Xem mẫu
- GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG - BÁNH - KẸO
Biên soạn: TS TRƯƠNG THỊ MINH HẠNH
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - SINH HỌC
KHOA HÓA
PHẦN 1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG
MỞ ĐẦU
1. Giá trị kinh tế của cây mía:
Đường có ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng của cơ thể con người. Đường là hợp
phần chính và không thể thiếu được trong thức ăn cho người. Đường còn là nguyên liệu quan
trọng của nhiều ngành công nghiệp (CN) hiện nay như CN bánh kẹo, đồ hộp, đồ uống, CN
lên men, sữa, CN dược phẩm, hóa học v.v ... Chính vì vậy mà công nghiệp đường trên thế
giới và của nước ta đã không ngừng phát triển. Việc cơ khí hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất,
những thiết bị tự động, các phương pháp mới, vấn đê tự động hóa và tin học hóa toàn bộ dây
chuyền sản xuất ngày càng được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy đường.
Cây mía là một trong các nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp chế biến đường
và được trồng ở nhiều quốc gia trong khu vực khí hậu nhiệt đới và á nhiệt đới. Ở nước ta, mía
là nguyên liệu duy nhất để chế biến đường ăn. Mía đường là cây trồng có nhiều ưu điểm và
có giá trị kinh tế cao:
Xét về mặt sinh học:
- Khả năng sinh khối lớn: nhờ có chỉ số diện tích lá lớn nên khả năng lợi dụng ánh sáng mặt
trời trong quá trình quang hợp cao (tối đa có thể đạt 5-7%). Trong vòng 10- 12 tháng, 1ha
mía có thể cho năng suất hàng trăm tấn mía cây và một khối lượng lớn lá xanh, gốc, rễ để lại
trong đất.
- Khả năng tái sinh mạnh: Mía là cây có khả năng để gốc được nhiều năm, một lần trồng thu
hoạch nhiều vụ. Năng suất mía cây ở vụ gốc đầu thường cao hơn vụ mía tơ
- Khả năng thích ứng rộng: Cây mía có thể trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, chịu
đựng tốt các điêù kiện khắc nghiệt của tự nhiên và môi trường., đê thích nghi với các trình độ
sản xuất và chế biến.
Xét về mặt sản phẩm:
Ngoài sản phẩm chính là cây mía nguyên liệu để chế biến đường, cây mía còn là nguyên
liệu hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp của nhiều ngành công nghệp như rượu cồn, bột giấy, gỗ ép,
thức ăn gia súc, phân bón. Các sản phẩm phụ của mía đường nếu khai thác triệt để , giá trị có
thể tăng gấp 3-4 lần giá trị của chính phẩm (đường ăn).
1
- SƠ ĐỒ GIÁ TRỊ KINH TẾ CỦA CÂY MÍA
CĐY MA
Sản phẩm trên đồng ruộng Sản phẩm chế biến
cng nghiệp
( Lâ , ngọn xanh, gốc, rễ)
Thức ăn Phụ phẩm: Chính phẩm
Phđn bn
gia súc Bê, mật rỉ, bn lọc (đường)
Phđn bn
Chất đốt
Thức ăn gia súc
Rượu- cồn
2. Sự phát triển công bột giấy ường mía trên thế giới: âc sản phẩm khâc
C
Sản hảm sợi, nghiệp đ
Ấn Độ là nước đầu tiên trên thế giới sản xuất đưòng mía. Do đó danh từ đường có nguồn
gốc từ Ấn Độ “ sankara”. Vào khoảng nămvi sinh ười Ấn Độ và Trung Quốc đã biết chế
Sản phẩm 398, ng
biến mật thành đường tinh thể. Từ đó phát triển sang Ba Tư , Italia, Bồ Đào Nha, đồng thời
đã mở ra ngành CN mới là ngành CN luyện đường. Đến thế kỷ 16, nhiều nhà máy luyện
đường đã mọc lên ở Anh, Đức, Pháp.
Lúc đầu CN đường rất thô sơ, ép mía bằng 2 trục gỗ đứng, kéo bằng sức kéo trâu bò,
lắng bằng vôi, cô đặc ở chảo và kết tinh tự nhiên. CN đường tuy có từ lâu đời nh ưng bắt đầu
từ thế kỷ thứ 19 mới được cơ khí hóa từ khi Châu Âu phát hiện ra củ cải đường, nhiều thiết bị
quan trọng đã được phát minh:
- 1867, loại máy ép bằng gang 3 trục nằm ngang kéo bằng máy hơi nước được dùng đầu
tiên ở đảo Réunion ở Pháp. Sau đó cải tiến ghép nhiều trục ép và có dùng nước thẩm thấu để
nâng cao hiệu suất ép.
- 1812, ông Barrnel người Pháp là người đầu tiên dùng khí CO2 để bão hòa vôi và dùng
phương pháp lọc để loại kết tủa CaCO3. Cũng thế kỷ 19, kỹ sư Tratini người Italia đã dùng
khí SO2 để kết tủa chất không đường và tẩy màu trong nước mía.
- 1813, Howard phát minh nồi bốc hơi chân không một hiệu nên hiệu quả bốc hơi còn
thấp.
- 1820, máy ép khung bản ra đời.
- 1843, Rillieux phát minh hệ bốc hơi nhiều nôi, tiết kiệm được hơi dùng.
- 1837, Pouzolat phát minh máy li tâm truyền động ở đáy, lấy đường ở trên, thao tác
không thuận tiện. Sau đó Bessener phát minh máy li tâm kiểu thùng quay.
2
- -1867 Weston cải tiến máy li tâm truyền động ở trên, lấy đường ở dưới, hiện đang được
dùng phổ biến tại các nhà máy đường.
- 1892, máy ép 3 trục hiện đại được dùng ở Mỹ.
- 1878 máy sấy thùng quay xuất hiện, 1884 thiết bị trợ tinh ra đời.
Trong mấy chục năm nay, kỹ thuật ngành đường đã phát triển với tốc độ nhanh. Vấn đề
cơ khí hóa, tự động hóa, tin học hóa toàn bộ dây chuyền sản xuất, các thiết bị trong dây
chuyền công nghệ cũng như các thiết bị phân tích hiện đại đã được ứng dụng rộng rãi trong
các nhà máy đường. Trong 20 năm qua, kỹ thuật công nghiệp đ ường trên TG có nhiều biến
đổi quan trọng, bắt đầu từ thập kỷ 80 và tiếp tục trong nhiều năm 90. Ví dụ:
. Thập kỷ 80, Công ty Benghin- Say Pháp và công ty Teron và Eridania của Ý đã nghiên
cứuvà phát minh thiết bị, phương pháp kết tinh chân không liên tục. Năm 1982, ngà máy
luyện đường Nantes thực nghiệm thành công, đến 1984 nhà máy Elsdof ( Tây Đức) tiến hành
sản xuất và 1985 đã dùng thiết bị kết tinh liên tục của Công ty Fives Cail Babcock ( FCB) để
nấu đường. Hiện nay nhiều thiết bị nấu đường liên tục của FCB đã được dùng trong nhiều
nhà máy đường trên thế giới.
