Xem mẫu

  1. + Bình tụ sức có bình chứa dầu hoặc khí nén Hình 2.8: Lực nén lò xo. Hình 2.9. Lực nén thủy lực Hình 2.10. Mặt cắt một chóp nón + Bình tụ sức dầu khí nén một bên: Ngay bên cạnh chóp nón của che ép 1, đặt một bình áp lực chứa một quả bóng bơm đầy khí nitơ. Quả bóng này được phồng lên hay xẹp xuống khi pittông thủy lực nâng lên hay hạ xuống ( hình 2.11) 25
  2. Hình 2.11. Bình thủy lực dầu khí Evard có bong bóng nitơ - Ở thiết bị nén bằng dầu và khí nén, sự chuyển dịch áp lực dầu từ thiết bị nén dầu ở trục đỉnh tuân theo định luật Pascal. Dựa vào tỉ lệ giữa tiết diện của buồng dầu ở trục đỉnh và cột dầu của thiết bị nén dầu, có thể tìm được lực nén của máy ép. Sự phân bố áp lực ở các trục: + Ở trục đầu tiên, áp lực trục đỉnh là P0. Ở trục đầu mía còn gồ ghề, rỗng, khó vào trục ép nên lực ở đây không được quá lớn. + Ở trục 2 P1, lớp mía đã tương đối bằng phẳng, cần lấy nước mía nhiều hơn nên P1 > P0. Phạm vi áp lực 18- 30 T/dm3 dựa vào nguyên liệu, động lực . Các phương pháp phân phối: + Tăng áp lực dần từ đầu đến cuối. + Giảm áp lực dần từ đầu đến cuối . + Ap lực giữa các bộ trục bằng nhau. Thường dùng phương pháp thứ nhất có hiệu suất tốt. Sự phân phối áp lực ở 1 số nhà máy: Ép dập I II III 235 Kg/cm2 Van điểm 170 195 210 72 Kg/cm2 Việt Trì 60 68 64 b . Tốc độ máy ép: Tốc độ không chỉ có tác dụng hoàn thành chỉ tiêu sản xuất mà còn có tác dụng nâng cao năng suất và công suất máy ép. Tốc độ có thể biểu thị bằng 2 cách: - Tốc độ dài : V =  D n (m/phút) D: đường kính trục ép (m) - Tốc độ vòng : n = V/  D Tromp đưa ra công thức kinh nghiệm: V  18 D  n < 18/ = 5,73 v/p Đối với máy ép thông thường dùng n  5,73 v/p 26
  3. Đối với máy ép chế tạo không tốt n < 5,73 v/p Tốc độ chậm : n = 3v/p ( 6-7 m/s) trung bình : n = 5 v/p ( 8-12 m/s) nhanh : n= 7 v/p (15 m/s) Xu hướng hiện nay dùng tốc độ chậm khoảng 3 vòng/phút (trong thiết kế dùng 2,7 3 vòng/phút là được). Bố trí tốc độ các sản phẩm : Tốc độ giảm dần Tốc độ tăng dần Tốc độ bằng nhau. Hiện nay thường bố trí các trục ép sau nhanh dần. c . Năng suất của hệ máy ép: Định nghĩa : Năng suất hệ máy ép là số tấn mía ép được trong 1 đơn vị thời gian. Đơn vị là Tấn mía/ngày hoặcTấn mía/giờ. Công thức tính năng suất 0,55c ' nLD N C= f Trong đó: 0,55 : hệ số xử lí c, : hệ số xử lí sơ bộ trước khi ép. Đối với hệ ép có 2 dao băm c, = 1,15  1,20 L : Chiều dài trục (m) D : Đường kính trục ép (m). N : Số trục ép f : thành phần xơ trong mía (%). Nứơc ta : f : 11  12 %, Châu Phi : f : 15  17 % d . Công suất của hệ máy ép: Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất ép: - Trở lực ma sát giữa trục ép và mía lúc ép. - Trở lực ma sát lúc động cơ truyền lực bánh xe răng. - Trở lực ma sát giữa các gối trục (cutxinê) và cổ trục lúc máy ép làm việc. - Trở lực ma sát lúc trục đỉnh lên xuống. - Trở lực ma sát lúc mía đi qua tấm dẫn mía. Để khắc phục các trở lực trên công cần ép mía phải gồm: - Công dùng ép mía N1. - Công khắc phục ma sát giữa trục và 2 gối trục N2. - Công khắc phục ma sát của lược đáy N3 - Công khắc phục ma sát của lực truyền động N4. Công suất cần thiết của 4 bộ phận trên được tính như sau: N1 = 0,082 PD3/2 n N2 = 0,0525 PD n N3 = 3,35 D2 L n N4 = ( N1 + N2+ N3 ) 0,22 Trong đó D: Đường kính trục ép,m L: Chiều dài trục ép,m 27
