, Quảng Ngãi, rất thuận lợi cho cây mía phát triển nên ở những khu vực này xuất hiện nhiều nhà máy sản xuất đường như: nhà máy đường Lam Sơn, nhà máy đường Nghệ An Tatte & Lyle, nhà máy đường Bourbon Tây Ninh, nhà máy đường Phụng Hiệp, nhà máy đường Vị Thanh, nhà máy đường Sơn La, nhà máy đường Quảng Ngãi, Hầu hết các nhà máy đường mới được xây dựng ở vùng nông thôn trung du, miền núi, vùng dân tộc ít người được phân bố khắp cả 3 miền (miền Nam: 14 nhà máy, miền Trung và Tây Nguyên: 15 nhà máy, Miền Bắc: 13 nhà máy). 5 SƠ ĐỒ GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY MÍA Sản phẩm chế biến công nghiệp Sản phẩm trên đồng ruộng ( Lá , ngọn xanh, gốc, rễ) Thức ăn gia súc Phụ phẩm: Bã, mật rỉ, bùn lọc Chính phẩm (đường) Chất đốt Rượu- cồn Phân bón Các sản phẩm khác Thức ăn gia súc Sản hảm sợi, bột giấy Sản phẩm vi sinh CÂY MÍA Phân bón 2. Quy trình sản xuất mía đường: hìn anh 1.xps hìn anh 2.xps hìn anh 3.xps hìn anh4.xps hìn anh 5.xps hìn anh 6.xps hìn anh 7.xps (htt p://nghttp://www.mediafire.com/?wx2cl4mteof) 2.1. Sơ đồ công nghệ: • Các quy trình sản xuất có thể có: 2.1.1. Lấy nước mía:  Để tách nước mía ra khỏi thân cây ta có thể dùng phương pháp: - Ép - Khuếch tán Nguyên lý chung: xé và ép dập thân cây mía để lấy nước mía.  Ép là công đoạn đầu tiên của quá trình làm đường được chia thành các công đoạn nhỏ sau: 6 Lấy nước mía Làm sạch nước mía Cô đặc nước mía Nấu đường và kết tinh Ly tâmSấy  Xử lý cây mía trước khi ép: Do mía có lớp sáp, phấn và hình dạng khác nhau nên cần phải xử lý sơ bộ trước khi ép. Ở đây ta chỉ sử dụng phương pháp cơ học làm thay đổi tính chất vật lý. Mục đích của giai đoạn này là tạo điều kiện ép dễ dàng, nâng cao công suất và hiệu suất của công đoạn ép. Các thiết bị ta thường dùng: máy san bằng, máy băm, máy đánh tơi, máy ép dập. 7 NHÀ MÁY MÍA ĐƯỜNG Đường sắt, đường thủy, đường bộ. Phương tiện: cần cẩu, xe goong, máy cào, băng chuyền Thiết bị Máy san bằng: san đều lớp mía vừa đổ xuống.Hiệu suất không lớn, hiện nay ít dùng. Máy băm mía: băm, phá vỡ các tế bào mía. Tác dụng: nâng cao công suất ép và hiệu suất ép. Máy đánh tơi: xé, đánh tơi để ép dễ dàng hơn, hiệu suất ép tăng. Máy ép dập: tác dụng lấy nước mía, vụn hơn, thu nhỏ thể tích giúp hệ thống máy ép sau làm việc ổn định, tăng năng suất, tăng hiệu suất và giảm công suất. máy băm mía bằng moto điện  Lấy nước mía bằng phương pháp khuếch tán: Đây là hiện tượng trong đó hai dung dịch có nồng độ khác nhau tập trung lại sát nhau.  Bảng so sánh hai phương pháp ép và khuếch tán: Phương pháp ép Phương pháp khuếch tán Ưu điểm H = 97% H = 98-99% Vốn đầu tư ít hơn, giảm Tổng thu hồi đường tăng Tỉ lệ đường thành phẩm trên mía tăng Tiết kiệm điện và nhiệt Tiết kiệm lao động và bao bì Nhược điểm Hệ thống ép cồng kềnh, tiêu hao. năng lượng lớn, công suất lớn. Không thể ép hoàn toàn. Giá tiền chế tạo, sửa chữa, bảo dưỡng nhiều. Hiệu suất thu hồi ít. Tăng nhiên liệu dùng cho bốc hơi. Tăng chất không đường trong nước mía hỗn hợp, do đó tăng tổn thất đường trong mật cuối. Tóm lại: theo bảng so sánh trên, phương pháp khuếch tán có nhiều ưu điểm so với phương pháp ép. 2.1.2. Làm sạch nước mía:  Mục đích của làm sạch nước mía: 8 Máy đánh