. Cùng với sự phát triển của nấu đường liên tục, các nước Đức, Pháp, Ý v.v... đã nghiên
cứu thiết bị trợ tinh chân không liên tục . Và chính Công ty Benghin- Say Pháp đã thành công
trong việc dùng trợ tinh chân không liên tục ở nhà máy đường luyện Nantes, sau đó ở nhà
máy đường củ cải Sermaize, nhà máy Gol và Bois- Rouge (Pháp), nhà máy đường Allscoff
(Anh). Hiện nay là thiết bị trợ tinh chân không liên tục MET của Công ty BMA, đã làm trọng
lượng tinh thể đường non tăng 15-30%.
3. Tình hình sản xuất mía đường ở nước ta:
Nước ta là một nước có truyền thống sản xuất đường từ lâu đời. Từ lâu, nhân dân ta đ ã
biết dùng những máy ép giản đơn như máy ép bằng đá, máy ép bằng gỗ dùng sức trâu bò kéo.
Nước mía ép được nấu ra nhiều dạng sản phẩm khác nhau: Mật trầm, đường phên, đường thô,
đường cát vàng. Ở miên Trung, nhân dân ta đ ã biết dùng lòng trắng trứng, đát bùn, vôi ... để
làm sạch nước mía, sản xuất các loại đường đặc sản như đường muỗng, đường phèn, đường
phổi, đường bông, đường bát dùng trong nước và xuất khẩu.
Trong thời kỳ Pháp thuộc, CN đường hiện đại của ta hầu như không có gì. Nước ta chỉ
có hai nhà máy đường hiện đại: Hiệp Hòa (miền Nam) và Tuy Hòa (miền Trung). CN đường
ở nước ta trong vòng 100 năm vẫn ở trong tình trạng sản xuất thủ công là chủ yếu.
Sau ngày hoà bình lập lại, dưới chế độ xã hội chủ nghĩa, CN đường hiện đại của nước ta
mới bắt đầu phát triển. Ở miền Bắc có các nhà máy đường hiện đại như: Việt trì, Sông Lam (
350Tấn mía/ ngày), nhà máy đường Vạn Điểm (1000tấnmía/ ngày). Ở miền nam có các nhà
máy đường như Quảng Ngãi, Bình Dương (1500tấn mía/ ngày), Phan Rang (350tấn mía/
ngày), và hai nhà máy luyện đường Khánh Hội (150 tấn đường thô/ngày), Biên Hòa (200 tấn
mía/ngày). Sau này mới xây dựng thêm các nhà máy như La Ngà (2000 tấn mía/ ngày).v..v
Tính đến thời điểm vụ mía 1997- 1998 cả nước có trên 250.000ha mía tăng hơn 67% so
với năm 1994 và đạt sản lượng 11,5 triệu tấn mía cây.
Về công nghiệp chế biến:
Năm 1994 cả nước mới có 12 nhà máy đường cơ giới chế biến khoảng 20% sản lượng
mía cây, phần còn lại chế biến bán cơ giới và thủ công, hiệu suất thu hồi thấp.
Thực hiện chương trình 1triệu tấn đường vào năm 2000 của chính phủ, đến vụ mía
1997-1998, cả nước đã có 35 nhà máy đường hoạt động với tổng công suất ép 50.800 tấn, tăn
gâp 5 lần so với năm 1994. Cùng với các cơ sở chế biến bán cơ giới và thủ công, tổng sản
3
- lượng chung cả nước năm đó đạt 552.000 tấn. Vào năm 2000 thì cả nước đã có 50 nhà máy
đường mía hiện đại ( trong đó có 4 nhà máy mở rộng công suất) đưa tổng công suất ép lên
93.500 tấn mía / ngày dưới nhiều hình thức đầu tư như liên doanh hay 100% vốn nước ngoài.
Ví dụ một số nhà máy đường mới xây dựng hoặc mở rông như trong bảng 1.
B ảng 1. CÁC NHÀ MÁY ĐƯỜNG MỚI XÂY DỰNG VÀ MỞ RỘNG
CNG CNG
SUẤT SUẤT
TÍN NHĂ MÂY TÍN NHĂ MÂY
(tấn ma/ (tấn ma/
ngăy) ngăy)
CAO BẰNG 700 ĐĂK LĂK 1000
TUYÍN QUANG 700 NINH HA 1250
SƠN DƯƠNG 1000 DIÍN KHÂNH 400
THÁI NGUYÊN - ĐÀI LOAN 2000 CAM RANH 3000
SƠN LA 1000 ĐỨC TRỌNG 2500
VIỆT TR 500 NINH THUẬN - ẤN ĐỘ 2500
HOĂ BNH 700 PHAN RANG 350
THANH HOÁ - ĐÀI LOAN 6000 NINH THUẬN 1000
LAM SƠN 6000 BNH PHƯỚC 2000
NNG CỐNG 1500 LA NGĂ 2000
NGHỆ AN – ANH 6000 TRỊ AN 1000
SNG CON 1250 BNH DƯƠNG 2000
SNG LAM 350 NƯỚC TRONG 900
LINH CẢM 1000 TĐY NINH - PHÂP 8000
QUẢNG BNH 1500 TH TĐY NINH 2500
THỪA THIÊN HUẾ - ẤN ĐỘ 2500 HIỆP HA 2000
QUẢNG NAM 1000 LONG AN - ẤN ĐỘ 3500
QUẢNG NGÊI 4500 BẾN TRE 1000
NAM QUẢNG NGÊI 1000 TRÀ VINH - ẤN ĐỘ 2500
KON TUM 1000 SC TRĂNG 1000
BNH ĐỊNH 1000 PHỤNG HIỆP 1250
GIA LAI - PHÂP 2800 VỊ THANH 1000
ĐỒNG XUÂN 100 KIÍN GIANG 1000
TUY HA 1250 THỚI BNH 1000
SƠN HA 3000 VẠN ĐIỂM (đường luyện) 200
EAKNỐP 500 BIÍN HA (đường luyện) 300
KHÁNH HỘI (đường luyện) 180
Như vậy, những năm vừa qua nhiều nhà máy đường hiện đại có công suất lớn được
xây dựng. Nhưng theo số liệu thống kê thì sản lượng đường sản xuất trong nước vẫn chưa
đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ nội bộ. Trong thời gian gần đây ngành đường gặp tình trạng
khó khăn do nhiều lý do khác nhau: tác động quan trọng về quy hoạch vùng nguyên liệu,
đầu tư chưa đúng mức và trọng tâm, cũng như về quản lý thị trường, từ đó dẫn đến tồn
đọng sản phẩm, nhà máy sản xuất cầm chừng, nông dân không bán đ ược sản phẩm mía
trồng dẫn đến chán đầu tư hoặc chuyển đổi giống cây trồng có giá trị kinh tế hơn, từ đó diện
tích canh tác mía bị thu hẹp.
