Thiết kế nhà máy đường Bời Lời tại huyện Trảng Bàng - Tỉnh Tây Ninh

a khu CN Bời Lời như sau: Cách trung tâm TP Hồ Chí Minh 52km Cách tỉnh Bình Dương 40km Cách sân bay Tân Sơn Nhất 45km Cách trục đường xuyên á quốc lộ 22 (Tp HCM- Campuchia) 7-10km. Cách cảng Container Hiệp Phước 70km Cách ICD Phước Long 58km Cách cửa khẩu Mộc Bài 22km Cách TX Tây Ninh 32km Với hệ thống giao thông trong khu công nghiệp và cấp phường xã tốt, được trải nhựa và bê tông hoá, với mặt đường rộng, đảm bảo giao thông được liên tục, hệ thống đường giao thông tỉnh lộ rộng khắp và xuyên suốt, đặc biệt rất gần với trục đường huyết mạch của quốc gia (quốc lộ 22) đảm bảo giao thông đường bộ được nhanh chóng và liên tục giảm chi phí vận chuyển. Và chúng ta có một lựa chọn rất tốt khác đó là hệ thống giao thông bằng đường thuỷ vì sông Sài Gòn nằm ngay sát với khu công nghiệp Bời Lời vì vậy có thể vận chuyển hàng hoá bằng đường thuỷ một cách thuận tiện với trọng tải lớn đến các thị trường tiêu thụ chính của vùng kinh tế như TP Hồ Chí Minh, Bình Dương, Đồng Nai. Đặc biệt giá vận chuyển bằng đường thuỷ lại rẻ hơn so với giá vận chuyển bằng đường bộ. Vì vậy ta có thể thuê các đội tàu để chuyên chở hàng hoá còn nếu không có thể đầu tư xây dựng một cảng bốc dỡ và một đội tàu với qui mô vừa phải đáp ứng đủ yêu cầu vận chuyển hàng hoá của nhà máy. 10.Giá khu đất: Thời hạn thuê khu đất 50 năm Diện tích phân lô 10 000 m2 Giá thuê ưu đãi giai đoạn đầu 25 USD/m2/50 năm. Chi phí hạ tầng: 3,5 cents/m2/tháng So sánh với giá thuê mặt bằng tại các khu công nghiệp khác trong vùng như tại Tp HCM hay Bình Dương, Đồng Nai thì giá thuê của khu đất tại khu công nghiệp Bời Lời ngang bằng thậm chí là rẻ hơn so với các khu công nghiệp khác. 11.Thị trường tiêu thụ sản phẩm: Nhu cầu về sử dụng đường ngày càng tăng cao, lượng đường sản xuất ra không đủ để cung ứng cho thị trường, nhà nước ta còn phải nhập khẩu đường chính vì thế nhu cầu về đường vẫn còn rộng mở. Người tiêu dùng có nhu cầu sử dụng cao, có khả năng chi tiêu.Thị trường tiêu thụ sản phẩm rộng lớn, gần khu dân cư, số dân đông. Thị trường tiêu thụ ngay trong tỉnh và các tỉnh lân cận như: Bình Dương, Bình Phước, Long An, Đồng Nai và đặc biệt là người tiêu dùng tại Tp HCM . Đồng thời còn có thể tiêu thụ tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, các tỉnh Tây Nguyên và Nam Trung Bộ, hoặc có thể xuất khẩu qua Campuchia. Bên cạnh đó đường tinh luyện còn là nguồn nguyên liệu quan trong trong các nhà máy thực phẩm khác trong vùng như: nước giải khát, bánh kẹo, đồ hộp… và mật rỉ đường còn có thể sản xuất rượu, cồn thực phẩm…Vì vậy khi xây dựng nhà máy đường tại đây sẽ đáp ứng nhu cầu của thị trường và sinh ra lợi nhuận kinh tế cao. 12.Lực lượng lao động: Địa điểm đặt nhà máy gần với các khu dân cư với nguồn lao động tại chỗ và các lao động nhập cư đảm bảo đáp ứng đủ nhu cầu về nguồn nhân lực cho nhà máy. Để tạo điều kiện và công ăn việc làm tận dụng nguồn nhân lực địa phương thì người lao động địa phương sẽ được ưu tiên. Đầu tư xây dựng nhiều nhà ở sinh hoạt,chung cư, các tiện ích, khu vui chơi giải trí và mua sắm… cho người lao động, tạo điều kiện tốt nhất cho người lao động làm việc và sinh sống. Người lao động ở đây đa số có trình độ văn hóa phổ thông 12. Nếu qua đào tạo họ thì sẻ nắm bắt được dây chuyền công nghệ và làm việc tốt. Đối với lao động có tay nghề và các kĩ sư, cán bộ có trình độ cần kêu gọi nguồn lực sẵn có của địa phương là ưu tiên hàng đầu kế đến nếu thiếu nguồn lực này chúng ta cần có những chế độ đãi ngộ như: điều kiện khám chữa bệnh, nhà ở, ăn uống, sinh hoạt, phương tiện đi lại… để nguồn nhân lực trình độ cao này đến với nhà máy và toàn tâm toàn ý làm việc cho nhà máy. Có thể tìm kiếm nguồn nhân lực trình độ cao từ các tỉnh lân cận như Bình Dương, Đồng Nai, và đặc biệt là Tp HCM. Thực hiện các chương trình tài trợ, học bổng cho các trường Đại học, cao đẳng để đảm bảo sẽ có đủ nguồn lực này trong tương lai. 13.Chính quyền: Chính quyền ở Tây Ninh tạo mọi điều kiện cho các doanh nghiệp phát triển, mở rộng cửa đầu tư, với các thủ tục nhanh gọn, chính xách thuế minh bạch, rõ ràng, nhanh chóng, tiện lợi. Chính từ những yếu tố thuận lợi trên nhóm sinh viên ĐHTP5LT đã quyết định chọn địa điểm đặt nhà máy đường Bời Lời tại khu công nghiệp Bời Lời CHƯƠNG 3:CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 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 ở đây chọn phương pháp SO2. 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 đường sacaroza. 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: 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. 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. 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. 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. 