tơi kiểu đĩa máy đánh tơi kiểu búa lắc Nước mía hỗn hợp có pH = 5-5.5[ 2] trong quá trình làm sạch độ pH biến đổi kéo theo các quá trình biến đổi về hóa lý và hóa học các hợp chất không đường trong nước mía. Có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả làm sạch nước mía. Ngoài pH người ta còn sử dụng phương pháp nhiệt độ, vôi, CO 2 , SO 2 , P 2 O 5 để làm sạch nước mía. Hỗn hợp nước mía được gia vôi để pH =6.2-6.6[2] và sau đó bổ sung P 2 O 5 (dưới dạng H 3 PO 4 hay supe phốt phát canxi). Sau đó dung dịch đưa đến nhiệt độ 55-60 o C[2] ta tiếp tục xông SO 2 lần 1 và làm trung hòa nước mía đến pH= 6.8-7.2[2] ta nâng nhiệt độ đến 102-105 o C và đi vào thiết bị lắng. Nước mía sau khi lắng gọi là nước mía trong ,còn nước bùn đưa đi lọc chân không hoặc lọc ép được nước trong đem trộn lẫn với dung dịch trong, phần bùn chuyển ra ngoài. Sau đó ta đun nóng lần 3 (110-115 o C)[2] và cô đặc. Tiếp tục xông SO 2 lần 2 và pH= 6.2-6.6[2] sau đó lọc kiểm tra và thu được mật chè trong. 9 Mục đích Loại bỏ tối đa chất không đường đặc biệt các chất có hoạt tính bề mặt. Trung hòa nước mía hỗn hợp. Loại bỏ tối đa những chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía. S cụng ngh ca phng phỏp Sunfit húa axit: 10 Nớc mía hỗn hợp P 2 O 5 Lọc chân không Nớc lọc trong Gia vôi sơ bộ (pH = 6,2 - 6,6) Đun nóng lần 1 (55 - 60 0 C) Thông SO 2 lần 1 (pH = 3,4 - 3,8) Trung hòa (pH = 6,8 - 7,2) Thiết bị lắng Nớc mía trong Nớc bùn Đun nóng lần 3 (110 - 115 0 C) Lọc kiểm tra Mật chè trong Cô đặc Thông SO 2 lần 2 (pH = 6,2 - 6,6) Đun nóng lần 2 (102 - 105 0 C) SO 2 SO 2 Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 [...]... theo trong từng công đoạn: a Nguồn gốc chất thải:  Chất thải khí: Các chất gây ô nhiễm môi trường không khí của quá trình sản xuất đường không lớn Khí thải phát sinh chủ yếu từ lò hơi dùng bã mía làm nhiên liệu, từ quá trình xử lý nước mía bằng CO2 hoặc SO2 của công đoạn bảo xung Khí thải được hoà tan trong nước và đưa vào không gian  Chất thải rắn: gồm bã mía, tro lò hơi, bùn lọc • Mật rỉ: là sản. .. máy đường Bình Định và Cần Thơ đã được phê duyệt dự án triển khai sản xuất Ngoài các sản phẩm phụ trên, một số nhà máy đường còn sản xuất các sản phẩm sau đường như bánh kẹo Tuy nhiên các sản phẩm này chưa có sức cạnh tranh cao Ở nhiều nước trên thế giới với công nghệ cao thì rỉ đường còn được sử dụng để sản xuất men nở bánh mì, làm thức ăn gia súc, sản xuất axit xitric, axit lactic Bã rượu từ rỉ đường. .. được sản xuất từ phế liệu của sản xuất đường gồm bã thải trong tinh chế nước mía, tro bã mía sau đốt lò hơi Ở những cơ sở có hệ thống xử lý sinh học nước thải, bùn hoạt tính dư là nguồn nguyên liệu quý cho sản xuất phân bón Hiện cả nước có 32 nhà máy đường đã tận dụng bùn và tro để sản xuất phân bón vi sinh, trong đó 17 nhà máy đã xây dựng được nhà xưởng, các nhà máy khác sản xuất ngoài trời Công nghệ. .. khác, bởi nó cũng chứa một hàm lượng đường và các chất hữu cơ c Bảng phụ lục về chất thải [9] Dưới đây là bảng phụ lục về chất thải của quá trình sản xuất đường 14 Bảng 1 Thành phần hóa học của chất thải rắn từ sản xuất đường (% Khối lượng) Mật rỉ Bùn lọc Bã mía 26 Nước 75 Nước 50 51 Sáp, chất béo 