4
- Mặc dù vậy ngành công nghiệp mía đường vẫn là một ngành quan trọng ở nước ta bởi
nó góp phần đáp ứng lượng đường tiêu thụ dùng cho khu vực và cả nước, nâng cao từng
bước mức dinh dưỡng trong khẩu phần ăn hàng ngày, tạo điều kiện cho các ngành kinh tế
khác phát triển, tận dụng đất hoang đồi trọc và đất nông nghiệp có hiệu quả thấp so với
trồng mía, tạo công ăn việc làm cho nông dân và lao động dư thừa. Góp phần nâng cao
trình độ chế biến, chuyển dần sang hình thức sản xuất đường cơ giới với công nghệ tiên
tiến, thay thế dần lượng đường tiểu thủ công nghiệp tiêu hao nguyên liệu mía gần gấp đôi
so với sản xuất công nghiệp.
4. MỘT SỐ DANH TỪ THƯỜNG DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐƯỜNG
1. Độ Bx: Độ Bx biểu thị tỉ lệ % trọng lượng các chất hoà tan so với trọng lượng nứơc mía.
Nói cách khác nó cho ta biết nồng độ các chất hoà tan có trong dung dịch nước mía hay dung
dịch đường là bao nhiêu phần trăm.
Dụng cụ để đo độ Bx là đường kế Bá linh hoặc Brix kế. Độ Bx đo được của dung dịch
ở nhiệt độ bất kì khác với nhiệt độ tiêu chuẩn của Bx kế gọi là Bx quan sát. Độ Bx cải chính
là độ Bx đã điều chỉnh từ độ Bx quan sát về nhiệt độ tiêu chuẩn của Bx kế.
2. Độ đường: Biểu thị thành phần đường sacaroza có trong dung dịch tính theo % trọng
lượng dung dịch.Tức là 100g dung dịch có bao nhiêu gam đường sacaroza.
Trong công nghiệp đường để phù hợp với yêu cầu của sản xuất và kĩ thuật người ta còn
dùng hai khái niệm sau để chỉ độ đường của dung dịch:
- Độ đường theo Pol: Pol là thành phần có trong dung dịch đường xác định trực tiếp
bằng đường kê (Polarimetre). Nó chính là thành phần đường gần đúng của dung dịch
căn cứ vào kết quả đo của phương pháp phân tích nhanh.
- Độ đường theo sac:Là thành phần đường sacaroza có trong dung dịch tính theo % trọng
lượng dung dịch căn cứ vào kết quả đo và phân tích chính xác của phòng thí nghiệm
còn gọi là phương pháp chuyển hoá. Nó loại trừ những sai số do ảnh hưởng của những
chất không phải đường gây nên trong quá trình xác định.
3. Độ tinh khiết: Độ tinh khiết chỉ mức độ trong sạch của dung dịch nước mía. Nó biểu thị
bằng % trọng lượng đường sacaroza so với trọng lượng các chất hoà tan có trong dung dịch
Độ tinh khiết càng cao biểu thị chất lượng dung dịch đường càng tốt .
Trong công nghiệp đường người ta thường dùng hai khái niệm độ tinh khiết sau đây:
- Độ tinh khiết AP: Độ tinh khiết đơn giản
Pol
AP x100
Bx
- Độ tinh khiết trọng lực:
sacc
x100 .
GP
Bx
4. Đường khử (Reducing sugar RS):Tức là đường không thể kết tinh nh ư glucoza, fructoza
...cho biết mức độ chuyển hoá của mật chè. Đường khử càng cao thi nguyên liệu càng xấu,
khó kết, kết lâu, hạt nhỏ, vì đường khử cao làm mật dẻo, đối lưu và kết tinh kém. Khi cây mía
còn non tỉ lệ RS cao và mía càng già tỉ lệ RS càng giảm. Thường khi mía chín, tỉ lệ RS chỉ
còn trên dưới 1%.
5. Chữ đường (CCS): là khái niệm về năng suất công nghiệp chỉ lượng đường thương phẩm
có thể lấy ra từ mía ở các nhà máy hay xí nghiệp chế biến đường mía.
Pol mía x tỉ lệ thu hồi
Năng suất CN =
100
5
- Năng suất CN thường đạt từ 9-13,5% (trung bình 10%).
Dưới đây là công thức tính chữ đường (CCS) ở nhà máy đường để thanh toán tiền mua
mía nguyên liệu:
5 F 3 F
3 1
CCS Pol (1 ) Bx (1 )
2 100 2 100
trong đó: Pol là pol nước mía ép đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích.
Bx: là Bx nước mía ép đầu hoặc nước mía nguyên ép bằng máy ép phân tích
F: % trọng lượng xơ trong mía
6. Chế độ nấu đường:
Là bản qui chế định rõ cách phối liệu các loại nguyên liệu, các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật
của thành phẩm, bán thành phẩm, cân đối các loại nguyên liệu.
Chế độ nấu đường còn gọi là hệ thống nấu đường: Nó vạch ra phương hướng cụ thể
cho từng nồi nấu về các chỉ tiêu sau:
- AP: Độ tinh khiết nguyên liệu, đường non.
- Dung tích cần nấu tính bằng m3.
- Độ Bx của đường non.
- Chỉ tiêu chất lượng thành phẩm:% sac, độ màu.
Lượng nước mía hỗn hợp x Pol nước mía hỗn hợp
7. Hiệu suất ép thực tế =
Lượng mía ép x Pol mía
8. Đường thô: Là một loại đường sacaroza được dùng làm nguyên liệu để sản xuất đường
tinh luyện. Chất lượng đường thô phụ thuộc vào tình hình nguyên liệu mía, trình độ kỹ thuật
của mỗi nước. Thành phần đường thô của một số nước được cho ở bảng 2
Bảng 2. Thành phần của đường thô
Chỉ tiêu Pol Nước RS Độ màu Tạp chất
(O St)
Tên (%) ( %) (%) không tan
nước (mg/kg)
Thái Lan 97,81 0,51 0,52 95,56 -
Cuba 97,60 0,65 0,33 33,32 -
Australia 97,88 0,63 0,35 33,10 -
Nam Phi 98,86 0,32 O,39 16,74 194,80
Mêhico 98,62 O,13 0,20 6,46 190.26
9. Đường RE (Refined sugar Extra): Là đường tinh luyện, là đường sacaroza được tinh
chế và kết tinh, là sản phẩm đường cao cấp, được sản xuất trực tiếp từ mía, từ đường thô hoặc
từ các nguyên liệu khác. Đường tinh luyện được dùng làm nguyên liệu cho các sản phẩm cao
cấp của CN thực phẩm. Ở nước ta có 2 nhà máy đường Biên Hòa và Khánh Hội sản xuất loại
đường này. Sau đây là thành phần chính và chỉ tiêu chất lượng theo TCVN 6958:2001:
* Các chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện, phải phù hợp với yêu cầu qui định
trong bảng 3
Bảng 3. Các chỉ tiêu cảm quan
Chỉ tiêu Yêu cầu
6
- Ngoại hình Tinh thể màu trăng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục
Mùi vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ
Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh. Khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt.
