Đang tải... (xem toàn văn)
SULFITE HÓA NƯỚC MÍA
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG, BÁNH, KẸO BÁO CÁO TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA ACID TÍNH GVHD : ThS NGUYỄN HƯŨ QUYỀN SVTH : HUỲNH TẤN ĐẠT 2005100054 TRẦN MAI ĐĂNG 2005100431 TRỊNH ĐÌNH TRUNG TRỰC 2005100019 HÀ THẾ TRUNG 2005100100 LÊ THỊ HỒNG TRANG 2005100080 NHÓM 03 – LỚP 01DHTP3 – CHIỀU THỨ 4 – TIẾT 7,8,9 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NGÀY 25 THÁNG 12 NĂM 2013 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i DANH MỤC CÁC HÌNH ii DANH MỤC CÁC BẢNG iii Chương 1. TỔNG QUAN NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VIỆT NAM 1 1.1. GIỚI THIỆU 1 1.1.1. Vùng nguyên liệu 1 1.1.2. Tình hình phát triển của vùng trồng mía 2 1.1.3. Các nhà máy đường 4 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH NƯỚC MÍA 8 2.1. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC LÀM SẠCH NƯỚC MÍA 8 2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA LÀM SẠCH NƯỚC MÍA 9 2.2.1. Tác dụng của pH 9 2.2.1.1. Ngưng kết chất keo 9 2.2.1.2 . Làm chuyển hoá đường sacaroza 10 2.2.1.3. Làm phân huỷ sacaroza 11 2.2.1.4. Làm phân huỷ đường khử 11 2.2.1.5. Tách loại các chất không đường 12 2.2.2. Tác dụng của nhiệt độ 12 2.2.3. Tác dụng của các chất điện ly 13 2.2.3.1. Vôi 13 2.2.3.2. Lưu huỳnh đioxit SO2 15 2.2.3.3. CO2 (cacbonđioxit) 16 2.2.3.4. 25 PO (Photphat pentaoxit) 18 Chương 3. LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA ACID 19 3.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP 19 3.2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA ACID 19 3.2.1. Điều kiện công nghệ của phương pháp SO2 20 3.2.1.1. Cho vôi sơ bộ 20 3.2.1.2. Gia nhiệt lần 1 21 3.2.1.3. Thông SO2 lần 1 21 3.2.1.4. Trung hóa nước mía 21 3.2.1.5. Tác dụng của gia nhiệt 2 21 3.2.1.6. Lắng & lọc 21 3.2.1.7. Gia nhiệt 3 22 3.2.1.8. Cô đặc 22 3.2.1.9. Thông SO2 lần hai 22 3.2.2. Những điều cần lưu ý khi đốt lưu huỳnh 22 3.2.2.1. Thành phần tạp chất trong lưu huỳnh 22 3.2.2.2. Điều chế SO2 22 3.2.2.3. Sự có mặt của nước khi đốt S 23 3.2.3. Ưu nhược điểm 23 3.2.4. Xử lý nước mía khó làm sạch theo phương pháp SO2 24 3.2.4.1. Nguyên nhân nước mía khó làm sạch 24 3.3. CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH TRONG KỸ THUẬT LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA ACID 25 3.3.1. Gia vôi 25 3.3.1.1. Thiết bị 26 3.3.2. Gia nhiệt 27 3.3.2.1. Tác dụng 28 3.3.2.2 Nhiệt độ gia nhiệt 29 3.3.2.3 Thiết bị gia nhiệt 29 3.3.2.4 Tính toán công nghệ bộ gia nhiệt 30 3.3.3 Thông khí SO2 31 3.3.3.1 Giai đoạn thông CO2 lần 1 31 3.3.3.2. Giai đoạn thông CO2 lần II 32 3.3.3.3. Thiết bị thông SO2 33 3.3.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thông SO2 37 3.3.3.5. Tính toán công nghệ quá trình thông SO2 39 3.4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ LÀM SẠCH 47 3.4.1. Chênh lệch độ sạch của nước mía trong và nước mía hỗn hợp 47 3.4.2. Sự biến đổi hàm lượng đường hoàn nguyên 48 3.4.3. Sự biến đổi màu 48 3.4.4. Độ đục trong 49 3.4.5. Tình hình biến đổi hàm lượng các chất phi đường trước và sau làm sạch 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam là một quốc gia có truyền