3,5 Zenlulo 22,5 Chất khử 3 Xơ 7,5 Pentoza 16 Hợp chất nitơ 4,5 Đường 4,0 Lignin 9,0 A xit hữu cơ 5,6... nhau về quy trình sản xuất Ở đây ta chỉ so sánh các phương pháp làm sạch nước mía của các công nghệ sản xuất đó 16 3.1 So sánh các phương pháp làm sạch nước mía:  Phương pháp vôi dùng để sản xuất đường thô, thiết bị và quy trình công nghệ tương đối đơn giản nhưng hiệu suất thu hồi đường thấp  Phương pháp sunfit hóa cho sản phẩm đường trắng Trong quá trình bảo quản đường dễ bị ẩm và biến màu  Phương... sử dụng làm các sản phẩm khác như bảng, bột giấy và giấy, nuôi gia súc và sản xuất gas.[8]  Nước thải vẫn là một vấn đề cần xử lý, bởi nó là nước có độ pH cỡ 7-8 và chứa nhiều tạp chất có hại cho môi trường Nên vấn đề giải quyết chủ yếu dòng thải của nhà máy đường chính là công đoạn xử lý nước thải (đầu ra )  Còn phần rỉ đường thì ta có thể tận thu để sản xuất cồn rượu, bột ngọt, và các chất hữu ích... công nghệ và thiết bị tương đối phức tạp • Kỹ thuật thao tác yêu cầu cao, nếu khống chế dễ sinh hiện tượng đường khử phân hủy.[10] Phần kết luận: Tình hình sản xuất đường - nhất là mía đường, ở nước ta hiện nay còn nhiều khó khăn Đặc biệt nước ta ra nhập WTO thì chúng ta con phải đối mặt với nhiều khó khăn và thách thức hơn Việc đổi mới công nghệ sản xuất đường nhằm nâng cao sản lượng, chất lượng và. .. cacbonat hóa cho sản phẩm đường trắng, chất lượng đường có thể dùng trong công nghiệp đồ hộp Hiệu suất thu hồi đường cao nhưng quy trình công nghệ thiết bị phức tạp, yêu cầu kỹ thuật cao 3.2 Phương pháp sunfit hóa:  Ưu điểm: • Tiêu hao hóa chất (vôi, lưu huỳnh) tương đố ít • Sơ đồ công nghệ và thiết bị tương đối đơn giản, vốn đầu tư ít • Sản xuất đường trắng  Nhược điểm: • Loại chất không đường ít, sau... 10,6 Tro 7,0 Tro 1,0 Chất màu 0,5 Nước Đường 15 Bảng 2 Thành phần nước thải cống chung của 9 nhà máy đường TCVN 5945/1995 Đơn vị Giá trị đo (Tiêu chuẩn loại B) Các chỉ tiêu PH 5,22 - 6,9 5–9 COD Mg/l 124,6 - 1265 100 BOD5 Mg/l 75 – 667 50 SS Mg/l 46 – 285 100 Mg/l 5,65 - 23,34 60 Mg/l 0,21 - 1,96 6 ồN ồP 3 Nhận xét chung về các công nghệ sản xuất đường: Hầu hết các công nghệ sản xuất đường đều có những... lượng đường Massecuite được phân tách trong thiết bị quay li tâm kiểu giỏ Các tinh thể đường tiếp tục ở lại trong giỏ, trong khi chất lỏng (mật rỉ) được loại qua các lỗ hổng trên giỏ bằng lực li tâm Đường này gọi là đường thô, được tiếp tục xử lý để trở thành đường tinh 2.1.6 Sấy: Sau khi ly tâm ta thu được đường cát có độ ẩm 1,75% và nhiệt độ 70-80 oC[3] Mục đích của việc sấy đường nhằm làm khô đường, . HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN MÔN HỌC Đề tài: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG VÀ CÁC CHẤT THẢI ĐẶC TRƯNG KÈM THEO NGUỒN GỐC CỦA CHÚNG TRONG CÔNG NGHỆ NÀY Giáo viên hướng dẫn:. lượng: Nguồn gốc, thành phần, vùng cung ứng…………Trang 5 2. Quy trình sản xuất mía đường Trang 6 2.1. Sơ đồ công nghệ. 2.2. Các chất thải kèm theo trong từng công đoạn. a. Nguồn gốc chất thải. b quản. 2.2. Các chất thải kèm theo trong từng công đoạn: a. Nguồn gốc chất thải:  Chất thải khí: Các chất gây ô nhiễm môi trường không khí của quá trình sản xuất đường không lớn. Khí thải phát sinh