Công nghệ sản xuất đường mía A NGUYÊN LIỆU: I Vai trò đường sản xuất đời sống : 1) Đối với đời sống : - Đường nguồn cung cấp lượng chủ yếu thể - Đường nguồn cung cấp dinh dưỡng cần thiết cho thể - Đường có chức tạo vò tăng giá trò cảm quan cho thực phẩm 2) Đối với sản xuất : - Đường nguồn nguyên liệu quan trọng ngành công nghiệp thực phẩm : - Trong công nghệ sản xuất bánh kẹo - Trong công nghiệp chế biến sản phẩm từ sữa - Nước giải khát - Thức ăn gia súc - Trong công nghiệp dược II Sự phát triển công nghiệp đường mía giới Việt Nam: 1) Sự phát triển giới: - Cây mía có nguồn gốc từ Ấn Độ ngày trở thành công nghiệp quan trọng giới - Mía trồng nhiều châu Mỹ châu Á - Các nước trồng nhiều miá :CuBa,Brazil,Ấn Độ,Trung Quốc - Trên giới có 105 nước sản xuất đường - Nhà máy đường mía lớn giới có công suất : 30000 /ngày - Lượng tiêu thụ bình quân giới : 22kg/người /năm 3) Tại Việt Nam : - Nước ta nước có truyền thống sản xuất mía lâu đời Máy ép mía ban đầu máy ép đá hay gỗ dùng sức trâu bò kéo Nước mía nấu thành dạng sản phẩm khác : mật trầm, đường phèn, đường tho , đường cát vàng, đường phổi, đường miếng - Sau hoà bình lập lại, xây dựng hai nhà máy đường việt Trì Sông Lam (350tấn /ngày), nhà máy đường Vạn Điểm 1000 /ngày - Sau ngày thống đất nước tiếp nhận quản lý số nhà máy đường : nhà máy đường Quảng Ngãi (1500tấn /ngày), Hiệp Hoà Sau tiếp tục xây dựng số nhà máy : Lam Sơn (1500tấn /ngày) , La Ngà (2000tấn /ngày) Số nhà máy giai đoạn nhà máy - Ngành đường mía Việt Nam thực bùng nổ phát triển kế hoạch năm 1995-2000 với số lượng tổng cộng 44 nhà máy đường mía nhà máy đường luyện - Ngày 2/8/2000 hội nghò mía đường quốc gia, tuyên bố đạt tiêu đề : tới năm 2000 đạt triệu đường - Hiện sản lượng đường sản xuất vượt qua số triệu đủ để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ nước có dư phần để xuất - Hiện Việt Nam có 50 nhà máy đường http://www.ebook.edu.vn Trang Công nghệ sản xuất đường mía - Nhà máy đường Bourbon có công suất lớn 16000 mía/ngày III Giá trò kinh tế mía: - Sản phẩm mía đường - Ngoài có sản phẩm phụ quan trọng : bã mía ,mật rỉ ,bùn lọc - Bã mía :25 – 30 % so với trọng lượng mía Bã mía chứa trung bình 49%nước , 48.5%xơ, 2.5% chất hoà tan Bã mía dùng làm nguyên liệu đốt lò ,làm ván ép , làm nguyên liệu cho công nghiệp chất dẻo, sợi tổng hợp Nhà máy đường Hiệp Hoà sản xuất ván đạt chất lượng cao - Mật rỉ : 3-5% trọng lượng mía Mật rỉ dung dòch 10% nước, 35%saccarose, 20% loại đường khử chất khoáng, chất hữu khác …Mật rỉ sản xuất rượu, acid acetic, acid citric, làm môi trường lên men để sản xuất bột … - Bùn lọc : 3-3.5% trọng lượng mía đem ép Sáp mía rút từ bùn lọc dùng làm sơn , xi đánh bóng, phân bón.Hiện công ty TNHH Thiên Sinh kết hợp nhà máy đường La Ngà, Khánh Hoà sử dụng bã bùn nhà máy để sản xuất phân Komix IV Nguyên liệu sản xuất đường mía: 1) Khái quát : - Ở Việt Nam mía trồng từ miền bắc đến miền nam Ở miền bắc mía trồng tập trung ven sông Ở miền trung mía trồng phổ biến tỉnh : Quảng Ngãi, Bình Đònh, Phú Yên Ở miền nam mía trồng chủ yếu tỉnh Tây Ninh, Bình Phước, Bến Tre - Cây mía thuộc họ hoà thảo giống saccharum - Những giống mía phổ biến giới là: POJ (trạm thí nghiệm mía miền đông Java), C(Cuba),E(Ai Cập), CO( Ấn Độ) , CP(trạm Canal Point bang Florida) - Qua thực tế trồng trọt , mía chia giống : • Mía chín sớm : Việt đường 54/143 59/264,NCO 310 • Mía chín trung bình: POJ 3016,F146 • Mía chín muộn: F134,CO419 - Những giống mía từ nước trồng phổ biến nước ta : • POJ : 3016,2878,2725,2883 • CO: 290, 132, 715, 419, 775 • CP: 3479 • NCO: 310 - Chúng ta lai tạo số giống mía : • Việt đường 54/143: Năng suất cao, hàm lượng đường cao 13.5-14.5% thuộc loại chín sớm • Việt đường 59/264:năng suất cao ,hàm lượng đường 14-15% ,không trổ cờ • VN 65-71: suất mía đạt 70-90 /ha • VN 65-48: suất đạt 50-95 /ha http://www.ebook.edu.vn Trang Công nghệ sản xuất đường mía • VN 65-53: suất đạt 45-80 /ha - Tại nhà máy đường Bourbon Tây Ninh sử dụng chủ yếu giống mía: R570,K84-200, VN84-4137, R59 2) Hình thái mía : a) Rễ : - Có tác dụng giữ cho mía đứng hút nước, hút chất dinh dưỡng từ đất để nuôi - Rễ mía thuộc loại rễ chùm, thường tập trung độ sâu 0.3 – 0.4m b) Thân mía : - Thân mía có nhiệm vụ mang , vận chuyển nước thức ăn từ rễ đến - Thân mía có hình trụ hay cong, có màu vàng hay tím.Thân có nhiều dóng Chiều cao mía thông thường từ 2.43-3.56 m c) Lá mía : - Thực chức quang hợp tổng hợp đường ,các chất tổng hợp có chứa nitơ - Lá có chiều dài từ 0.91 – 1.52 m, rộng từ 0.0127-0.301 m tuỳ vào giống mía 3) Thu hoạch bảo quản mía: a) Mía chín : lúc hàm lượng đường thân mía đạt tối đa lượng đường khử lại - Các biểu đặc trưng thời kỳ mía chín : • Hàm lượng đường gốc xấp xỉ • Hàm lượng đường khử 1% , có 0.3% • Lá chuyển vàng ,độ dài giảm ,các sít vào ,dóng ngắn dần • Hàm lượng đường cao thu hoạch thời vụ giống - Khi hàm lượng đường đạt tối đa tuỳ vào giống mía điều kiện thời tiết mà lượng đường trì khoảng 15 ngày đến tháng Sau lượng đường bắt đầu giảm, thường gọi mía lứa hay mía chín Có số giống mía, chín chưa thu hoạch kòp bò trổ cờ, làm giảm hàm lượng đường mía Các biện pháp giảm hay ngăn trổ cờ trước thu hoạch: tăng lượng phân bón thời gian thích hợp, giảm lượng nước tưới hay dùng hoá chất b)Thu hoạch : Ở nước ta thu hoạch mía sử dụng phương pháp thủ công.Trong trình bảo quản tiêu quan trọng chất khô, thành phần đường, độ tinh khiết, hàm lượng đường khử thay đổi nhiều Bảng :Sự thay đổi thành phần mía thời gian bảo quản Thời gian sau Bx(%) Thành phần Pol(%) Rs(%) chặt(ngày) đường(%) 21.2 19.93 94 0.3 21.6 20.2 93.3 0.3 21.7 20.25 93.3 0.4 21.8 19.69 90.3 0.8 22.3 19.07 85.5 1.6 http://www.ebook.edu.vn Trang Công nghệ sản xuất đường mía 22.5 18.45 82 2.1 Các biện pháp hạn chế tổn thất đường sau thu hoạch: chặt mía trời rét, chặt mía thành đống tránh phân giải đường, chặt mía theo chiều luồng mía giảm lượng nước bốc chống rét, dùng mía có thấm nước để che mía dùng nước tưới phun lúc vận chuyển 4) Thành phần hoá học mía : 4.1) Đường Saccaroza a)Tính chất hoá lý : - disaccharide cấy tạo từ hai đường đơn α – d gluco β- d fructo - Saccarozalà tinh thể suốt, không màu, tỷ trọng 1.55 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 186-188oC, dễ hoà tan nước độ hoà tan tăng theo nhiệt độ - Độ nhớt dung dòch tăng theo nồng độ, giảm theo chiều tăng nhiệt độ - Nhiệt dung riệng C = 0.3019 kj/kg.