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. Nước mía hỗn hợp Gia vôi sơ bộ Đun nóng lần 1 (55-600C) Thông SO2 lần 1 (pH=3.4-3.8) Trung hòa (pH=6.8-7.2) Đun nóng lần 2 (102-1050C) Lắng Nước bùn Lọc ép Bùn Nước lọc trong Đun nóng lần 3 (110-1150C) Cô đặc Thông SO2 lần 2 (pH=6.2-6.6) Lọc kiểm tra Mật chè trong SO2 Ca(OH)2 SO2 Ca(OH)2 Sơ đồ công nghệ của phương pháp sunfit hóa axit:( có kết hợp xử lý bằng vôi) 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 Nguyên liệu Vận chuyển Xử lý xơ bộ Làm sạch Xử lý mía trước khi ép Ép kiệt nhiều lần Ép dập Cân – băng chuyền Bã mía Nước Cô đặc Nấu đường và kết tinh Ly tâm Sấy Đường Mật rĩ Nước mía hỗn hợp 3.Quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình công nghệ: 3.1.Quy trình công nghệ: Quy trình sản xuất đường 3.2.Thuyết minh quy trình: 3.2.1.Vận chuyển: 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 3.2.2.Xử lý sơ bộ: Mục đích: Làm sạch mía, loại bỏ tạp chất, cặn bã bám trên thân cây mía. Thiết bị: Vòi phun nước 3.2.3.Cân – băng chuyền: 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. 3.2.4.Xử lý mía trước khi ép Mục đích: Nhằm tạo điều kiện cho quá trình ép dễ dàng hơn, nâng cao năng suất và hiệu suất ép. Hệ thống xử lí mía trước khi ép bao gồm các quá trình sau: San bằng mía: Do đưa xuống băng tải, mía ở trạng thái lộn xộn, không đồng đều, do dó cần phải san bằng lớp mía trên băng tải, đảm bảo độ đồng đều của lớp mía, tăng mật độ mía. Băm mía: Mía được băm thành từng mảnh nhỏ nhằm phá vỡ lớp vỏ cứng của cây mía làm tế bào mía lộ ra, đồng thời san mía thành lớp ổn định trên băng tải và nâng cao mật độ mía trên băng tải. Nhờ vậy: Nâng cao năng suất ép Nâng cao hiệu suất ép mía Đánh tơi: Sau khi qua máy băm, lượng mía chưa được băm nhỏ còn nhiều nên chúng cần phải qua máy đánh tơi để phá vỡ hơn nữa tổ chức tế bào của cây mía, và làm tăng mật độ mía đưa vào máy ép. Nếu dùng máy đánh tơi, hiệu suất ép có thể tăng khoảng 1%. 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. 3.2.5. Ép dập: Mục đích: Ép dập vừa có tác dụng lấy nước mía ra từ cây mía (khoảng 60 – 70%), vừa làm cho mía giập vụn hơn. Đồng thời thu nhỏ thể tích lớp mía, cung cấp mía đều đặn cho các máy ép sau, tạo điều kiện cho các máy ép sau làm việc ổn định, làm tăng năng suất, hiệu suất ép và giảm bớt công suất tiêu hao. Thiết bị: Máy ép dập: Mục đích: Lấy nước mía ra từ cây mía vừa làm cho mía dập vụn hơn, thu nhỏ thể tích lớp mía để cho hệ thống máy ép sau làm việc ổn định, làm tăng năng suất ép, tăng hiệu suất ép và giảm bớt công suất tiêu hao. Thiết bị: Sử dụng máy ép dập hai trục, trục máy chế tạo kiểu Krajewski, trục có những rãnh cong hình chữ Z dọc theo chiều dài trục cách đều nhau 15 cm. Khi lắp trục phải đặt rãnh của hai trục ăn lệch nhau sao cho đỉnh răng nọ ăn với chân răng trục kia. Giá máy có độ nghiêng từ 60 – 750, sao cho mía vào máy làm với đường nối giữa tâm hai trục một góc khoảng 750 để mía vào máy và nước thoát ra được dễ dàng. Hiện nay, một số nhà máy lắp hai bộ ép dập hai trục, nhằm nâng cao năng suất và hiệu suất ép. Tốc độ máy ép dập. Tốc độ máy ép dập bao giờ cũng nhanh hơn các máy ép sau khoảng 25%, như vậy mới cấp đủ mía cho máy ép vì mía vào máy còn lộn xộn chưa đều. Lực nén trên trục đỉnh. Lực nén trên trục đỉnh máy ép dập hai trục bằng 50 –75% lực nén trên máy ép sau. Do đó, tỷ lệ nước mía ép ra được là 45 – 55% nước mía có trong cây mía. 3.2.6.Ép kiệt: Mục đích: Lấy kiệt lượng nước mía có trong cây mía tới mức tối đa cho phép. Phương pháp ép: Phương pháp ép khô Đây là phương pháp ép lấy nước mía mà không sử dụng nước thẩm thấu, chỉ dùng áp lực làm vở tế bào để lấy nước mía, do đó hiệu suất lấy đường thấp (khoảng 92 – 95%) và một lượng nhỏ đường còn nằm trong tế bào không thể lấy ra được. Nước mía lấy được (do không bị pha loãng) nên thuận lợi cho quá trình bốc hơi, tiết kiệm được năng lượng bốc hơi. Phương pháp ép khô chỉ sử dụng ở các nhà máy đường thủ công, trong phòng thí nghiệm… Phương pháp ép ướt (có sử dụng nước thẩm thấu) Để lấy được nhiều đường ra từ cây mía, thì việc phun nước thấm vào bã mía được xem là biện pháp hiệu quả. Khi mía bị ép, màng tế bào bị rách và co lại, đồng thời nước mía chảy ra. Sau khi ra khỏi máy ép, các tế bào nở ra và có khả năng hút nước mạnh. Chính vì vậy, mà người ta đã phun nước vào lớp bã để hoà tan một lượng đường còn lại trong tế bào, qua lần ép sau nước đường pha loãng được lấy ra, và tiếp tục như vậy cho đến khi đường được lấy ra với mức cao nhất. Thiết bị: máy ép có cấu tạo gồm: Giá máy. Các trục ép: trục đỉnh, trục trước và trục sau . Bộ gối đỡ trục và bộ điều chỉnh vị trí lắp trục . Bộ phận nén trục đỉnh . Tấm dẫn mía (lược đáy) và các lược khác 3.2.7.Làm sạch nước mía: 3.2.7.1.