thống sản xuất đường mía từ lâu đời. Cùng với sự phát triển của ngành đường trên thế giới nước ta sẽ có một nền công nghiệp đường tiên tiến nhằm đáp ứng nhu cầu về lượng đường sử dụng cho nhân dân và góp phần xây dựng cho sự phát triển kinh tế nước ta. Hiện nay có rất nhiều nhà máy đường ra đời để phần nào đáp ứng nhu cầu sử dụng đường ngày càng tăng của người tiêu dùng cả nước. Theo sau sự phát triển của ngành đường luôn đi kèm với công nghệ sản xuất, trong đó có một khâu rất quan trọng trong công nghệ sản xuất đường đó là quá trình làm sạch nước mía bằng phương pháp sulfite hóa. Quá trình này cơ bản hiện nay có ba phương pháp là sulfite hóa acid, sulfite hóa kiềm nhẹ và sulfite hóa kiềm nặng. Tuy nhiên, hiện nay các nhà máy đường ở miền Nam thường sử dụng phương pháp sulfite hóa lưu trình acid tính cho công nghệ của nhà máy mình. Nắm bắt được tình hình đó, nay nhóm chúng em đã cố gắng tìm hiểu thật sâu sắc về lưu trình sulfite hóa acid này để phần nào làm rõ vấn đề cũng như qua bài tiểu luận này có thể có một nền tảng kiến thức vững vàng về vấn đề làm sạch nước mía trong các nhà máy đường ở miền Nam nói chung và cả nước nói riêng. Bài tiểu luận được chia làm ba chương chính: - Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VIỆC NAM - Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH NƯỚC MÍA. - Chương 3. LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SUFITE HÓA ACID. Dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do kiến thức có hạn nên rất khó tránh khỏi những sai sót. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ Thầy để bài tiểu luận này được hoàn chỉnh và đầy đủ hơn. TẬP THỂ NHÓM i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Chữ ký của giáo viên hướng dẫn (Ký tên) ii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ tác dụng trung hòa điện của chất keo 10 Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ của phương pháp sulfite hóa acid 20 Hình 3.2. Thiết bị gia vôi 27 Hình 3.3. Bộ trung hòa đường ống kiểu nằm ngang 35 Hình 3.4. Bộ trung hòa đường ống kiểu SH – T 36 Hình 3.5. Thiết bị lắng ngắt đoạn 40 Hình 3.6. Bể lắng hở 41 Hình 3.7. Máy lọc ép kiểu khung 43 Hình 3.8. Máy lọc hút chân không kiểu vòng đai 44 iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình phát triển của các vùng thâm canh mía 2 Bảng 1.2. Sản lượng đường của các nhà máy theo khu vực 5 Bảng 2.1. Tốc độ chuyển hoá sacaroza của các axit khác nhau 11 Bảng 3.1. Độ hòa tan của SO2 trong nước ở nhiệt độ khác nhau 38 Chương 1. Tổng quan ngành mía đường GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền 1 Chương 1. TỔNG QUAN NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VIỆT NAM 1.1. GIỚI THIỆU 1.1.1. Vùng nguyên liệu Mở rộng vùng trồng mía là mục tiêu rất quan trọng, bởi vùng trồng mía có mối quan hệ rất chặt chẽvới các nhà máy đường. Quy mô vùng trồng mía càng phù hợp với công suất thiết kế của nhà máy, thì nhà máy càng hoạt động hiệu quả. Theo báo cáo của Cục trồng trọt, Bộ NN&PTNT, diện tích vùng trồng mía của nước ta tăng khá mạnh. Đến cuối vụ 2011/2012 diện tích vùng trồng cả nước đạt khoảng 283,2 nghìn héc ta, tăng 4,3% so với niên vụ trước đó. Năng suất mía bình quân cả nước