* Các chỉ tiêu lý - hóa của đường tinh luyện, phải phù hợp với yêu cầu qui định trong
bảng 4
Bảng 4. Các chỉ tiêu lý hóa
STT Tên chỉ tiêu Mức
Độ Pol, (0Z), không nhỏ hơn
1 99,80
2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,03
3 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m) không lớn hơn 0,03
Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105OC trong 3 h, % khối lượng
4 0,05
(m/m), không lớn hơn
5 Độ màu, đơn vị ICUMSA, không lớn hơn 30
* Dư lượng SO2
Sunfua dioxit ( SO2), ppm, không lớn hơn: 7
* Các chất nhiễm bẩn, mức tối đa
Asen (As) 1mg/kg
Đồng ( Cu) 2mg/kg
Chì ( Pb) 0,5 mg/kg
10 . Đường RS (Refined Sugar, White Sugar): Đường trắng, đường trắng đồn điền hay
đường trắng trực tiếp. Phần lớn các nhà máy đường hiện đại của nước ta sản xuất loại đường
này như: Lam Sơn, Việt Trì , Quảng Ngãi, Bình Định, Bình Dương, Tuy Hoà v v.. .
Thành phần chính và các chỉ tiêu chất lượng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6959: 2001
như sau:
* Các chỉ tiêu cảm quan của đường trắng: phải phù hợp với yêu cầu qui định trong bảng 5.
Bảng 5. Các chỉ tiêu cảm quan
Chỉ tiêu Yêu cầu
Hạng A Hạng B
Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục
Mùi, vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ
Màu sắc Tinh thể màu trắng. Khi pha vào nước cất cho Tinh thể màu trắng ngà đến
dung dịch trong trắng. Khi pha vào nước cất
cho dung dịch tương đối trong
* Các chỉ tiêu lý -hóa của đường trắng, phải phù hợp với yêu cầu qui định trong bảng 6.
7
- Bảng 6. Các chỉ tiêu lý - hóa
Mức
Tên chỉ tiêu Hạng A Hạng B
1. Độ Pol, (0Z), không nhỏ hơn 99,7 99,5
2. Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,1 0,15
3. Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), không lớn hơn 0,07 0.1
O
4. Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105 C trong 3h, % khối lượng 0,06 0,07
(m/m), không lớn hơn
Chương 1
NGUYÊN LIỆU MÍA
1.Thu hoạch và bão quản mía:
1.1 Mía chín:
8
- Mía chín là lúc hàm lượng đường trong thân mía đạt tối đa và lượng đường khử còn lại ít
nhất. ( cùng lúc đó tỉ lệ nước thấp, tỉ lệ xơ có phần tăng).
Các biểu hiện đặc trưng của thời kỳ mía chín là:
- Hàm lượng đường giữa gốc và ngọn xấp xỉ nhau.
- Hàm lượng đường khử dưới 1%, có khi chỉ còn 0,3%.
- Lá chuyển vàng, độ dài của lá giảm, các lá sít vào nhau, dóng ngắn dần.
- Hàm lượng đường đạt cao nhất khi thu hoạch đúng thời vụ của giống mía đó.
Khi hàm lượng đường đạt tối đa, tùy giống mía và điều kiện thời tiết, lượng đường này
duy trì khoảng 15 ngày đến 2 tháng. Sau đó lượng đường bắt đầu giảm gọi là mía quá lứa
hoặc quá chín. Ở nước ta, mía chín khi thời tiết bắt đầu lạnh và khô. Nơi nào có mùa khô r õ
ràng nhất thì dễ đạt hàm lượng đường cao hơn nơi khác. Do đó, đối với vùng có hệ thống
tưới tiêu nhân tạo, người ta thúc mía chín bằng cách ngừng tưới nước vài tuần trước khi thu
hoạch.
Cách nhận biết khi nào mía chín:
- Phán đoán theo đặc trưng ngoại hình cây mía:
. Độ lớn cây chậm dần, các dóng mía trên ngọn nhặt lại, thân cây có hiện tượng “co nhăn”.
. Lá mía khô vàng, lá xanh khoảng 6-7 lá (bình thường khoảng 8-10 lá). Lá tương đối thẳng
và cứng.
. Dóng mía bột phấn rơi, bề mặt nhẵn nhụi.
- Kiểm định nhanh trên đồng ruộng:
Dùng chiết quang kế cầm tay để xác định độ chín của mía.
Nồng độ nước mía đoạn ngọn
Mía chín =
Nồng độ nước mía đoạn gốc
Độ chín khoảng 80% là bắt đầu chín.
Độ chín trên 80% là chín tới.
Độ chín 95- 100% là chín kỹ.
Độ chín trên 100% là quá chin
(Đoạn ngọn kể từ lá khô trên cùng trở lên ngọn, đoạn gốc chỉ dóng mía thứ nhất
trên mặt đất).
- Định kỳ hoá nghiệm
1.2.Thu hoạch mía:
Trước đây việc thu hoạch mía chủ yếu bằng thủ công. Dùng dao chặt sát đất và bỏ ngọn.
Ở Cuba người ta lấy cao lên tới ngọn, người trồng mía có lợi nhưng nhà máy đường gặp khó
khăn khi sản xuất đường. Ở Inđônêxia, người ta khơi luống để chặt sát từ dóng cuối cùng.
Sau thế chiến II, công nhân thiếu trầm trọng n ên khâu đốn chặt bằng cơ giới hoá phát triển. Ở
nước ta hiện nay, việc thu hoạch mía vẫn bằng thủ công.
1.3. Sự biến đổi phẩm chất của mía sau thu hoạch
Mía sau khi chặt, hàm lượng đường trong mía giảm nhanh, gây tổn thất đường trong sản
xuất. Nguyên nhân do tác dụng hô hấp hoặc do vi khuẩn. Do đó mía vận chuyển về nhà máy
đưa ép càng sớm càng tốt.
Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng nếu mía đưa vào ép sau 8 ngày kể từ khi chặt, hiệu
suất thu hồi đường giảm 20%.
Trong thời gian bão quản mía, các chỉ tiêu quan trọng như chất khô, thành phần đường,
độ tinh khiết, hàm lượng đường khử thay đổi nhiều.