độ b) Tính chất hoá học : - Trong môi trường acid saccaroza bò phân huỷ thành gluco fructo - Đường saccaroza không tính khử - Trong môi trường kiềm saccaroza bò phân huỷ thành nhiều loại đường đơn khác 4.2) Các chất không đường : a) Các acid hữu : - Mía chứa loại acid : oxalic, sucxinic, tannin… - Hàm lượng mía thấp : 0.1-0.15% b) Đường khử : - Hàm lượng :1.3 – % so với nồng độ chất khô c) Chất béo : - Chủ yếu sáp Sáp tạo thành lớp bao bọc mía.Trong công nghệ sản xuất đường gần 60-80% sáp theo bã mía ngoài, phần lại tồn bùn lọc d) Chất không đường chứa Nitơ - Nó chiếm khoảng 0.4% khối lượng : amid, albumin, acid amin e) Các hợp chất dạng lơ lửng , : - Chất xơ, chất keo, chất nhựa, tinh bột - Các chất ảnh hưởng nhiều đến biến màu nước mía, tách khởi nước mía nhiều phương pháp f) Các chất vô : - Gồm chất: K2O, Na2O, MgO, CaO… 5) Thành phần hoá học nước mía mía : Thành phần % Đường http://www.ebook.edu.vn Trang Công nghệ sản xuất đường mía Saccharose Glucose Fructose Xơ Cellulose Pentoza Araban Linhin Chất chứa nitơ Protein Amit Axit amin Axit nitric NH3 Xantin Chất béo sáp Pectin Axit tự do(suxinic,malic) Axit kết hợp Chất vô SiO2 K 2O Na2O CaO MgO Fe2O3 P2O5 SO3 Cl Nước 12 0.90 0.50 5.5 2.0 0.5 2.0 0.12 0.07 0.21 0.01 vết vết 0.2 0.20 0.08 0.12 0.25 0.12 0.01 0.02 0.01 vết 0.07 0.02 vết 74.5 http://www.ebook.edu.vn Trang Công nghệ sản xuất đường mía I B.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: Quy trình công nghệ: Mía Xử lý sơ Bã Nước thẩm thấu Sữa vôi Ép,tách bã Gia vôi sơ Gia nhiệt lần I Khí CO2 Sữa vôi Xông CO2 lần Lọc lần Gia nhiệt lần II Khí CO2 than hoạt tính Khí SO2 Xông CO2 lần Nấu đường R2 Trợ tinh chân không Ly tâm R2 Ly tâm R1 Sấy Trợ tinh chân không Chứa vào cyclon Nấu đường R1 Đóng bao Bốc Sản phẩm Nấu đường R3 Trợ tinh chân không Ly tâm R3 Trao đổi ion Đường B Lọc Cacbonat hóa Sấy Gia vôi Ly tâm Xông SO2 lần Hồi dung Bồi tinh Bồi tinh Cô đặc Ly tâm Nấu đường B Ly tâm Xông SO2 lần Bồi tinh Lọc lần Mật A Mật B Nước Đường C chưa sấy Lọc kiểm tra Cô đặc Mật ró Nấu đường A Cô đặc http://www.ebook.edu.vn Trang Công nghệ sản xuất đường mía II Giải thích quy trình công nghệ: Xử lý mía trước ép : - Mục đích : Tạo điều kiện dễ dàng ,nâng cao suất hiệu suất ép - Biến đổi : + Mía băm thành mảnh nhỏ + Phá vỡ lớp vỏ cứng mía, khối tế bào mía lộ + San lớp mía + Nâng cao mật độ mía băng - Quá trình thực qua nhiều thiết bò: hai dao băm, búa đập Ép mía : - Mục đích : Lấy kiệt lượng nước mía có mía tới mức tối đa cho phép - Biến đổi : • Quá trình ta sử dụng kết hợp lực học phương pháp thẩm thấu để tách tối đa lựơng nước mía tế bào • Lực học làm cho tế bào bò phá vỡ ,dòch bào tháo • Phương pháp thẩm thấu nước 700C giúp hoà tan đường sót lại lớp tế bào Tế bào sau ép, không lực tác dụng, tế bào mía đàn hồi khôi phục lại trạng thái ban đầu.Thẩm thấu ta thực phun nước vào bã, tế bào