1. Trang Chủ
  2. Hoá dầu
  3. PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA

PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA

Phương pháp này người ta dung luuhuynh dưới dạng SO2 để làm sạch nước mía. phương pháp sulfite có thể chia làm 3 loại: · Phương pháp sulfite acid: thông SO2 vào nước mía đến PH ạcid và thi được sản Phẩm đường trắng đây là Phương pháp có nhiều ưu điểm nên được dùng rộng dải trong cong nghệ sản xuất đường • PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA (SO2 PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA (SO2) I. Phương pháp này người ta dung luuhuynh dưới dạng SO2 để làm sạch nước mía. phương pháp sulfite có thể chia làm 3 loại: • Phương phá

Thể loại Tài liệu miễn phí Hoá dầu

Số trang 29

Ngày tạo 8/30/2018 1:04:28 AM +00:00

Loại tệp DOCX

Kích thước 0.17 M

Tên tệp

Tải PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA (.pdf)

Xem mẫu

  1. • PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA (SO2 PHƯƠNG PHÁP SULFITE HÓA (SO2) I. Phương pháp này người ta dung luuhuynh dưới dạng SO2 để làm sạch nước mía. phương pháp sulfite có thể chia làm 3 loại: • Phương pháp sulfite acid: thông SO2 vào nước mía đến PH ạcid và thi được sản Phẩm đường trắng đây là Phương pháp có nhiều ưu điểm nên được dùng rộng dải trong cong nghệ sản xuất đường • Phương pháp sulfite kiềm mạnh: là trong quá trình làm sạch nước mía có một giai đoạn tiến hành ở PH cao hiệu quả làm sạch tương đối tốt đặc biệt với loại mía xáu và những loại mía bị sâu bệnh nhưng ro sự Phân hủy đường tương đối lớn màu nước mía đậm tổn thất đường nhiều nên hiện nay không còn sử dụng nữa • Phương pháp sulfite kiềm nhẹ: PH 8→9 đặc điểm là chỉ tiến hành thông SO2 vào nước mía không thông SO2 vào mật chè và sản Phẩm đường thô. Sau đây là sơ đồ công nghệ của Phương pháp sulfite acid: Nước mía hổn hợp được đun nóng lần thứ nhất đến nhiệt độ từ 55→60 0C thông SO2 lần thứ nhất đến PH 3.4→3.8 trung hòa bằng Ca(OH) 2 đến PH 6.8→7.2 đun nóng lần thứ hai đến nhiệt độ 102→105 0C tiếp tục đi vào thiết bị lắng trong thiết bị lắng chia làm 2 PHần: PHần 1 nước mía trong, PHần thứ 2 nước bùn nước bùn thì được lọc ép và thu được nước lọc trong và bùn nước lọc trong được đua vào nước mía trong đ ể tiếp tục đun nóng lần thứ 3 ở nhiệt độ 110→115 0C sau đó cô đặc và thông SO2 lần thứ 2 đến PH 6.2→6.6 sau đó lọc kiểm tra và thu được mật chè trong Sơ đồ của Phương pháp sulfite kiềm mạnh:
  2. Đặc điểm của Phương pháp này là dùng 2 điểm PH: PH trung tính 7 và PH kiềm mạnh 10.5→11 do dùng PH kiềm mạnh nên co thể loại được B2O5, SiO2, Al2O3,Fe2O3,MnO, nhưng điều kiệm công nghệ của Phương pháp này chưa ổn định. Quy trình như sau: nước mía hỗn hợp được đun nóng lần thứ nhất đến 60→65 0C trung hòa bổ sung đồng thời SO2 và Ca(OH)2 sau dó chung ta cho vôi đến PH 10.5→11 sau đó lọc ép được nước bùn và nước mía có tính kiềm, nước mía có tính kiềm sẻ đi tiếp vào quá trình là sau đó trung hòa đến PH 7.4→7.6 với bổ sung thêm Ca(H2PO4)2 và SO2 sạu đó đun nóng lần thứ 2 đến nhiệt độ 100→102 0C rồi lắng trong quá trình lắng được nước bùn, nước bùn được trộn ngược trở lại với nước mía hỗn hợp tiếp sau quá trình lắng là thu đươc nước mía trong thì chúng ta bốc hơi và thông SO2 