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 Thùng gia vôi sơ bộ Cánh khuấy trộn Nước mía vào D H Nước mía ra 3.2.7.2.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. *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. 3.2.7.3.Thông SO2 lần 1 và gia vôi trung hoà : Mục đích thông SO2 lần 1: 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 1 và trung hoà:  3.2.7.4.Gia nhiệt 2: Mục đích: 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 1. Nước mía sau gia nhiệt 2 có nhiệt độ 100-1050C. 3.2.7.5.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 6 6 6 7 5 Thiết bi lắng trong có cánh khuấy 1. Ống trung tâm 2,3. Bộ phận tách bọt. 4. Van tháo bọt. 5. Cánh gạt bùn 6.Van lấy nước mía trong. 7 Van tháo bùn. Nguyên lí quá trình lắng trong nước mía: Nước mía ở trạng thái tỉnh, khi cho chất điện li vào tạo kết tủa cặn thì chúng sẽ chịu tác dụng của 2 lực Trọng lực: kéo kết tủa đi xuống Lực acsimet: đẩy kết tủa đi lên Khi trọng lực > lực acsimet thì kết tủa sẽ lắng xuống, tốc độ lắng phụ thuộc vào sự chênh lệch độ lớn của 2 lực, hay nói cách khác tốc độ lắng phụ thuộc vào chênh lệch về trọng lượng giữa chất rắn (cặn) và trọng lượng chất lỏng (nước mía). *Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng Khối lượng riêng của các hạt lắng Nhiệt độ pH 3.2.7.6.Lọc chân không thùng quay: Mục đích: Nhằm thu hồi lượng đường còn sót lại trong bùn lắng. Nguyên lí: Dùng lớp lọc có nhiều lỗ để dung dịch có thể chui qua các lỗ nhỏ, bã được giữ lại trên lớp lọc, dung dịch chui qua lớp lọc dưới áp suất dư so với áp suất bên dưới vật ngăn. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc Chất kết tủa. Áp lực lọc hoặc độ chân không. Độ dính và nhiệt độ lớp bùn. 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. 3.2.7.7.Gia nhiệt lần 3: 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. 3.2.7.8.Bốc hơi: Nhằm bốc hơi nước ,đưa nồng độ Bx của nước mía hỗn hợp từ 13-15%Bx=55-65% để tạo điều kiện cho quá trình kết tinh. Sơ đồ lưu trình bốc hơi: 3.2.7.9.Thông SO2 lần 2: 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 2 như thiết bị thông SO2 lần 1 nhưng không có phần cho sữa vôi Sau khi thông SO2 lần 2, pH=6,2-6,6. 3.2.7.10.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: 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: 3.2.8.Cô đặc: 3.2.8.1.Mục đích: Bốc hơi nước mía có nồng độ ban đầu (khoảng 13 – 15oBx) đến nồng độ mật chè (khoảng 60 – 65oBx). Tuy nhiên nếu cô đặc nước mía tới nồng độ quá cao (>70oBx) sẽ xuất hiện các tinh thể đọng lại (trong đường ống và bơm), tăng độ nhớt gây khó khăn cho quá trình lọc... 3.2.8.2.Biến đổi của nguyên liệu trong cô đặc Sự thay đổi pH và chuyển hoá đường Saccarose Sự thay đổi pH Nguyên nhân của sự giảm độ kiềm là do Sự phân hủy các amit CH2 - CONH2 CH2 - COOH + HOH + NH3 CHNH2 – COOH CHNH2 – COOH (Asparagin) (nước) (axit asparagin) (amoniac) Phân huỷ đường khử tạo ra các axit hữu cơ. Sự tạo caramen của đường saccarose (tác dụng rất nhỏ). Hiện tượng tăng pH rất ít thấy trong quá trình cô đặc. Tuy nhiên, nếu thao tác xông SO2 hoặc thông CO2 không hợp lí, độ kiềm dung dịch tăng lên: 2KHCO3 = 2KCO3 + CO2 + H2O 2KHSO3 = K2SO3 + SO2 + H2O Chuyển hoá đường saccarose Dưới tác dụng của nhiệt độ, trong môi trường pH tăng cao hoặc giảm thấp đường saccarose bị chuyển hoá, làm giảm lượng đường saccarose và làm tăng lượng đường hoàn nguyên. Sự gia tăng màu sắc Trong điều kiện nhiệt độ cao, đường saccarose bị caramen hoá làm tăng màu sắc dịch nước mía. Lượng caramen này phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian truyền nhiệt, và pH. Ngoài ra, đường khử cũng bị phân huỷ hay kết hợp với các hợp chất chứa nitơ tạo thành melanoidin làm tăng màu sắc nước mía. Độ tinh khiết tăng Độ tinh khiết tăng trong quá trình cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm sạch. Đối với phương pháp vôi độ tinh khiết tăng từ 0,7 – 1,0; đối với phương pháp sunfit hoá độ tinh khiết tăng từ 0,8 – 1,0; đối với phương pháp cacbonat hoá độ tinh kiết tăng 0,2 – 0,5. Độ tinh khiết tăng là do các nguyên nhân: Chất không đường bị phân hủy. Sự tạo cặn trong thiết bị cô đặc. Sự thay đổi góc quay riêng của chất không đường đặc biệt là đường khử. Sự tạo cặn Sự tạo cặn xuất phát từ những nguyên nhân: Cùng với việc nồng độ đường tăng cao, nồng độ tạp chất cũng không ngừng tăng lên trong quá trình cô đặc. Khi nồng độ tạp chất vượt quá độ bão hoà chúng sẽ lắng thành cặn. Các oxit kim loại dạng keo như (oxit silic, oxit nhôm, oxit sắt) trong quá trình gia nhiệt tách dần ra khỏi dung dịch tạo thành cặn Muối canxi hoà tan kết hợp với muối hoà tan của kali và natri tạo thành muối cacbonat kết tủa. Các muối sunfit có độ hoà tan thấp, dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ tạo thành muối kết tủa. Qua các kết quả nghiên cứu thành phần cặn, có thể rút ra một số quy luật chung như sau: Thành phần cặn trong nồi cô đặc chủ yếu là các chất không đường vô cơ và hữu cơ tồn tại ở dạng hợp chất Thành phần vô cơ chiếm chủ yếu >50% (so với chất khô) Cặn ở các hiệu khác nhau về thành phần và hàm lượng: Hiệu 1 chủ yếu là muối phosphat, hiệu cuối chủ yếu là muối sunfat... 