9
- 1.4. Các biện pháp hạn chế tổn thất đường khi thu hoach:
- Chặt mía khi trời rét hoặc hơi rét.
- Chặt mía cho ngã theo chiều luống mía, các cây mía gối lên nhau, ngọn cây mía này phủ lên
gốc cây mía kia nhằm giảm lượng mía bốc hơi và chống rét.
- Chất mía thành đống có thể giảm sự phân giải đường.
- Dùng lá mia thấm nước để che cho mía lúc vận chuyển và dùng nước tưói phun vào mía.
2.Thành phần hoá học của mía:
Thành phần hoá học của mía thay đổi tuỳ theo điều kiện đất đai, ph ương pháp canh tác,
loại, giống mia..v...v...
Bảng 1.1:Thành phần hoá học cây mía
Thành phần %
Đường sacaroza 12,5
glucoza 0,9 14,0
fructoza 0,6
Xơ xenluloza 5,5
Pentozan 2,0 10,0
Chất keo 0,5
Linhin 2,0
Chất chứa anbumin 0,12
N2 amit 0,07
Axit 0,21 0,4
NH 3 có vết
Xantin có vết
Chất vô SiO2 0,25
cơ K2 O 0,12
Na 2 O 0,01
CaO 0,02
MgO 0,01 0,5
Fe2O3 vết
P2 O 5 0,07
SO3 0,02
Cl vết
Nước 74,0
Tổng cộng 100
Một cách khác có thể chia trong cây mía ra thành những phần sau:
Xơ
Mía Chất tan(chất khô)
Nước Dung dịch nước mía.
Chất Đường sacaroza
hoà tan Chất không đường
chất không đường vô cơ
Chất không đường Chất không đường hữu cơ không chứa N2
Chất không đường hữu cơ có chứa N2
10
- Chất không đường Chất màu Không có N2 : caramen
hữu cơ Có N2 : melanoidin
2.1. Đường sacaroza:
Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của mía, là sản phẩm của công nghiệp sản xuất
đường, là một disacarit có công thức C12H22O11. Trọng lượng phân tử của sacaroza là 342,30.
Sacaroza được cấu tạo từ hai đường đơn là , d - glucoza và , d - fructoza. Công thức cấu
tạo của sacaroza được biểu diễn như sau:
CH2OH
CH2OH
O O
H
H H
H
O
H
OH OH
H CH2OH
OH
Hình 1.1. Công thức cấuOtạo của sacaroza
H H
OH
H
Theo công thức trên, sacaroza là , d - glucopiranozit - , d - fructofuranozit.
Sacaroza có tính ức chế rất mạnh trong việc tổng hợp Vitamin B1 trong cơ thể. Dùng
đường quá nhiều không có lợi, nhất là đối với người lao động nặng, vì nếu bổ sung vitamin
B1 không đủ, khi chuyển hoá gluxit sinh ứa lactac, dễ tăng mệt mỏi( ứa nhiều sinh ph ù).
Ngoài ra nếu ăn nhiều đường quá trong một lúc, lượng đường trong máu tăng đột ngột đến
200-400 mg % (giới hạn là 80- 120mg%), tế bào tuỷ sẽ không tạo đủ lượng insulin làm cho
việc chuyển đường glucoza thành glucogen để dự trữ ở gan và cơ, thận sẽ làm việc quá tải và
đường theo nước giải ra ngoài.
2.1.1 . Tính chất lí học cuả sacaroza:
Tinh thể đường sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu.Tỉ trọng 1,5878. Nhiệt
độ nóng chảy 186-188 0C.
Nếu ta đưa từ từ đến nhiệt độ nóng ch ảy 186-188 0C đường biến thành một dạng sệt
trong suốt. Nếu kéo dài thời gian đun hoặc đem đun ở nhiệt độ cao, đường sẽ mất nước, rồi bị
phân huỷ và biến thành caramen. Phản ứng này thường gặp khi chế biến thực phẩm ở nhiệt
độ cao: rán, nướng, xào, rang, cô đặc sản phẩm có mùi cháy khét, vị đắng.
Độ hoà tan: Đường rất dễ hoà tan trong nước. Độ hoà tan tăng theo nhiệt độ tăng. (Bảng
1..2).
Bảng 1.2: Độ hoà tan của sacaroza trong nước
Nhiệt độ Độ hoà tan Nhiệt độ Độ hoà tan
o 0
C g sacaroza/100g nước. C g sacaroza/100g nước.
0 179,20 60 287,36
10 190,50 70 302,50
20 203,90 80 362,20
30 219,50 90 415,70
40 238,10 100 487,20
50 260,10
Độ hoà tan của sacaroza còn phụ thuộc vào các chất không đường có trong dung dịch
đường (Bảng 1.3).
11
- Đường sacaroza không hoà tan trong dầu hoả, cloroform, CCl4, CS2, benzen, tecpen,
ancol và glixerin khan. Trong dung dịch ancol có nước, đường sacaroza hoà tan ít. Một gam
ancol có nồng độ 95% có thể hoà tan 0,01g đường.
Đường sacaroza còn hoà tan giới hạn trong anilin, piridin, etyl axetat, amyl axetat,
phenol và NH3.
Độ nhớt: Độ nhớt của dung dịch đ ường tăng theo chiều tăng nồng độ và giảm theo chiều
tăng nhiệt độ ( bảng 1.4).
Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng của đường sacaroza tính theo công thức:
C= 4,18 (0,2387 + 0,00173 t ) kJ/ kg độ
trong đó t: nhiệt độ
Nhiệt dung riêng trung bình của sacaroza từ 220C đến 510C là 0,3019.
Độ quay cực : Dung dịch đường có tính quay phải. Độ quay cực riêng của sacaroza rất ít
phụ thuộc vào nồng độ và nhiệt độ. Do đó rất thuận tiện cho việc xác định đường bằng
phương pháp phân cực.
20 = 66,469 + 0,00870 c - 0,000235 c2
D
trong đó c : nồng độ sacaroza trong 100ml.
Trị số độ quay cực trung bình của sacaroza là 20 = + 66,5 0
D
Chất kiềm, muối của axit yếu làm giảm độ quay cực của sacaroza. Ví dụ : tron g dung
dịch có 1 phân tử đường và 2 phân tử vôi thì độ quay cực của sacaroza là 51,8 0 chứ không
phải 66,50. Đó là do sự tạo thành canxi sacarat.
Bảng 1.3: Độ hòa tan của saccaroza trong dung dịch nước chứa các loại muối
Độ hòa tan, g sacaroza,/100g dung dịch
Nhiệt độ, Lượng
0
C muối,g/100g
KCl KBr KNO3 NaCl CaCl2
dung dịch
Error! Not a
0 219,5 219,5 219,5 219,5
valid link.