bã hút nước, lượng đường bã hoà tan, tiếp tục ép Như lần ép sau lượng đường bã - Thông số kỹ thuật : • nứơc thẩm thấu : t= 700C • Bã : W= 50% , Pol = 2.5 – % • Nước mía hỗn hợp : Bx = 11-13 , Pol = - Mô tả trình : + Quá trình sử dụng nước mía loãng nước nóng để thẫm thấu + Che ép thực ép mía khô Nước 700 C sử dụng để thẩm thấu bã sau khỏi che ép Nước mía loãng ép che ép 5,4,3 thẩm thấu cho bã sau ép che 3,2,1 + Nước mía từ che ép tận thu ,tiếp tục đưa xử lý + Vòi phun nước thẩm thấu ống khoan lỗ ,các lỗ cách 25-30mm Nước phun dạng sương mòn hiệu thấm mía tốt + Nước phun có áp lực để tăng khả thẩm thấu (p=2.5kg/cm2) - Thiết bò: Dàn ép gồm năm che ép Mỗi gồm ba trục ép ( trục , trục trước , trục sau ) Trên trục có cắt rãnh thoát nước 3) Tách riêng bã vụn : - Mục đích : tách bã vụn có nước mía sau ép - Biến đổi : Nước mía qua sàng tách bã vụn ,đồng thời phần chất tan bò tổn thất theo bùn - Thiết bò : Sàng cong http://www.ebook.edu.vn Trang Công nghệ sản xuất đường mía 4) Làm sạch: a) Cơ sở làm sạch: - Trong nước mía hỗn hợp đường Saccharose có chất không đường có tính chất lý hóa khác Trong đó, chất keo chiếm tỷ lệ đáng kể 0.03-0.05%và gây ảnh hưởng bất lợi cho trình sản xuất :lọc nước mía , phân mật , kết tinh đường khó khăn Đồng thời tạo cho nước mía có nhiều bọt , giảm hiệu tẩy màu…Do người ta tìm cách loại chất không đường chất rắn dạng lơ lửng khỏi nước mía - Có nhiều phương pháp làm nước mía Tuy nhiên , tất phương pháp dựa sở dựa vào lý thuyết hệ keo : * Tác dụng pH : Nước mía hỗn hợp thường có pH = 5.0-5.5.Trong trình làm thay đổi pH dẫn đến thay đổi tính chất lý , hóa học chất không đường nước mía Nếu khống chế pH tốt giảm tổn thất đường , không đường saccharose bò chuyển hóa thành đường khử bò phân hủy làm tăng tổn thất đường, tăng màu sắc đường thành phẩm Căn vào kết nghiên cứu nhà khoa học ngành đường thấy nước mía có hai điểm pH làm ngưng tụ chất keo ; pH pH 11 Điểm pH trước điểm pH đẳng điện Điểm pH sau điểm ngưng kết protein môi trường kiềm mạnh.Sản xuất đường theo phương pháp cacbonat hóa lợi dụng hai điểm ngưng tụ chất keo , phương pháp sunfit hóa lợi dụng điểm ngưng tụ * Tác dụng nhiệt độ : Làm tỷ trọng nước mía giảm , làm ngưng kết chất keo,tăng nhanh tốc độ lắng chất kết tủa , tiêu diệt vi sinh vật Nếu khống chế không tốt gây tượng caramel hóa , làm thúc đẩy thủy phân vụn mía làm tăng hàm lượng chất keo vụn mía… * Tác dụng chất điện ly: + Vôi(Ca(OH)2) : Là hóa chất dùng nhiều nhà máy đường Chất lượng vôi có ảnh hưởng đến hiệu làm Nếu vôi có nhiều tạp chất , cho vôi vào nước mía làm tăng tạp chất, lọc kết tinh khó khăn Do đó, tiêu chuẩn vôi quy đònh sau : CaO>85% ; MgO< 2%; SiO2[...]... 