3.2.8.3.Cấu tạo thiết bị cô đặc Yêu cầu thiết bị cô đặc Khoảng không gian nước mía cần nhỏ nhất, và không có khoảng không “chết”. Nước mía lưu lại trong nồi với thời gian ngắn nhất. Đơn giản, diện tích đốt dễ làm sạch và dễ thay đổi. Thao tác khống chế đơn giản, tự động hóa dễ dàng. Thiết bị cô đặc ống chùm thẳng đứng Đây là thiết bị dùng phổ biến trong các nhà máy đường. Diện tích đốt gồm những ống truyền nhiệt thẳng đứng, hơi đốt đi vào bộ phân dưới gọi là buồn đốt. Nước mía đi trong ống truyền nhiệt, còn hơi đi ngoài ống, khi cấp nhiệt hơi ngưng tụ thành nước và chúng được tháo ra ở đáy phòng đốt. Ở giữa buồn đốt là ống tuần hoàn (đường kính khoảng 250 – 500mm). Do sự chênh lệch nhiệt độ giữa ống tuần hoàn và ống truyền nhiệt tạo nên sự đối lưu nhiệt trong thiết bị cô đặc. Thiết bị làm việc liên tục, nước mía trong không ngừng chảy vào và mật chè không ngừng chảy ra khỏi thiết bị cô đặc. Hơi thứ sau khi đi qua bộ phận thu hồi đường, theo ống dẫn đi cung cấp cho bộ phận khác, còn nước đường thu hồi thì chảy trở về thiết bị. Trên thân nồi cô đặc có lắp kính quan sát để nhận biết mức dung dịch, ngoài ra thiết bị còn gắn nhiệt kế, áp kế... Thiết bị cô đặc tuần hoàn đơn Có cấu tạo tương tự như thiết bị cô đặc ống chùm thẳng đứng, tuy nhiên ống truyền nhiệt dài hơn dài hơn. Phía trong ống tuần hoàn có lắp chiếc phễu hình thang để tạo điều kiện cho phần lớn dung dịch chỉ đi qua ống tuyền nhiệt một lần. Khi có một phần dung dịch đường không thoát ra kịp vào hiệu sau thì giữa ống tuần hoàn và ống tháo dung dịch có khoảng trống để dung dịch đường trở lại theo ống tuần hoàn. Ưu điểm của thiết bị là dung dịch tuần hoàn có nồng độ thấp, nên tăng hệ số truyền nhiệt. 3.2.8.4.Phương pháp bốc hơi hệ cô đặc Phân loại phương án bốc hơi: Phương pháp bốc hơi chân không: Hệ cô đặc làm việc trong điều kiện chân không + Ưu điểm: Nhiệt độ sôi của dung dịch đường thấp nên tránh được hiện tượng phân hủy và chuyển hóa đường, chất lượng mật chè tốt, thao tác dễ dàng. + Khuyết điểm: Nhiệt độ hơi thứ thấp, không thỏa mãn yêu cầu công nghệ, giảm khả năng sử dụng hơi thứ, tăng tổn thất hơi. Bố trí thiết bị phức tạp, cần có thiết bị ngưng tụ để thực hiện điều kiện chân không Phương pháp bốc hơi áp lực: Các hiệu cô đặc làm việc trong điều kiện áp lực + Ưu điểm: Việc sử dụng hơi triệt để hơn, nhiệt độ hơi thứ ở các hiệu cô đặc cao nên có thể giảm diện tích truyền nhiệt của thiết bị. + Khuyết điểm: Màu sắc dịch nước mía sậm, pH hạ thấp, đường khử bị phân hủy, tạo caramen... Phương pháp bốc hơi áp lực chân không: Đối với phương pháp này là ta kết hợp cả bốc hơi chân không và bốc hơi áp lực xen kẽ giữa các hiệu, nhiệt độ sôi của dung dịch đường hiệu cuối tương đối cao, có thể dùng hơi thứ hiệu cuối để đun nóng nước mía. Ưu khuyết điểm của phương pháp bốc hơi áp lực chân không là tổng hợp của 2 phương pháp trên. Các phương pháp bốc hơi chủ yếu Phương án bốc hơi chân không 4 hiệu Thích hợp cho các nhà máy vừa và nhỏ, việc sử dụng phương pháp bốc hơi chân không 4 hiệu sẽ tận dụng tốt lượng hơi thừa. Đây là phương pháp điển hình cho hệ thống bốc hơi chân không, sử dụng hơi thừa từ nồi hơi nước có bổ sung hơi giảm áp để gia nhiệt cho hiệu 1. Do áp suất hơi ở hiệu 1 thấp, độ chân không cao nên dịch đường bốc hơi ở nhiệt độ thấp vì thế lượng đường chuyển hóa thấp, đường hoàn nguyên ít bị phân hủy... Phương án bốc hơi chân không 4 hiệu có hiệu “0” Tương tự như phương án bốc hơi chân không 4 hiệu, nhưng người ta có lắp thêm hiệu bốc hơi “0” trước hiệu 1. Hiệu “0” vừa có tác dụng làm bốc hơi dịch đường vừa làm nồi phát sinh hơi nước áp suất thấp. Tuy nhiên do nồi “0” làm việc ở nhiệt độ cao nên dễ xãy ra hiện tượng phân hủy đường và caramen hóa, do đó cần rút ngắn thời gian dừng của nước mía trong thiết bị và cần phải thiết kế bộ phận thu hồi đường. Nguyên tắc chọn phương án bốc hơi Thỏa mãn yêu cầu công nghệ Sử dụng hợp lý lượng hơi Vốn đầu tư thiết bị Điều kiện thao tác 3.2.8.5.Thao tác khống chế quá trình cô đặc Kiểm soát độ chân không và áp suất hơi Nhiệt độ và áp suất hiệu cô đặc có liên quan mật thiết đến nhiệt độ sôi của dung dịch trong hiệu đó. Độ chân không càng cao, điểm sôi càng thấp, áp suất hơi càng lớn, dung dịch sôi càng mạnh. Thông thường độ chân không hiệu cô đặc cuối của hệ cô đặc có 4 – 5 hiệu khoảng 580 – 600mmHg. Nếu độ chân không cao hơn nữa, độ nhớt lớn ảnh hưởng đến đối lưu và truyền nhiệt. Trong trường hợp áp suất hơi của hiệu 1 thấp thì độ chân không của các