10 218,0 217,0 210,0 197,0
216,0
20 220,0
221,0
30 30 224,0
228,0
40 228,0
237,5
50 -
-
60 -
-
0 320,5 320,5 320,5 320,5
320.5
10 324,0 321.0 323,0 295,0
320,0
20 328,0 324,0 330,0 286,0
334,0
70 30 334,0 327,0 344,0 286,0
345,0
40 341,0 331,0 361,0 295,0
357,0
50 349,0 334.0 384,0 308,0
370,0
60 357,0 337,0 406,0 327,0
384,0
12
- Bảng 1.4. Anh hưởng của nồng độ và nhiệt độ đến độ nhớt của dung dịch đường
Độ nhớt, 10 -2 N.s/m2
Nồng độ, %
20OC 40OC 60OC 70OC
20 1,96 1,19 0,81 0,59
40 6,21 3,29 0,91 1,32
60 58,93 21,19 9,69 5,22
70 485,0 114,80 39,10 16,90
2.1.2 . Tính chất hoá học của sacaroza:
- Tác dụng của axit : Dưới tác dụng của axit, sacaroza bị thuỷ phân thành glucoza và
fructoza theo phản ứng :
[_H+ ]
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
sacaroza glucosa fructoza
0 O
- 93,0O
+66,5 52,5
Hỗn hợp có góc quay trái ngựơc với góc quay phải của sacaroza. Do đó phản ứng trên
được gọi là phản ứng nghịch đảo và hỗn hợp gọi là đường nghịch đảo (chuyển hoá).
- Tác dụng của kiềm: Phân tử đường sacaroza không có nhóm hidroxyt glucozit nên
không có tính khử. Khi tác dụng với chất kiềm hoặc kiềm thổ, sacaroza tạo thành sacarat.
Trong sacarat, hydro của nhóm hydroxyl được thay thế bởi kim loại. Như vậy trong môi
trường này, có thể coi sacaroza như 1 axit yếu. Phản ứng tạo thành sacarat phụ thuộc vào:
nồng độ của dung dịch, lượng kiềm và lượng sacaroza.
Trong dung dịch đậm đặc và dư kiềm, sacaroza sẽ tạo nên nhiều sacarat:
C12H22O11 + Na+ OH - HOH + NaC12H21O11
Khi tác dụng với vôi sẽ thu được các phức sacarat sau:
C12H22O11 . CaO. H2O : monocanxi sacarat
C12H22O11 . 2CaO. 2H2O : dicanxi sacarat
C12H22O11 . 3CaO. 3H2O : tricanxi sacarat
Hai dạng monocanxi và dicanxi dễ hòa tan trong nước, trong khi đó tricanxi rất ít hòa tan
trong nước nên phản ứng tạo thành tricanxi sacarat được ứng dụng để lấy đường sacaroza
khỏi rỉ đường của củ cải.
Ở môi trường kiềm loãng và dung dịch đường lạnh, hầu như không có tác dung gì.
Nếu kiềm đậm đặc, ở nhiệt độ thấp, đường cũng bị phân giải.
Ở pH từ 8 đến 9 và đun nóng trong một thời gian dài, sacaroza bị phân hủy thành hợp
chất có màu vàng và màu nâu
Trong môi trường kiềm, ở nhiệt độ cao, đường bị phân huỷ tạo ra các axit và chất
màu..v...v.. Tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH. Ở nhiệt độ sôi (trong 1 giờ) và pH = 8 - 9,
sacaroza chỉ bị phân huỷ 0,05%. Nếu cùng ở nhiệt độ trên nhưng với pH là 12 thì sự phân
huỷ đó tăng 0,5 % ( hình 1.2)
Đường bị phân hủy,%
13
1.5
1.0
- Hình 1.2 Sự phân huỷ sacaroza
Sự phân huỷ và tạo thành các sản phẩm có màu thường do những phản ứng sau:
-H2O C12H18O9 -2H2O C36H50O25 -H2O
C12H22O11 -H2O C12H20O10
Sacaroza Izosacaran Caramenlan Caramelan
Ehrlich sacaran
(không màu) (không màu)
(màu đậm)
C36H48O24 C96H102O50 (C12H8O4)n Hoặc (
-H2O -19nH2O
C3H2O) x
Caramelin Humin
(Schiff) Chất màu caramen được coi như là hợp chất humin. Đó là sự polyme hoá ở
mức độ khác nhau của - anhidrit.
- Tác dụng của enzim:
Dưới tác dụng của enzim invertaza, sacaroza sẽ chuyển thành glucoza và fructoza. Sau đó
dưới tác dụng của phức hệ enzim, glucoza và fructoza sẽ chuyển thành ancol và CO2.
men rượu
C6H12O6 2 C2H5OH + CO2
glucoza hoặc fructoza
2.2 . Chất không đường:
Trong ngành đường, người ta gọi tất cả những chất có trong n ước mía trừ sacaroza,
là chất không đường kể cả glucoza, fructoza và rafinoza.
Chất không đường trong nước mía có thể chia như sau:
- Chất không đường không chứa nitơ.
- Chất không đường chứa nitơ.
- Chất màu.
- Chất không đường vô cơ.
2.2.1. Chất không đường không chứa nitơ
2.2.1.1. Glucoza và fructoza .
Thường còn được gọi là đường khử. Khi mía còn non, hàm lượng đường glucoza và
fructoza trong mía tương đối cao. Khi mía chín, hàm lượng đó giảm đến mức thấp nhất.
Tính chất lí hoc của glucoza và fructoza
Độ hoà tan: của glucoza và fructoza tăng theo nhi ệt độ. Độ hoà tan của glucoza kém
hơn của sacaroza. Fructoza hoà tan nhiều trong nước. Độ hòa tan của một số loại đường được
trình bày ở bảng 1.5.
Bảng 1.5. Tính hòa tan của một số loại đường trong nước ở 20OC
Đường Độ hòa tan, g/100g nước
Sacaroza 204
Fructoza 375
Glucoza ( hydrat) 107
14
- Maltoza 83
Lactoza 20
Độ ngọt : độ ngọt của fructoza lớn hơn của sacaroza và glucoza. Trong mía hàm lượng
fructoza là ít nhất.
Độ quay cực: Glucoza có góc quay phải .Góc quay cực của glucoza là:
20 = 52,50 + 0,0188c + 0,000517 c2
D
trong đó c: Nồng độ glucoza trong nứơc ở giới hạn từ 0 - 35% trọng lượng, %.
Fructoza có góc quay trái, góc quay cực của fructoza là :
20 = - (91,5 + 0,133 c )
D
trong đó c: nồng độ fructoza , % trọng lượng.