  4. P: Lực nén của ổ trục đỉnh, N. N: Tốc độ vòng quay v/p. e. Hiệu suất ép: Hiệu suất ép là số liệu quan trọng để đánh giá khă năng làm việc của phân xưởng ép. Hiện nay hiệu suất ép thường đạt từ 92 - 96%. Trong sản xuất tính như sau: Hiệu suất ép thực tế Lượng nước mía hỗn hợp x Pol nước mía hỗn hợp x 100 Lượng mía ép x Pol cây mía 1.2.5. Thẩm thấu: Do đặc tính của nước mía không thể thuần túy dùng lực cơ học để lấy hết phần đường trong mía.Do đó phải dùng phương pháp thẩm thấu: mía bị ép, màng tế bào mía bị tách và tế bào bị ép lại, nước mía chảy ra.Sau khi ra khỏi máy ép, tế bào nở lại, có khả năng hút nước mạnh, nên người ta đã phun nước vào lớp bã để hoà tan đường còn lại trong tế bào và khi qua lần ép sau nước đường loãng đó lấy ra.Và làm như vậy tới khi đường được lấy ra tới mức cao nhất.  Các phương pháp thẩm thấu: -Thẩm thấu đơn: Chỉ dùng nước thẩm thấu 1 lần, 2 lần, 3 lần -Thẩm thấu kép: vừa phun nước lã vừa sử dụng lại các loại nước mía loãng để làm nước phun vào bã của các máy trước dựa trên nguyên tắc Nước nhiều đường phun vào bã chứa nhiều đường, nước ít đường phun vào bã chứa ít đường (hình 2. 12) Hình 2.12: Sơ đồ thẩm thấu kép  Các điều kiện kĩ thuật của phun nước thẩm thấu: - Lượng nước 20  30 % so với mía. Nếu nước > 30%,hiệu suất ép tăng ít nhưng do tưới nước nhiều gây ma sát trượt ảnh hưởng đến sản phẩm, và tưới nước nhiều tổn hao năng lượng. - Ap lực phun nước thẩm thấu: Ap lực phun càng lớn càng tốt vì nước dễ dàng thấm tận xuống đáy băng chuyền (2- 3 kg/cm2). - Nhiệt độ : Khoảng 45 - 470C Nhiệt độ thẩm thấu càng cao, sự chuyển động của các phân tử càng nhanh, sự hỗn hợp của các phân tử đường càng tốt.Nhưng nhiệt độ cao, sacaroza bị chuyển hoá , các chất không đường trong nước mía bị phân huỷ nhiều. Ở nhiệt độ cao bã mía bị trương nở nhiều, thể tích bã tăng nên lượng bã đi vào máy ép lớn. - Thời gian thẩm thấu: Bã mía có tính đàn hồi nên sau khi tế bào mía bị phá vỡ, nước mía thoát ra tạo thành những lỗ hổng ở trạng thái không cân bằng. Nếu thẩm thấu chậm, không khí lọt vào khó ép. Do đó cần thẩm thấu ngay sau khi nước mía ra khỏi máy ép. 28