hiệu tăng cao và ảnh hưởng đến năng suất bốc hơi. Để giải quyết vấn đề đó cần mở to van hơi hiệu 1 và điều chỉnh van hơi ở phòng đốt của các hiệu sau, kết hợp với đóng nhỏ van nạp liệu đến khi trở lại trạng thái bình thường. Nếu xãy ra trường hợp ngược lại, thu nhỏ van hơi hiệu 1 (giảm nguồn nhiệt), mở to van chân không, ống thoát ngưng tụ và van nạp liệu. Kiểm soát chiều cao dung dịch Để tránh hiện tượng “chạy” đường cần khống chế tốt tốc độ bốc hơi và chiều cao dung dịch. Lúc hiệu số nhiệt độ có ích lớn, tốc độ bốc hơi tăng, cần duy trì ổn định chiều cao dung dịch, nếu chiều cao dung dịch lớn, cần mở to van để dung dịch chảy ra một phần. Trường hợp độ chân không hai hiệu liền nhau chênh lệch không nhiều, dung dịch không thể từ hiệu trước chảy ra hiệu sau, cần mở to van dung dịch ra, nếu không có kết quả thì điều chỉnh độ chân không hiệu đó nhỏ lại và tăng độ chân không hiệu sau. Kiểm soát lượng hút hơi thứ Trong điều kiện kỹ thuật nhất định, lượng hơi thứ hút cần ổn định. Nếu lượng hơi hút dùng luôn thay đổi sẽ dẫn đến thay đổi hiệu số nhiệt độ có ích giữa các hiệu, ảnh hưởng đến nồng độ mật chè. Nếu dùng hơi thứ cho nấu đường thì lượng hơi đó cần lấy từ 2 nguồn: hơi thải và hơi thứ vì nấu đường dùng hơi không liên tục. Dựa vào kinh nghiệm, lượng hơi thứ dùng cho nấu đường khoảng 60 – 70% tổng lượng hơi nấu của đường là thích hợp. Thoát nước ngưng tụ Việc thoát nước ngưng tụ ở các hiệu có liên quan chặt chẽ đến tốc độ bốc hơi. Nếu có hiệu nào đó thoát hơi không tốt, nước ngưng đọng lại nhiều trong phòng đốt, giảm lượng hơi đốt vào phòng và ảnh hưởng đến tốc độ bốc hơi thì cần mở van khí không ngưng ở phòng đốt to hơn để việc thoát nước ngưng được dễ dàng. Thoát khí không ngưng Khí không ngưng ở phòng đốt cần thoát ra theo một tốc độ ổn định. Sự tồn tại của khí không ngưng trong phòng đốt sẽ làm giảm hệ số cấp nhiệt của hơi và do đó giảm năng suất bốc hơi. Nếu việc thoát khí không ngưng không tốt ở một hiệu nào đó thì áp suất hiệu trước tăng cao và ở hiệu đó có hiện tượng giảm áp suất. Lúc đó cần mở to van xả khí không ngưng đến khi trở lại trang thái ổn định. 3.2.9.Nấu đường - Trợ tinh: 3.2.9.1.Mục đích: Tách nước ra khỏi mật chè, đưa dung dịch đến trạng thái quá bão hoà để thực hiện quá trình kết tinh đường.Sản phẩm sau khi nấu đường là đường non và mật cái. 3.2.9.2.Động học của quá trình kết tinh đường: Saccarose là chất rất khó xuất hiện nhân tinh thể trong dung dịch quá bão hoà của nó. Theo thực nghiệm, tinh thể chỉ xuất hiện khi  > 1,3 -1,4. Để tăng tốc độ xuất hiện tinh thể, người ta áp dụng các biện pháp kích thích tạo mầm hay phương pháp tinh chủng, lúc đó tinh thể sẽ xuất hiện ở giá trị  = 1,2 – 1,25. Theo quan điểm động học, quá trình xuất hiện nhân tinh thể trong môi trường lỏng là hiện tượng liên hợp của các phân tử chất hoà tan di động. Điều kiện cần thiết để tạo nhân tinh thể là có sự tập tụ cục bộ của các phân tử chất hoà tan và phân bố các phân tử này vào vị trí của chúng trong lưới tinh thể. Vậy, các tinh thể nằm trên ranh giới của 2 quá trình kết tinh và hoà tan. Theo Silin: Trên bề mặt tinh thể và dung dịch luôn xảy ra hai quá trình: - Lắng chất hoà tan trên bề mặt tinh thể vào dung dịch, khi đó các phân tử hay các nhóm phân tử tách ra khỏi bề mặt tinh thể, nếu điều kiện quá bão hoà đủ lớn những nhóm phân tử này sẽ là những nhân tinh thể mới. - Nếu điều kiện quá bão hoà chưa đủ lớn thì những mầm sẽ hoà tan vào dung dịch (do độ hoà tan của nó lớn hơn đường bình thường rất nhiều). Lúc này chỉ những tinh thể sẵn có lớn lên mà thôi, không xuất hiện mầm tinh thể mới. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh - Độ quá bão hoà dư - Nhiệt độ - Độ tinh khiết của dung dịch - Độ nhớt - Sự khuấy trộn - Kích thước tinh thể - Số lượng tinh thể trong đường non 3.2.9.3.Quá trình nấu đường: Trong nấu đường gián đoạn, có 4 giai đoạn: cô đặc đầu, tạo mầm, nuôi tinh thể và cô đặc cuối. Cô đặc đầu: Công đoạn này nhằm cô dung dịch đến nồng độ cần thiết để chuẩn bị cho sự tạo tinh thể. Trong giai đoạn này, ta tiến hành cô ở độ chân không thấp nhất (600-620 mmHg) để giảm nhiệt độ sôi của dung dịch, thường nhiệt dộ là 60-65C. Lượng nguyên liệu gốc là mật chè cần phải phủ kín bề mặt truyền nhiệt của nồi nấu để tránh hiện tượng cháy đường. Sự tạo mầm tinh thể: Đây là thời điểm quan trọng của quá trình nấu đường. Dùng kinh nghiệm hay các dụng cụ kiểm tra để tìm thời điểm tạo mầm tinh thể. Nhìn chung, ta có thể quan sát các hiện tượng xảy ra ở nồi nấu như sau: đầu tiên dung dịch sôi mạnh, các bọt hơi chuyển động nhanh trên kính quan sát. Ta tiến hành tạo mầm tinh thể bằng phương pháp tinh chủng: thêm lượng bột đường ở trị số quá bảo hòa thấp (=1,10). Luợng bột đường cho vào chính là lượng nhân tinh thể và khống chế không để xuất hiện tinh thể