đạt 62,4 tấn/ha, sản lượng mía cả nước được 17,5 triệu tấn, tăng so với vụ trước gần 2 tấn/ha. Sản lượng mía ép công nghiệp đạt 14,5 triệu tấn, sản xuất được 1.306.240 tấn đường. So với vụ trước, lượng mía ép công nghiệp tăng gần 2 triệu tấn, sản lượng đường tăng 155.780 tấn. Đây là vụ mía thắng lợi nhất về năng suất, sản lượng mía từ trong vòng 5 năm gần đây. Theo số liệu tổng hợp trên 25 tỉnh thành có nhà máy đường, tổng diện tích trồng mía đạt 271 nghìn héc ta (95,7% diện tích cả nước), trong đó diện tích mà các nhà máy đầu tư hoặc ký hợp đồng bao tiêu với người nông dân đạt 234,2 nghìn héc ta (82,7% diện tích cả nước), tăng 7,1% so với niên vụ trước. Sản lượng mía thu hoạch đạt 16,9 triệu tấn, tăng 12,34% và sản lượng đường sản xuất đạt 1.295.878 tấn, tăng 12,26% so với niên vụ trước. Sau năm 2011 được coi là rất thành công trong sản xuất và kinh doanh, nhiều công ty đường đã đầu tư vùng trồng mía, nâng cao công suất nhà máy nên các chỉ tiêu của niên vụ năm nay đều tăng nhanh hơn hẳn năm trước. Tuy nhiên, niên vụ 2011/2012 vẫn tồn tại một số khó khăn: - Tình trạng nhà máy không đủ nguyên liệu dẫn đến mua xô, mua theo hai giá trong vùng và ngoài vùng vẫn tồn tại. Vùng của nhà máy thì mua với giá thấp, ngoài vùng nhà máy thì mua giá cao để có nguyên liệu, gây hệ quả xấu cho việc đầu tư xây dựng vùng nguyên liệu làm cho nông dân không yên tâm đầu tư phát triển vùng nguyên liệu, từ đó không nâng cao được chất lượng cây mía. [...]... 3 Phương pháp Sulfite hóa acid GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền Chương 3 LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA ACID 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP Phương pháp sunfit hóa còn gọi là phương pháp SO2 vì trong phương pháp này người ta dùng lưu huỳnh dưới dạng khí SO2 để làm sạch nước mía Phương pháp SO2 có thể chia làm 3 loại: - Phương pháp sunfit hóa axit - Phương pháp sunfit hóa kiềm mạnh - Phương. .. - Phương pháp sunfit hóa kiềm nhẹ Đặc điểm của phương pháp SO2 axit là thông SO2 vào nước mía đến pH axit và thu được sản phẩm đường trắng Đây là phương pháp có nhiều ưu điểm nên được dùng rộng rãi trong sản xuất đường 3.2 SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA ACID 19 Chương 3 Phương pháp Sulfite hóa acid GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ của phương pháp sulfite hóa acid 3.2.1... TRONG KỸ THUẬT LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA ACID 3.3.1 Gia vôi Trong nước mía có chứa không ít axit hữu cơ và một số loại axit vô cơ như photphoric, các loại axit này làm cho nước mía hỗn hợp có tính axit yếu, thường thì nằm trong khoảng 4.5 – 6 Các loại axit này sẽ theo nước mía sau khi ép ra, nếu không tiến hành xử lí cho vôi vào nó sẽ làm đường saccharose chuyển hóa làm tổn thất... hợp 8 Chương 2 Làm sạch nước mía GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền Loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA LÀM SẠCH NƯỚC MÍA 2.2.1 Tác dụng của pH Nước mía hỗn hợp có pH = 5 5,5 Trong quá trình làm sạch, do sự biến đổi của pH dẫn đến các quá trình biến đổi hoá lí và hoá học các chất không đường trong nước mía và có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả làm sạch Việc thay... cho nước mía bị hỏng 3.3.1.1 Thiết bị Hầu hết hiện nay các nhà máy đường làm sạch nước mía sử dụng phương pháp sunfit hóa, vị trí gia vôi về cơ bản đều nằm cạnh máng nước hỗn hợp của của phân sưởng ép mía Vị trí cụ thể phải đặc trước chỗ cân nước mía và sau ống lấy mẫu nước mía hỗn hợp Mục đích để chống hư hỏng sớm, đồng thời không ảnh hưởng đến độ chuẩn xác của mẫu nước mía hỗn hợp 26 Chương 3 Phương. .. tiết (bão lụt) không bảo đảm làm phẩm chất mía xấu Trong nước mía có nhiều keo khó loại trừ và hàm lượng P2O5 giảm (lượng kết tủa Ca3 ( PO4 )2 nhỏ), nước mía khó làm sạch b) Do quá trình chế biến Dưới tác dụng của nhiệt độ, pH, áp lực ép mía: thủy phân vụn mía, caramen, phân giải RS ( màu, acid) , tăng hàm lượng keo c) Phương pháp xử lý Cho vôi sơ bộ: Vì nước mía khó làm sạch, có pH thấp do đó cho vôi... trong các phương pháp làm sạch 12 Chương 2 Làm sạch nước mía GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền b) Có tác dụng diệt trùng, đề phòng sự lên men axit và sự xâm nhập của vi sinh vật vào nước mía c) Nhiệt độ tăng cao làm tỉ trọng nước mía giảm, đồng thời làm chất keo ngưng tụ, tăng nhanh tốc độ lắng của các chất kết tủa Nếu khống chế nhiệt độ không tốt thường gặp các trường hợp không tốt sau: - Nước mía ở pH =... cuối Trong nước mía còn có vụn mía, khi đun nóng chúng kết tụ lại.Tất cả những chất không đường đó cần loại ra khỏi nước mía hỗn hợp Nước mía hỗn hợp có tính axit gây nên chuyển hoá đường sacaroza Do đó cần trung hoà nước mía Vậy mục đích chủ yếu của làm sạch NMHH: Loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt là những chất có hoạt tính bề mặt và chất keo Trung hoà nước mía hỗn hợp... thấp do đó cho vôi sơ bộ chủ yếu để ngưng kết keo, giảm chuyển hóa đường (trung hòa) Nâng cao nhiệt độ mía: 24 Chương 3 Phương pháp Sulfite hóa acid GVHD: ThS Nguyễn Hữu Quyền Có tác dụng: - Ngưng kết các thể keo ưa nước (do mất lớp vỏ bọc bao bên ngoài) - Giảm độ nhớt Cho nước mía hỗn hợp Na2CO3 để trung hòa acid acetic (nước mía khó làm sạch có hàm lượng acetic cao): Na2CO3 2CH 3COOH 3CH 3COONa... vào giống mía và hiệu quả làm sạch có thể biểu thị bằng hiệu quả loại chất không đường 2.2.2 Tác dụng của nhiệt độ Phương pháp dùng nhiệt để làm sạch nước mía là một trong những phương pháp quan trọng Để đảm bão chất lượng sản phẩm và nâng cao hiệu suất thu hồi đường cần khống chế điều kiện nhiệt độ Khống chế nhiệt độ tốt sẽ thu được những tác dụng chính sau: a) Loại không khí trong nước mía, giảm . LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA ACID 19 3.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP 19 3.2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA ACID 19 3.2.1. Điều kiện công nghệ của phương. đường đó là quá trình làm sạch nước mía bằng phương pháp sulfite hóa. Quá trình này cơ bản hiện nay có ba phương pháp là sulfite hóa acid, sulfite hóa kiềm nhẹ và sulfite hóa kiềm nặng. Tuy nhiên,. chia làm ba chương chính: - Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH MÍA ĐƯỜNG VIỆC NAM - Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM SẠCH NƯỚC MÍA. - Chương 3. LÀM SẠCH NƯỚC MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP SUFITE