  5. 2 . Lấy nước mía bằng phương pháp khuếch tán: Khuếch tán là một hiện tượng trong đó hai dung dịch có nồng độ khác nhau tập trung lại sát bên nhau, hoặc chẳng hạn chỉ cách nhau bởi một màng mỏng, tự trao đổi với nhau bằng thẩm thấu xuyên qua màng mỏng ấy. Nếu là hai dung dịch cùng một chất thì sự trao đổi kéo dài cho đến khi cả hai bên màng mỏng nồng độ bằng nhau. Ở nhà máy đường, khuếch tán là hiện tượng trong đó những tế bào của củ cải hay của mía ngâm vào trong nước hay trong một dung dịch có nồng độ đường thấp hơn nồng độ đường của củ cải hay của mía, nhường lại cho nước hay cho dung dịch đó một phần hay tổng lượng đường có trong đo. Phương pháp khuếch tán được dùng nhiều năm trong tất cả các nhà máy đường củ cải. Đối với mía thì phương pháp này mới được dùng gần đây. Sau thế chiến I, nhờ thành công trong việc nghiên cứu thiết bị khuếch tán liên lạc, có tác dụng thúc đẩy việc nghiên cứu hệ khuếch tán mía. Từ năm 1950 trở lại đây, nhiều thiết bị khuếch tán đ ã được dùng cho mía. Tuy nhiên việc khuếch tán củ cải và mía không hòan toàn giống nhau. Ở nhà máy đường củ cải chỉ cần dùng thiết bị khuếch tán là đủ, nhưng mía, do tính chất của mía, cần phải dùng 1 số máy ép để xử lí trước và sau khuếch tán. Qua thí nghiệm, thấy rằng khi cắt lát má và củ cải thành từng lát có kích thước tương tự và ngâm trong nước có nhiệt độ 750C, thì thời gian khuếch tán của lát mía so với lát củ cải tăng gấp ba lần. Vì vậy, cần phải có dao băm mía, máy ép dập, máy đánh tơi v.v.. để phá vỡ tế bào mía, ép một phần nước mía, sau đó dùng thiết bị khuêch tán để lấy phần nước mía còn lại. Như vậy, thiết bị khuếch tán chỉ thay thế mấy bộ trục ép ở giữa công đoạn ép n ên có thể coi đó là phương pháp kết hợp giữa ép và khuếch tán. 2.1. Sự tổ hợp các hệ khuếch tán ở 1 số nước trên thế giới: 29
  6. Hình 2.13. Sơ đồ tổ hợp của các loại thiết bị khuếch tán Các hệ khuếch tán mía của các nước khác nhau trên thế giới (hình 2.13) nói chung bao gồm việc xử lý mía, khuếch tán mía, ép nước ra khỏi bã mía và xử lý nước ép. Để xử lý mía có thể dùng máy băm mía, máy ép dập hoặc thiết bị đánh tơi hoặc có nơi dùng kết hợp các thiết bị trên. Còn để khuếch tán mía có hai hệ khuếch tán chủ yếu: Khuếch tán mía và khuếch tán bã mía . Khuếch tán mía: Cây mía được xử lý sơ bộ nhưng giữ nguyên trọng lượng và toàn bộ đường trong đó đi vào thiết bị khuếch tán. . Khuếch tán bã: Sau khi xử lý, mía được qua máy ép để ép 65- 70% đường trong mía, còn lại 30 - 35% đường trong mía đi vào thiết bị khuếch tán. Với hệ khuếch tán bã, mía được chuẩn bị tốt hơn và giảm được tổn thất đường do tác dụng của vi sinh vật hơn khuếch tán mía, thời gian khuếch tán ngắn hơn vì chỉ cân khuếch tán 30% tổng lượng đường có trong mía. 2.2 . Sơ đồ các hệ khuếch tán điển hình: Dưới đây là sơ đồ khuếch tán bã và khuếch tán mía với cách xử lý nước ép khác nhau: 2.2.1. Sơ đồ 1: Trích ly trước và xử lý nước ép Mía Máy băm mía Thiết bị đánh tơi 30 Tách nước từ Máy ép Bã Khuếch tán