mới. Cách tốt nhất là bột đường sau khi nghiền cho vào trong alcol với tỉ lệ 1:0, 8. Yêu cầu đường phải được nghiền rất nhỏ trước khi trộn với alcol. Thời gian cho vào không quá 30s. Nuôi tinh thể: Giai đoạn này nhằm nuôi các tinh thể lớn lên nhanh chóng và đều, cứng, bảo đảm chất lượng của đường bằng cách nấu với các nguyên liệu đã được phối liệu. Nguyên tắc chung là nguyên liệu cho vào phải có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ trong nồi từ 3-5C để giữ nhiệt độ sôi trong nồi, tăng khả năng truyền nhiệt và trộn đều với đường non trong nồi. Theo Golovin sự lớn lên của tinh thể gồm hai quá trình xảy ra song song: kết tinh đường làm giảm hệ số quá bảo hòa và bay hơi nước làm tăng hệ số quá bảo hòa có thể tạo thành các tinh thể “dại”. Khi cho nguyên liệu vào nuôi, các tinh thể dại có thể bị hòa tan. ơỷ giai đọan này ta sử dụng phương pháp nấu liên tục. Nấu liên tục cho hiệu quả cao do độ bảo hòa luôn được giữ cố định, nhờ đó sự truyền nhiệt, sự bay hơi và kết tinh không bị đứt đọan. Từ đó tốc độ kết tinh tăng, giảm sự tạo thành các tinh thể “dại”. Tuy nhiên, điều kiện yêu cầu ở nấu liên tục là thao tác phải nghiêm ngặt, chất lượng nguyên liệu, lượng hơi, độ chân không ổn định. Khi nuôi tinh thể do nồng độ dung dịch tăng nên độ nhớt tăng lên. Để giảm độ nhớt trong giai đọan này nên phân đọan nấu nước, thường nấu 2-3 lần nước. Nhiệt độ nước cho vào lớn hơn nhiệt độ trong nồi là 10C, nhưng không nên sử dụng lượng nước quá nhiều vì như vậy sẽ kéo dài thời gian nấu và tốn kém nhiên liệu. Cô đặc cuối: Khi tinh thể đạt kích thước nhất định thì ngừng cho nguyên liệu, cô đến nồng độ ra đường, tránh cô đặc nhanh vì có thể tạo ra các tinh thể “dại”. Lúc này lượng nước bốc hơi ít nên đóng dần van hơi lại, tránh nhiệt độ quá cao.trước khi xả đường non, thường cho nước nóng để giảm sự tạo thành tinh thể “dại” do sự giảm nhiệt độ đột ngột. Ngòai ra còn giúp cho việc giảm độ nhớt mật tạo điều kiện ly tâm thuận lợi. Lượng nước cho vào chiếm 0,5% so với khối lượng đường non. 3.2.9.4.Các chế độ nấu đường: Mục đích đặt chế độ nấu đường: Bảo đảm chất lượng đường thành phẩm. Tăng hiệu suất thu hồi đường. Cân bằng nguyên liệu và bán sản phẩm. Cơ sở đặt chế độ nấu: Dựa vào độ tinh khiết mật chè sau khi làm sạch. Nếu độ tinh khiết mật chè nhỏ hơn 80% nấu hai hệ, lớn hơn 80% nấu ba hệ, lớn hơn 86% nấu bốn hệ. Dựa vào yêu cầu chất lượng sản phẩm, chất lượng sản phẩm càng cao thì đường non càng có chất lượng cao. Dựa vào trình độ thao tác của công nhân và thiết bị nhà máy. Trình độ công nhân cao, thiết bị tốt có thể nấu được nhiều hệ hơn. Chế độ nấu đường thông dụng: có nhiều chế độ nấu khác nhau, trong đó nấu ba hệ A -B-C là chê độ phổ biến nhất để thu đường cát trắng với độ tinh khiết cao: Đường non A Đường A Mật chè Mật trắng Mật nâu Đường non B Đường non C Đường B Đường C Mật B Mật cuối Đường hồ Hòa tan lại Theo sơ đồ trên, sản phẩm là đường A. Đường B và C cũng có thể là sản phẩm. Nhưng thông thường đường B và đường C được hòa tan lại để nấu đường non A. 3.2.9.5.Cấu tạo thiết bị nấu đường: Yêu cầu thiết bị: Nồi kết tinh phải có đủ diện tích gia nhiệt để bảo đảm trong thời gian quy định xử lý nguyên liệu đưa đến cần hòan thành quá trình nấu đường; Kết cấu mặt gia nhiệt phải đảm bảo cho đường non tuần hoàn bình thường, hiệu suất truyền nhiệt cao và làm cho đường non nấu xong dễ thoát ra; ở phía dưới của bộ phận gia nhiệt không để các góc chết sẽ ảnh hưởng đến thao tác và tuần hoàn; Lỗ thoát đường non phải có kích thước vừa đủ (bằng khỏang 1/6-1/8 đường kính nồi) để dỡ đường được nhanh, van của lỗ phải đảm bảo kính và dễ mở; Đỉnh nồi cần phải có máy thu hơi đường để đường non hoặc nước đường không theo hơi nước đi vào máy ngưng tụ làm thất thoát đường; Trên nồi phải có ống hơi nước, ống hơi đường, ống nạp liệu, ống nước nóng lạnh, ống thoát nước ngưng tụ và ống amoniac có kích thước cần thiết, van khóa của các ống phải lắp ở chỗ dễ thao tác; Quy định chung về thiết kế: Tỷ suất tuần hoàn:2-5; Tỷ số dung tích hữu hiệu giữa diện tích gia nhiệt và nồi kết tinh F /V=4-10; Đường kính ống rút nước trung tâm:1/2-1/4 đường kính nồi; Tỷ lệ giữa chiều cao và đường kính nồi:0,8-2. Bộ phận nạp liệu phải đều từ nhiều phía để sau khi nạp hòa đều nhanh 3.2.9.6.Cấu tạo thiết bị kết tinh làm lạnh: Yêu cầu công nghệ: Thùng trợ tinh phải có dung tích đầy đủ để trong thời gian quy định hoàn thành quá trình trợ tinh; Thiết bị làm lạnh: diên tích làm lạnh phải đảm bảo trong thời gian nhất định làm lạnh đường non đến nhiệt độ cần thiết, phải đảm bảo đường non được làm lạnh đồng đều; Bộ phận khuấy trộn phải có độ cứng vững đầy đủ và khuấy trộn đồng đều, tốc độ quay khoảng 0,36-0, 5 vòng/phút. Quá trình kết tinh: Nước làm lạnh cho vào ngược chiều. Thùng 1 làm lạnh tự nhiên trong 