Tính chất hoá học của gflucoza và fructoza :
Tác dụng của kiềm : Ở nhiệt độ thấp ( 600) trong môi trường kiềm loãng xảy ra sự
đồng phân hoá theo sơ đồ phản ứng sau: H CO
HO C H
HO C H
H C O H C OH H C OH
H C OH C OH H C OH
HO C H HO C H H2 C OH
H C OH H C OH
Manoza
H C OH H C OH
H2 C OH
H2 C OH H2 C OH
C O
Ở nhiệt độ cao và môi trường kiềm, glucoza và fructozaO thể bị H
H có C phân huỷ và tạo thành
một số sản phẩm nh ư axit lactic, axit glucosacaric, axit formic, lacton. Những axit này lại kết
H C OH
hợp với vôi tạo thành muối hoà tan. Vì vậy khi dùng vôi xấu, hàm lượng muối can xi trong
nước mía tăng. H C OH
Trong môi trường kiềm, fructoza bị phân huỷ nhiều hơn glucoza. Vì vậy, trong sản
H2 C OH
phẩm đường, lượng glucoza thường nhiều hơn fructoza.
Tác dụng của axit: trong môi trường axit, đường khử ổnructozanhất là ở pH= 3 chứ
F định
không phải bằng 7. Nhưng trong môi trường axit và đun nóng, đường khử sẽ tạo thành
oximetylfufurol và sau đó tạo thành axit levulic và axit focmic.
Tác dụng của chất oxi hoa: Glucoza chỉ tác dụng với brom trong môi trường axit và
với axit hipobromic trong môi trường kiềm. Phản ứng tiến hành như sau:
RCHO + Br2 + H2O RCOOH + 2HBr
RCHO + HBrO RCOOH + HBr
Fructoza bị oxi hoá bởi brôm ở nhiệt độ cao và thời gian dài hơn so với glucoza.
Tác dụng của nhiệt đô: Khi đun nóng ở nhiệt độ 160 - 170 0C , glucoza và fructoza bị
mất một phần nước và tạo thành glucozan và fructozan. Nếu tiếp tục đun ở nhiệt độ cao, CO2
sẽ thoát ra , còn lại là than.
15
- Đối với fructoza , ở nhiệt độ 100OC, đã bị phân huỷ nên nhiệt độ mất nước của
fructoza thấp hơn glucoza .
2.2.1.2 . Axit hữu cơ:
Trong nước mía, các axit hữu cơ có thể ở dạng tự do, muối hoà tan hoặc không tan , trong
đó axit tự do chiếm 1/3 lượng axit chung.Người ta đã tìm thấy nhiều loại axit trong nước mía
hỗn hợp như: axit.aconitic, a.xitric, a. malic, a.oxalic, a.glicolic, a.mesaconic, a.suxinic,
a.fumaric. v..v.. trong đó hàm lượng a.aconitic gấp 3 lần tổng l ượng các axit.Vì vậy, người ta
thu hồi axit này dưới dạng canxi aconitat.Ngoài ra a.oxalic là thành phần đóng cặn chủ yếu
trong thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt.
Trong sản xuất đường, axit có tác dụng chuyển hóa sacaroza.
2.2.1.3 . Chất béo:
Chất béo chủ yếu trong cây mía là sáp. Sáp thường tạo một lớp bao bọc ngoài cây mía.
Trong sản xuất đường mía, gần 60-80% sáp theo bã mía, phần còn lại tồn tại trong bùn lọc.
2.2.2. Chất không đường chứa nitơ:
Hàm lượng phụ thuộc vào mía, điều kiện đất đai, chế độ canh tác.Theo Spences và
Meade, hàm lượng chất không đường chứa nitơ bao gồm:
Anbumin và các chất tương tự 0,12%
Axit amin 0,20%
Amit 0,07%
NH 3 _
Nitrat 0,01%
Phần lớn chất không đường chứa nitơ sẽ từ cây mía chuyển vào nước mía hỗn hợp
.Đứng về quan điểm kĩ thuật, việc chuyển đó có ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. và
giảm hiệu suất thu hồi.
2.2.3. Chất màu:
Chất màu trong cây mía có thể chia làm 2 loại:
- Chất màu có trong bản thân cây mía.
- Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất đường.
* Chất màu có trong bản thân cây mía: ( phần lớn là chất màu thực vật)
. Diệp lục tố a ( C55H72O5N4Mg)
. Diệp lục tố b ( C55H70O4N4Mg)
Diệp lục tố không tan trong nước và dung dịch đường nhưng tan trong ancol và kiềm.
Do đó dễ loại ra khi làm sạch nứơc mía.
. Xantophin : Màu vàng, có công thức C40H56O24 tan trong nước và dung dịch đường. Nó
dễ bị loại ra trong quá trình sản xuất đường.
. Caroten : Màu vàng, có công th ức C40H56. Caroten không tan trong mía và dung dịch
đường.
. Antoxian: Thường gọi nhóm có màu xanh và tím dễ hoà tan. Chất màu xanh có tinh tan
được tạo thành từ antoxianidin, glucoza và các đường khác. Trong dung dịch đậm đặc,
antoxian chuyển thành đỏ tím.Theo Zerban và Frelanen thì anto xian thuộc nhóm poliphenol
và chuyển thành màu sẫm khi phản ứng với các muối sắt. Trong giai đoạn cacbonat, antoxian
bị loại hoàn toàn. Phương pháp sunfit hoá chỉ loại được một phần antoxian.
* Chất màu sinh ra trong quá trình sản xuất đường:
. Sự phân giải đường ở nhiệt độ cao kết hợp với quá trình ngưng tụ gọi là sự caramen hoá
. Chất màu là caramen.
16
- . Phản ứng giữa cacbonyl với hợp chất chứa nhiều amin được gọi là phản ứng Maillard
và chất màu là melanoidin.
. Sự phân giải đường ở nhiệt độ hơi cao và trong môi trường kiềm.
. Sự tạo thành hợp chất phức chất giữa poliphenol và ion kim loại nặng trước hết là Fe.
Đối với sản xuất đường thường gặp chất màu melanoidin, caramen và poliphenol + Fe.
. Chất màu phần lớn là hợp chất hữu cơ có nối đôi. Muốn biến thành chất không màu cần
phá vỡ nối đôi.
2.2.4- Chất không đường vô cơ:
Hàm lượng nó phụ thuộc giốn g mía, chế độ canh tác và điều kiện khí hậu. Các chất vô
cơ chủ yếu trong nước mía hỗn hợp là K2O, Na2O, SiO2,, P2O5, Ca, Mg trong đó K2O chiếm
lượng khá lớn.Trong quá trình làm sạch P2O5 có tác dụng tốt. Những chất còn lại đều là
những chất có hại trong sản xuất đường. Kali và natri là nguyên nhân tạo mật cuối. Các chất
khác như Ca, Mg, SiO2 là thành phần chủ yếu đóng cặn trong thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt.
17
- Chương 2 : LẤY NƯỚC MÍA
1. Lấy nước mía bằng phương pháp ép
Để lấy nước mía ra khỏi cây mía, hiện nay trong công nghiệp đường người ta sử dụng hai
phương pháp:
- Ép
- Khuếch tán.