  7. Hình 2.14: Trích ly trước và xử lý nước ép. 2.2.2. Sơ đồ 2: Không trích ly trước và không xử lý nước ép Tách nước từ Máy băm Ep dập Thiết bị bã ướt Mía mía 3 trục khuếch tán Nước mới Nước Nước ép Bã khuếch tán Nước ép Nước mía Đun nóng và Hình 2.15: Không trích ly trước và không xử lý nước ép. hỗn hợp cho vôi 2.2.3. Sơ đồ 3: Không trích ly trước và có xử lý nước ép. Sơ đồ 3không trích ly trước và có xử lý nước ép được trình bày trên hình 2.16 Mía Thiết bị đánh tơi Máy băm mía Tách nước từ Thiết bị bã ướt Bã khuếch tán 31 Nước mới Đun nóng và Nước ép cho vôi
  8. Hình 2.16: Không trích ly trước và có xử lý nước ép. 2.3. Một số thiết bị khuếch tán: 2.3.1.Thiết bị khuếch tán SMET Hình 2.17. Thiết bị khuếch tán của SMET Thiết bị khuếch tán của Smet ( hình 2.17) gồm có một bồn dài trong đó có một băng tải ngang được chất đầy bã mía khô với độ dày nhất định. Phía trên lớp bã mía được tưới rất nhiều nước. Phía dưới băng tải, dọc theo chiều dài băng tải là một vĩ lưới bằng thép không rỉ để lấy nước mía chảy ra từ lớp bã đã được tưới nước trên. Dưới vĩ lưới, phía dưới đáy cùa bồn có 11 hay 17 phễu hứng n ước khuếch tán đặt cạnh nhau. Nước khuếch tán thu nhận từ mỗi phễu được bơm đi trả về phếu đặt trước nó, sao cho nước khuếch tán chảy ngược từ phía cửa ra bã về cửa vào. Nghĩa là có sự trích ly bằng dòng nước ngược chiều lại. Cứ như vậy sau 9 hoặc 15 lần dung dịch nước mía được khuếch tán qua bã, nước khuếch tán cuối cùng được thu nhận ở phếu thứ nhất ngay đàu vào và được mang đi gia nhiệt trước khi đi công đoạn tiếp theo. Còn bã ướt, sau khi ra khỏi thiết bị khuếch tán được qua bộ phận xử lý bã và nước ép sau khi xử lý được đưa trở về thết bị khuếch tán làm nước tưới bã. 2.3.2. Khuếch tán BMA: Thiết bị khuếch tán BMA được sử dụng để lấy nước mía bằng 2 cách là khuếch tán mía (hình 2.18) và khuếch tán bã (hình 2.19). Đó là những máng nằm ngang hình chữ nhật đáy có lưới sàng dính liền và một hệ thống dây xích đặc biệt được thiết kế để đảm bão 32
  9. việc trích ly nước mía một cách triệt để. Một ưu thế của thiết bị khuếch tán loại này là có lắp đặt 2 hàng vis khuấy đảo (hình 2.20) để tăng cường hiệu suất trích ly nước mía. Hình 2.18. Sơ đò khuếch tán mía của BMA Hình 2.19. Sơ đồ khuếch tán bã mía của BMA 33
  10. Hinh 2.20. Bên trong của một thiết bị khuếch tán BMA - vis khuấy đảo 2.4. So sánh phương pháp ép và khuếch tán: + Hiệu suất ép : Hệ máy ép cồng kềnh, tiêu hao năng lượng lớn và công suất lớn. Phương pháp ép không thể lấy hoàn toàn nước mía trong cây mía vì trong quá trình ép, bã mía có khả năng hút lại những phần nước mía đã ép lại. Hiệu suất ép chỉ đạt 97%. Hiệu suất lấy nước mía bằng phương pháp khuếch tán đạt 98  99%. + Về tổng hiệu suất thu hồi đ ường: Qua nghiên cứu tổng hiệu suất thu hồi đường 2 phương pháp trên ở một số nước như Péru, Nam Phi..v..v..người ta kết luận: Hiệu suất thu hồi đường bằng phương pháp khuếch tán tốt hơn phương pháp ép (hình 2.17). Phương pháp ép Phương pháp khuếch tán Hình 2.21: Sự phân bố thành phần đường (Pol) của phương pháp ép và khuếch tán. + Về tiêu hao năng lượng : 34