12h; thùng 2, 3, 4 trong khoảng 20-22h, nhiệt độ giảm đều xuống 45C, thùng cuối nâng nhiệt độ lên 50-55C trước khi ly tâm 4h. Ưu điểm của kết tinh liên tục là: Hiệu suất sử dụng thiết bị cao, thùng trợ tinh không có thời gian trống Thao tác ổ định, tạo điều kiện cho tự động hóa, giảm sức lao động. Phối hợp với ly tâm liên tục thuận lợi. Quản lý và tiến hành kết tinh đường non cuối trong thiết bị kết tinh làm lạnh. Để tinh lớn lên tốt nhất cần khống chế các điều kiện sau: Hệ số quá bảo hòa =1,10; Giảm nhiệt độ theo một chế độ thích hợp. Tốc độ giảm nhiệt độ khoảng 1-1,5C, nhiệt độ máy ly tâm là 45-55C; Khống chế tốc độ khuấy trộn, thường khuấy với tốc độ 0,36-10 vòng /phút Hàm lượng tinh thể, kích thước tinh thể phải đồng đều và tốc độ kết tinh nhanh.. 3.2.9.7.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 3.2.10.Ly tâm: 3.2.10.1.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 ta nhận được đường, mật nâu và mật trắng. Tách mật đường A: Đường non A sau khi tách mật được đường cát là đường cát trắng thành phẩm xuất xưởng. Mật nguyên A được tách ra dùng để nấu đường non cấp thấp. Mật loãng A nấu lại đường A. Tách mật đường B: Đường non B sau khi tách mật được đường cát thường không dùng làm sản phẩm mà dùng làm giống (mầm) để nấu đường non A, mật đường B được tách ra dùng làm nguyên liệu chủ yếu để nấu đường non C. Tách mật đường C: Đường non C sau khi tách mật được đường cát, thường làm đường cát vàng thành phẩm, còn mật đường tách ra do độ tinh khiết thấp chứa tạp chất nhiều không dễ nấu lại, là mật rỉ làm nguyên liệu để sản xuất sản phẩm phụ. 3.2.10.2.Quá trình phân hạt: Được thực hiện qua 4 giai đoạn 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 cát không 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 xong, 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. 3.2.10.3.Thiết bị ly tâm: Sử dụng máy ly tâm gián đoạn Weston đáy bằng. Đối với sản phẩm A và B ta ly tâm với tốc độ 960 vg /ph. Đối với sản phẩm C ta ly tâm với tốc độ 1450-1800 vg/ph. Máy gồm thùng quay 1 gắn với trục quay 2, trục cùng quay với thùng. Nhờ gối đỡ 3 trục được treo tự do so với thùng. Đáy máy được đậy bằng chớp nón 4 nằm trên gờ 5. Khi xã đường, chóp nón được nâng lên bằng tay. Thùng quay trong vỏ cố định 6. Máy ly tâm quay nhờ môtơ 7 qua khớp nối 8.Dừng máy bằng phanh 9. Ngoài ra trên máy còn có hệ thống ống dẫn hơi và dẫn nước để rửa đường. Thông thường trên máy ly tâm lót hai tấm lưới đồng, tấm ngoài có kích thước lỗ 5 x 5mm, tấm trong có kích thước lỗ 0.5 x 5mm. Trên ổ chặn đế tựa trục có đệm một lớp cao su cho phép trục di chuyển nhẹ nhàng quanh vị trí thẳng đứng. Đây là ưu điểm của máy ly tâm, vì nếu trục lắp cứng trong ổ đỡ khi mới cho nguyên liệu vào, nhất là trường hợp vào nguyên liệu không đều, máy đảo, làm rung sàn nhà, trục chịu lực uốn lớn. Khi nạp nguyên liệu xong máy sẽ quay êm. Dưới tác dụng của lực ly tâm mật tách ra khỏi đường non qua lưới chảy vào khoảng giữa của lưới và vỏ thùng, rồi chảy vào thùng chứa. Sau đó tinh thể đường được lấy ra để đem đi sấy. 3.2.10.4.Vận chuyển đường đến máy sấy: Đường sau khi ly tâm để xuống sàng lắc, qua gầu tải rồi vào máy sấy. a.Sàng lắc: Sàng lắc đặt ngay dưới đáy các máy ly tâm. Nhiệm vụ chủ yếu của sàng lắc là vận chuyển đường đến chân gầu tải, đồng thời đường sẽ nguội và sấy khô một phần, khi vận chuyển đường khôngh bị nát. Sàng lắc là một máng rung bằng kim loại rộng khoảng 400-700mm ghép lên những thanh rung nghiêng có đệm hai đầu bằng cao su. Sàng chuyển động lắc nhờ maniven và cần nối bánh xe lệch tâm. Tốc độ quay của bánh xe lệch tâm là 250-400 vg/ph, đường kính bánh xe khoảng 15-30 mm. Chiều nghiêng các thanh rung ngược chiều với chiều chuyển động của đường trên sàng. Góc tạo thành giữa thanh rung và chiều thẳng đứng là 16-200. Đường chuyển động trên sàng với tốc độ 0.15-0.21m/s, chiều dày lớp đường trên sàng 0.05mm. b.Gầu tải: Từ sàng lắc đường vào gầu thứ ba hoặc thứ tư kể từ dưới lên của gầu tải, để đổ vào máy sấy. Nguyên liệu làm gầu múc là sắt trắng, hoặc sắt mạ kẽm. Tốc độ chuyển động của gầu khoảng 1.5-2.0m/s. 3.2.11.Sấy: 3.2.11.1.Mục đích: 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. 3.2.11.2.Nguyên lí 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. 3.2.11.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ làm khô Kích thước hạt tinh thể của đường cát và chiều dày lớp đường Thời gian làm khô sẽ rút ngắn khi 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. 3.2.11.4.Các phương pháp làm khô 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. 3.2.11.5.Thiết bị sấy: Dùng thiết bị sấy thùng quay: : Cấu tạo gồm 2 phần la phần sấy và phần làm nguội. 