15-16m/phút - Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất ép: +Hàm lượng xơ mía : Khi phần xơ trong mía nhiều , lớp mía dày , năng suất ép thấp xơ cứng thì khó ép +Tốc độ và kích thước trục ép:kích thước trục lớn ,tốc độ trục quay lớn thì năng suất tăng +Số lượng trục ép +Quá trình xử lý mía 3) Thiết bò gia nhiệt : http://www.ebook.edu.vn Trang 22 Công nghệ sản xuất đường mía Thiết bò gia nhiệt dạng vỏ ống có... http://www.ebook.edu.vn Trang 18 Công nghệ sản xuất đường mía 10)Hồi dung: - Mục đích :Hoà tan đường A và nước ngọt tạo dung dòch đường có nồng độ khoảng 60-65 0Bx - Biến đổi :Đường A tinh thể hoà tan vào nước ,quá trình hoà tan được hỗ trợ bằng nhiệt - Yêu cầu quá trình : + Dung dòch sau nấu có 60-65 0Bx + Nhiệt độ 68-720C + Độ màu nhỏ hơn 1000 ICUMSA - Thiết bò : + Máy trộn :máng có vis tải để tải đường ,gia nhiệt... chất không đường vô cơ: nồng độ chất không đường tăng theo dung dòch, do đó đạt đến quá bão hòa và có khả năng kết tinh với saccaroze o Hiện tượng khó nấu: khi độ kiềm cao, độ nhớt cao, vì vậy mật bò dẻo khó kết tinh, bốc hơi chậm… - Thông số kỹ thuật : Thể tích có ích của nồi: 120m3 Đường kính nồi: 2300 mm Chiều cao nồi: 2600mm http://www.ebook.edu.vn Trang 15 Công nghệ sản xuất đường mía Buồng gia... thì ta sẽ được đường non C và mật C + Lượng mật càng đem nấu lại nhiều lần thì đường thu được càng ít và chất lượng càng thấp + Mật cuối ( mật C) được coi như là đã rút kiệt đường và vì vậy không nấu tiếp nữa Mật C được đưa đến nhà máy để sản xuất các sản phẩm khác + Sơ đồ nấu 3 hệ: o Đường non A có thuần độ 80-85, được nấu hoàn toàn từ sirô Giống đưa vào là từ magma của nấu đường C o Đường non B được... http://www.ebook.edu.vn Trang 16 Công nghệ sản xuất đường mía 7) Trợ tinh: - Mục đích: đường non nấu giai đoạn cuối ở thể tích lớn( chiều cao đường non lớn), nồng độ mẫu dòch cao, độ nhớt lớn cho nên sự đối lưu trong nồi không tốt Nếu muốn hoàn thành quá trình kết tinh trong nồi nấu thì phải trải qua một thời gian dài mà hiệu quả cũng không cao, mặt khác tiêu tốn nhiều hơi đốt Bởi vậy sau khi nấu đường đến thể tích... tích đường Không nên xả đường non vừa nấu xong trộn chung với đường non đang làm nguội - Thiết bò: dùng thùng trợ tinh có cánh khuấy 8) Ly tâm: - Mục đích : Đây là giai đoạn tách tinh thể ra khỏi mật bằng lực ly tâm trong các thùng quay với tốc độ cao Sau khi ly tâm nhận được đường, mật nâu và mật trắng - Quá trình ly tâm tách mật: + Đường non A chứa 40% mật đường, đường non B chứa 50% mật đường, đường. .. 60% mật đường + Khi ly tâm, lượng mật giữa các tinh thể bò tách ra, lượng mật giảm dần và các tinh thể di chuyển về phía thành mâm làm khoảng cách giữa các hạt tinh thể nhỏ lại, sức cản mật tăng lên, khả năng tách mật giảm Lúc đó mật đường còn dính bên ngoài tinh thể, để khử hết lớp mật đó thường phải dùng lớp nước tưới vào bề http://www.ebook.edu.vn Trang 17 Công nghệ sản xuất đường mía mặt lớp đường. .. caramen tạo thành phụ thuộc vào thời gian truyền nhiệt, nhiệt độ và pH Ngoài ra, đường khử bò phân hủy hoặc kết hợp với những chất chứa Nitơ tạo thành melanoidin làm tăng màu sắc của nước mía + Độ tinh khiết tăng cao là do những nguyên nhân sau: http://www.ebook.edu.vn Trang 12 Công nghệ sản xuất đường mía o Chất không đường bò phân hủy Do sự phân hủy các hợp chất amid tạo ra NH3, sự phân hủy muối cacbonat... dùng để nấu R3 (nếu chất lượng tốt) Đường non R3 được đưa qua trợ tinh chân không, ly tâm ta được thành phẩm R3 (có độ màu