  11. Theo tài liệu Ai Cập, năng lượng tiêu hao cho 1 hệ khuếch tán 2000 tấn/mía ngày là 132.480W. Với công suất trên, tiêu hao năng lượng cho bộ máy ép phải là 438.160W. Do đó dùng phương pháp khuếch tán tiết kiệm được 305.680W. Theo Bairov, 1 phân xưởng ép có 18 trục, nếu thay một thiết bị khuếch tán có thể giảm được 9 trục. Hiệu suất lấy đường cao hơn, cứ 100kg mía tăng được 0,5kg đường thu hồi. Một nhà máy đường năng suất 4000tấn mía/ngày. Nếu tăng thêm 2 thiết bị khuếch tán thì có thể xử lí 8000 tấn mía/ngày mà công suất chỉ cần tăng không quá 515.400 W. + Vốn đầu tư: Theo tài liệu của công ty BMA (Đức), vốn đầu tư của nhá máy đường dùng phương pháp khuếch tán với công suất 500 tấn mía/ngày có thể giảm 30% vốn đầu tư so với nhà máy đường dùng phương pháp ép. So sánh vốn đầu tư của nhà máy 1500 tấn/ngày theo phương pháp khuếch tán so với phương pháp ép: - Hiệu suất lấy đường tăng 2,5% . - Tổng thu hồi đường tăng 1,24% - Tỉ lệ đường thành phẩm trên mía tăng 0,61%. - Số lượng đường tăng trong 1 vụ là 32.635tấn/vụ. - Chi phí vốn đầu tư giảm 3-5% tức là 129.462 đôla. - Tiết kiệm điện và nhiệt 30%. - Tiết kiệm lao động 50%, tiết kiệm bao bì 50%. + Tồn tại của 2 phương pháp: Phương pháp khuếch tán: - Tăng nhiên liệu dùng cho bốc hơi. - Tăng chất không đường trong nước mía hỗn hợp, do đó tăng tổn thất đ ường trong mật cuối. Phương pháp ép: - Trục ép là thiết bị thô kệch nặng nề. Lõi trục ép làm bằng thép hợp kim đắt tiền. Giá tiền chế tạo, sửa chữa, bão dưỡng nhiều. - Tiêu hao nhiều năng lượng. - Tổng hiệu suất thu hồi ít. Từ những so sánh trên cho thấy phương pháp khuếch tán có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp ép. 35
  12. Chương 3: LÀM SẠCH NƯỚC MÍA 3.1. Mục đích của làm sạch nước mía: Thông thường nước mía hỗn hợp (NMHH) có nồng độ chất khô hoà tan Bx = 13 -15%. Độ tinh khiết của nước mía hỗn hợp AP = 82 85%. - Ngoài đường sacaroza, trong NMHH còn những chất không đường có tính chất lí hoá khác nhau, trong đó chất keo chiếm 1 tỉ lệ đáng kể (0,03 - 0,5%). Khi thao tác không bình thường, ví dụ, ở nhiệt độ cao, chất không tan biến thành chất tan, và như vậy làm tăng hàm lượng keo trong dung dịch.  Hoạt động của vi sinh vật trong nước mía cũng tạo nên các chất keo khác nhau, đặc biệt levan và dextan.  Chất keo gây nhiều ảnh hưởng không tốt đối với sản xuất đường: lọc nước mía, phân mật và kết tinh đường khó khăn, nước mía có nhiều bọt, giảm hiệu suất tẩy màu, tinh chế đường thô khó khăn - Sự có mặt của những chất không đường trong nước mía dẫn đến sự bốc hơi, kết tinh đường khó khăn và không kinh tế. - Chất không đường làm tăng độ hoà tan của đường sacaroza, tăng mật cuối, tăng tổn thất đường trong mật 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. - Loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía. 3.2. Cơ sở lí thuyết của làm sạch nước mía: 3.2.1. 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 đổi pH có tác dụng sau: 36
nguon tai.lieu . vn