Phương pháp ép vẫn được sử dụng phổ biến từ mấy trăm năm nay. Nguyên lí chung là xé
và ép dập thân cây mía nhằm phá vỡ các tế bào để lấy nước mía.
Ép mía là công đoạn đầu tiên của cả quá trình làm đường được chia làm các giai đoạn nhỏ
như sau:
- Vận chuyển, cấp mía vào máy ép.
- Xử lí mía trước khi ép.
- Ép dập.
- Ép kiệt nhiều lần.
Tổ hợp một số hệ máy ép hiện nay trên thế giới:
2K + 2R + 9R (12R)
K + S + 2R + 9R (12R)
2K + S + 12R
2K + 3R + 9R(12R)
K: Máy băm mía.
R: Trục ép
S: Máy đánh tơi.
Máy băm mía, máy đánh tơi và ép dập là các bộ phận xử lí sơ bộ mía.
1.1. Vận chuyển và cấp mía vào máy ép:
Mía được vận chuyển từ ruộng mía về bằng hệ thống đ ường sắt, đường thuỷ hoặc đường
bộ được tập kết trên bãi rộng. Mía từ bãi được chuyển dần vào để ép. Thông thường sử dụng
các phương tiện sau đây: cần cẩu hoặc cầu cẩu, xe goòng, băng xã mía, máy cào và băng
chuyền mía.
1.2. Xử lí cây mía trước khi ép:
Vỏ mía có lớp sáp, phấn. Cây mía cong, thẳng, dài ngắn khác nhau. Cho nên cần xử lí sơ
bộ trước khi ép. Sau xử lí, tính chất vật lí của mía thay đổi. Tế bào mía bị phá vỡ, mía bị băm
thành những sợi dài thích hợp cho vấn đề ép mía. Vậy mục đích của giai đoạn này là xử lý
trước khi đưa vào máy ép để tạo điều kiện ép dễ dàng, nâng cao nâng suất và hiệu suất của
công đoạn ép.
Các thiết bị xử lí sơ bộ thường dùng là: Máy san bằng, máy băm, máy đánh tơi.
1.2 1. Máy san bằng:
Máy dùng để san đều lớp mía vừa đổ xuống băng . Gồm 1 trục quay có từ 24 - 32 cánh
cong được lắp trên đoạn băng ở đoạn bằng, quay ngược chiều với chiều băng mía đi. Tốc độ
18
- quay 40 - 50 vòng/phút. Tác dụng của thiết bị này không lớn lắm, công suất tiêu hao nhiều
nên hiện nay các nhà máy đường hiện đại ít dùng.
1.2.2. Máy băm mía:
Máy băm mía không thể thiếu được trong nhà máy Đường hiện đại. Hiện nay các dao
băm thường được điều khiển bởi 2 môtơ: Môtơ điện ( hình 2.2) và tua bin hơi.
Hình 2.2: Máy băm mía điều khiển bằng môtơ điện.
Máy băm cây mía thành những mảnh nhỏ.phá vỡ các tế bào mía, san mía thành lớp dày
ổn định trên băng, nâng cao mật độ mía trên băng từ 125 - 150 Kg/m3 lên đến 250 -
300kg/m3.
Tác dụng chính:
- Nâng cao năng suất ép do san mía thành lớp dày đồng đều, mía dễ được kéo vào máy
ép không bị trượt, nghẹt.
- Nâng cao hiệu suất ép, do vỏ cứng đã được xẻ nhỏ, tế bào mía bị phá vỡ, lực ép được
phân bố đều trên mọi điểm nên máy ép làm việc ổn định và luôn đầy tải, nước mía chảy ra dễ
dàng.
* Số lượng dao băm và phương cách lắp đặt các dao băm:
Hiện nay số lượng máy băm thường không quá hai máy. Lượng ép tăng nhưng không
tăng tỉ lệ thuận với số máy băm. Một dao băm duy nhất khó có thể băm tốt hết bề d ày lớp mía
và băm vụn mía được. Theo nghiên cứu của Hugot, công suất tương đối của các hề thống ép
có số dao băm khác nhau như trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Công suất tương đối của các hề thống ép có số dao băm khác nhau
Không có dao băm Có 1 dao băm Có 2 dao băm
Công suất tương đối 1 1,15 1,20
Nếu hệ thống có 2 dao băm thì thường lắp đạt như sơ đồ hình 2.1.
19
- Hình 2.1. Cách lắp đặt hai dao băm
1.2.3 . Máy đánh tơi:
Sau khi qua máy băm mía thành lớp, còn nhiều cây mía chưa được băm nhỏ, cần được
qua máy đánh tơi để xé và đánh tơi ra để mía vào máy ép dễ dàng hơn, hiệu suất ép tăng lên.
Nếu dùng máy đánh tơi, hiệu suất ép mía có thể tăng lên 1%. Nó làm tơi mía, nhưng không
có tác dụng trích li nước mía.
Máy đánh tơi dùng đầu tiên trên thế giới do Fiske phát minh vào năm 1886. Hiện nay trên
thế giới dùng các máy đánh tơi:
- Kiểu búa ( Gruendler)
- Kiểu đĩa
- Kiểu searby
+ Máy đánh tơi kiểu searby :
Hiệu suất tăng 2,5 % với hệ máy ép 11 trục
1,25% với hệ máy ép 14 trục
10% với hệ máy ép 15 trục.
Hiệu suất trích li nứoc mía:
Có máy đánh tơi Không có máy đánh tơi
Lượng ép (Tấn mía/h) 88 87,2
Đường trong bã (%) 2,55 3,05
Hiệu suất trich li(%) 93,55 92,25
Điều kiện thí nghiệm:
1 bộ ép dập : 1066,8 2209,8 mm
4 bộ ép nát : 914,4 x 2132,6mm
+ Máy đánh tơi kiểu búa: Được sử dụng ở nhà máy đường Quảng Ngãi và Bình Dương
và được dùng phổ biến nhất hiện nay. Đây là một dạng máy đập bằng các búa xoay, lắp thành
hàng song song xung quanh trục quay bằng thép, đặt trong vỏ máy hình trụ, mặt cắt ngang
hình máng. Bên sườn trong của vỏ có gắn nhiều miếng sắt dọc theo thân máy và được coi là
các tấm kê của búa đập. Mía đi vào cửa trên của máy và ra ở cửa dưới (hình 2.2). Búa đập
quay với tốc độ khoảng 1200 vòng/phút, theo chiều chuyển động của mía. Khi lắp một máy
đánh tơi kiểu búa, tỉ lệ tế bào mía bị xé là 85%. Nếu dùng hai máy, tỉ lệ này tăng lên 95%.
Đối với dàn ép, thường dùng một máy.
20
nguon tai.lieu . vn