3.2.12.Bảo quản đường: Mục đích: 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 3.1: Chỉ tiêu cảm quan. Chỉ tiêuYêu cầuHạng AHạng BNgoại hìnhTinh thể màu trắng, kích thước tương đối đều ,tơi, khô,không vón cụcMùi ,vịTinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt,không có mùi lạMàu sắcTinh thể màu trắng, khi pha vào nước cất cho dung dịch trong Tinh thể màu trắng ngà đến trắng, khi pha vào dung dịch nước cất cho dung dịch tương đối trongTên chỉ tiêuMứcHạng AHạng B1. Độ pol(0Z), không nhỏ hơn99,799,52. Hàm lượng đường khử, % kl(m/m), không lớn hơn0,10,153. Tro dẩn điện, %kl(m/m), không lớn hơn0,070,14. Sự giảm khối lượng khi sấy ở 1050C trong 3h, %kl(m/m), không lớn hơn0,060,07Bảng 3.2: Bảng chỉ tiêu Hóa lý CHƯƠNG 4: CHỌN THIẾT BỊ Cần cẩu Cân mía Máy băm Máy đánh tơi Máy ép Thiết bị hòa vôi Thiết bị thông SO2 lần 1 Thiết bị lắng Thiết bị lọc Thiết bị cô đặc Thiết bị nấu đường Thiết bị ly tâm Thiết bị sấy Thiết bị trợ tinh Thiết bị gia nhiệt Bệ nạp mía Thiết bị gia vôi Thiết bị thông SO2 lần 2 Băng chuyền Sơ đồ chọn thiết bị: * Chú thích: Không có số liệu thực tế CHƯƠNG 5:CHỌN ĐỊA ĐIỂM VÀ THIẾT KẾ MẶT BẰNG NHÀ MÁY 1.Thiết kế mặt bằng nhà máy: 1.1. Đặc điểm khu đất : Yêu cầu: Ngoài những yêu cầu về nhiên, nguyên, vật liệu,đường giao thông, nguồn lao động …Việc lựa chọn địa điểm đặt nhà máy phải tuân theo yêu cầu sau: 1.1.1. Địa hình : Mặt bằng phải bằng phẳng, độ dốc không quá 1 %, khu đất không trũng để tránh sự đọng và gây ngập nước trong mùa mưa, lũ. Có kích thước và hình dáng thích hợp cho việc mở rộng trong tương lai. 1.1.2. Địa chất : Khu đất cần phải tốt, không cần đến biện pháp gia cố đất. Yêu cầu đất có độ chịu lực nền 2,5 KG/cm2 trở lên, nên xây dựng nhà máy ở vùng đất đồi có mực nước ngầm thấp, tránh khu vực có khoáng sản ở phía dưới. 1.1.3. Vệ sinh công nghiệp : Khu xây dựng nhà máy phải ở cuối hướng gió chủ đạo để không ảnh hưởng đến khu dân cư, khoảng cách từ nhà máy đến khu dân cư thích hợp để sự hoạt động của nhà máy ít ảnh hưởng đến sinh hoạt của người dân. Cần trồng cây xanh để tạo bóng mát, giảm bụi, điều hoà không khí, đảm bảo sức khỏe của cán bộ công nhân viên lao động trong nhà máy. 1.2.Thiết kế mặt bằng nhà máy: Phân xưởng sơ chế - ép: Mặt bằng phân xưởng sơ chế - ép (tỉ lệ 1/100) Mặt bằng nhà xử lý mía Mặt bằng phân xưởng làm sạch (tỉ lệ 1/100) Mặt bằng phân xưởng nấu (tỉ lệ 1/100) Mặt bằng nhà máy sản xuất đường Trạm ĐiệnCây xanhBảo VệCây xanhPhòng Tiếp thịPGĐP. kháchKế Toán Xử lý nước thảiGiám ĐốcHành ChínhP.KDPhòng kĩ thuậtKho nguyên liệu. Nhà chứa hơi đốtPhân xưởng sản xuấtPhân xưởng đóng gói Kho bao bìKho thành phẩm Bãi Đậu XeKho nhiên liệu Kho phế liệuCăn tinPhân xưởng sữa chữa, máy móc thiết bịCây xanhWC  CHƯƠNG 6: TÍNH KINH TẾ Sơ đồ quản lý của nhà máy: Giám đốc pgđ kinh dOanh PGĐ NG.LIỆU PGĐ KỸ THUẬT P. TỔ CHỨC HÀNH CHÍNH TIỂU BAN ISO P.NL-ĐTƯ P.KT-C.LƯỢNG PX ĐƯỜNG P.KH-KD ĐỘI XE PX CƠ ĐIỆN P.KT-TC Một số chi phí khác : - Khảo sát thăm dò thiết kế. - Đền bù nhà cửa, hoa màu, ruộng đất thuộc khu xây dựng. - Đào tạo công nhân. - Vận hành máy móc KẾT LUẬN Từ xưa cho đến nay đường giữ một vai trò quan trọng trong công nghệ chế biến thực phẩm đặc biệt là các sản phẩm bánh, kẹo,mứt…Đường không chỉ tham gia tạo hình thái, cấu trúc, tạo vị mà còn góp phần bảo quản thực phẩm. Các chủng loại sản phẩm thực phẩm ngày càng đa dạng thì nhu cầu về đường ngày càng cao với yêu cầu chỉ tiêu chất lượng ngày càng được quan tâm hơn. Do đó, ở nưước ta, các nhà máy đường cũng đang gia tăng hoặc mở rộng sản xuất nhằm chiếm lĩnh thị phần trong nước, đáp ứng nhu cầu của các ngành sản xuất và ngưeời tiêu dùng. Vì vậy, xây dựng một nhà máy đường trong tương lai là cần thiết và có tính khả thi. Đường là một nguồn thức ăn lý tưởng cho Vi Sinh Vật nên cần phải đảm bảo nghiêm ngặt vấn đề vệ sinh trong quá trình chế biến. Cần đảm bảo vệ sinh thiết bị sạch sẽ, môi trưồng sản xuất, nhà xưởng, vệ sinh của các công nhân. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng sản phẩm tạo uy tín với người tiêu dùng tốt nhất nên áp dụng các hệ thống quản lý chất lượng cho nhà máy thực phẩm như HACCP, ISO… Hy vọng trong tương lai ở Việt Nam sẽ có nhiều nhà máy đường thu hút nhiều nhà đầu tư nước ngoài để kinh tế Việt Nam ngày càng phát triển hơn. Tài liệu tham khảo Hoàng Minh Nam – Vũ Bá Minh, Quá trình thiết bị trong công nghệ hoá học, tập 1, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 1997, 204 trang Ngô Hồng Quang, Giáo trình cung cấp điện, NXB Giáo dục, 2005, 216 trang Lê Ngọc Tú, Hoá sinh công nghiệp, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 2002, 443 trang Lê Bạch Tuyết, Các quá trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1996, 360 trang. Một số Website: HYPERLINK ""www.agroviet.gov.vn HYPERLINK ""www.tetrapak.com HYPERLINK ""www.delaval.com HYPERLINK ""www.tuchenhagendairysystems.com HYPERLINK ""www.dongnai.gov.vn