lần thứ 2 và thu được mật chè Sơ đồ công nghệ của Phương pháp sulfite kiềm nhẹ: Đây là Phương pháp để sản xuất đường thô so vối Phương pháp vôi thì hiệu quả thông đường tôt hơn nhưng thiết bị và thao tác Phức tạp hơn, hóa chất tiêu hao nhiều hơn nên hiện nay ít dùng Quy trình như sau: nước mía hỗn hợp được cho vào thùng cho vôi và thêm Ca(OH) 2 đến PH 8→9 đun nong 50→60 0C sau đó chúng ta cho vào thung chung hòa và sục SO2 vào để đạt PH 7→7.2 đun nóng đến 100→105 0C sau đó chung ta cho vào thùng lắng nước mía trong và mang đi cô đạc khi đến thùng lắng thì chúng ta có nước bùn chúng ta sẻ loc ép, lọc ép thì được nước lọc trong và bùn bùn thì bỏ đi còn bùn thì đêm vào quá trình cô đặc và cuối cùng được mật chè trên cơ sở của Phương pháp sulfite kiềm nhẹ hiện nay trên sơ đồ công nghệ của một số nhà máy đường có thêm giai đoạn thông SO 2 lần thứ 2 nước mía hỗn hợp được đun nóng lần thứ 2 đến nhiệt độ 70→75 0C sau đó trung hòa PH 9→9.5 thông SO2 lần thú nhất đến PH 7→7.2 đun nóng lần thứ 2 đến nhiệt độ 100→102 0C sau đó chúng ta tản hơi và lắng lắng thì chúng ta đ ược nước l ắng trong trong quá trình lắng còn được nước bùn nước bùn thì chúng ta trộn với bả chúng ta lấy vụn bả mía từ bên ngoàitrôn vào và lọc chân không trong quá trình lọc chân không ta thu
  3. được nước lọc trong và bùn bùn thì đem bỏ đi con nước lọc trong thì đưa vào nước lắng trong sau đó chung ta đi vào lưới gạt bọt và bôc hơi nhiều nồi thông SO2 lần thứ 2 để PH đạt 6.2→6.4 và thu được mật chè ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP SUNFIT HÓA II. Trình bày về lượng vôi: 1. Cho vôi sơ bộ : nước mía hỗn hợp thường được cho vôi sơ bộ đến PH a. 6.4→6.6 trước hết vôi có tác dụng trung hòa nước mía và ngưng tụ keo trước khi có nước nóng trong nước mía có rất nhiều loại keo với PH đẳng điện khác nhau cần xác định chỉ số PH thích hợp để ngưng tụ được nhiều keo đồng thời không làm ảnh hưởng tới quá trinh chuyển hóa và phân hủy đường sau đó là do tác dụng của Ca2+ đối với chất nguyên sinh trong tế bào sinh vật nên vôi còn có tác dụng làm ức chế sự phát triển của VSV. Cho vôi trung hòa: lượng vôi cho vào được quyết định bởi tính acid c ủa b. nước mía và nồng độ SO2 có trong nước mía mặt khác khi cho vôi vào nước mía cần đảm bảo chất lượng của vôi giảm PHần tạp chất trong vôi, vôi hòa tan đều trong nước lượng vôi dùng khoãng 0.2→0.3 so với trọng lượng mía ép thứ tự cho vôi vào mước mía đóng vai trò quan trọng cho vôi trước hoặc thông SO 2 trước là một vấn đề đang được nghiên cứu theo hoonick nếu hàm lượng P2O5 trong nước mía nhỏ hơn 150mg/l thì lượng chất như Fe 3+, Al3+ nhỏ hơn 120mg/l SiO2 nhỏ hơn 800mg/l thì tốt nhất là thông SO2 trước rồi thông vôi sau trong các nhà mày đường hiện đại thì người ta hay dùng Phương pháp thông SO2 trước và thông vôi sau thứ tự cho vôi và SO2 có thể tiến hành theo 3 cách: Cho vôi trước thông SO2 sau:  Ưu điểm: sau khi đun nóng lần thứ nhất thì cho vôi đến PH 9 thì chúng ta tạo đi ểm ngưng tụ của keo và có thể khống chế nhiều điểm ngưng tụ của keo Nhược điểm: có 3 nhược điểm:
  4. • Nước mía có tính kiềm làm đường khử bị phân hủy tạo muối canxi hòa tan như vậy làm tăng hàm lường canxi trong nước mía trong • Trong môi trường kiềm thì sự kết tủa của CaSO 3 có tính xốp dể bị thủy Phân có dung tích lớn lắng chậm lọc khó và cần diện tích lọc tức là trong môi tr ường kiềm thì sự kết tủa của CaSO3 là không ổn định và sẻ ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình lọc • Khi cho vôi vào một lượng nhất định không thể nâng cao cường độ hoặc nồng độ luuhuynh và SO2 quá nhiều bơi vì nó sẻ tạo thành CaSO3 là một dạng muối hòa tan Thông SO2 trước cho vôi sau:  Ưu điểm: • trong môi trường acid sự tao kết tủa CaSO3 rắn chắc lắng tốt lọc dể dàng • Nếu cho ở nhiệt độ cao hiện tượng Phân hủy đường khử không nhiều màu sắc của nước mía tương đối tốt • Chỉ số PH của nước mía tương đối thấp có thể loại PHần lớn các chất không đường hưu cơ sau đó cho vôi vào đến PH gần trung tính thì một PHần chất keo mới có thể bị ngưng tụ hoặc là có thể ngung tụ được một PHần chất keo Nhược điểm: nước mía có tính acid mạnh do đó một PHần saccalose chuyển hóa thanh glucose và fluctose Thông SO2 và cho vôi đồng thời:  Ưu điểm: nếu không chế tốt hiện tượng chuyển hóa và Phân hủy đường Nhược điểm: Khó không chế chỉ số PH của nước mía và dể gây hiện tượng quá kiềm( các loại đường bị Phân hủy) hoặc quá acid ( saccalose bị chuyển hóa) bị nghịch đảo tác dụng ngưng tụ của keo không tốt bằng 2 Phương pháp trên 2.Chỉ số PH trung hòa
  5. 3.Nhiệt độ 4.Thông SO2 CHỈ SỐ PH TRUNG HÒA VỚI PHƯƠNG PHÁP SO2 III. Trong Phương pháp SO2 việc khống chế chỉ số PH trung hòa là một vấn đề rất quan trọng, nó ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình làm sạch và thu hồi rượu, để việc tạo kết tủa CaCO3 hoàn toàn cần tránh hiện tượng quá axit vì sẽ tạo ra Ca(HSO3)3 hòa tan và do đó nếu ở nhiệt độ cao thì Ca(HSO 3)2 sẻ phân ly , đóng cặn ở các thiết bị truyền nhiệt và bốc hơi. Nếu nước mía có tính kiềm, đường khử sẽ bị phân hủy, tăng màu sắc của các axit hửu cơ, tăng lượng muối Ca có trong nước mía. Mặt khác, trong môi trường kiềm do tính chất thủy phân của kết t ủa CaSO 3 nên sẽ tạo ra dung dịch lớn hơn, tăng lượng bùn lọc và do đó tăng diện tích lọc , tăng chi phí, tăng công suất cho máy ép. Để tránh hiện tượng trên cần khống chế PH lắng trong khoảng xấp xỉ 7. Do tính chất và thành phần nước mía luôn thay đổi nên cần thí nghiệm tìm chỉ số PH thích hợp. Nếu có được trị số PH thích hợp thì hiệu quả làm sạch sẽ tốt. CaO trong nước mía sẻ ít và màu sắc trong nước mía sẽ nhạt hơn. Muốn xác định chỉ số PH thích hợp cần tiến hành thí nghiệm sau: Cho nước mía đả thông SO2 vào ống nghiệm,sau đó cho vôi đến các trị số PH 6.6, 6.8, 7, 7.2, 7.4, 7.6…..vv.sau đó đun nóng lần thứ 2 và phân tích nước mía vừa thu được đó,qua phân tích nếu thấy đường khử ít bị phân hủy, lượng CaO ở nước mía trong ít , màu sắc nhạt, lượng bùn ít và lắng, …vv. Tức là ống nghiệm đó có trị số PH thích hợp. Trường hợp PH cao,màu sắc nước mía bị sẫm nhưng đường khử không bị Phân hủy thì màu sắc đó do bản thân nước mía gây nên. Đến khi thông SO2 lần 2 có thể tẩy màu được. Muốn khống chế PH ở 7 thì PH trung hòa phải lớn hơn 7(tức là nằm ở PH 7.2) vì từ giai đoạn trung hòa đến lắng , chỉ số PH giảm 0.2 đến 0.3
  6. Nhiệt độ: nhiệt độ đun nóng lần một là 55 đến 750C, tác dụng như sau: • Làm mất nước của chất keo ưa nước tăng nhanh quá trình ngưng tụ keo • Tăng nhanh tốc độ phản ứng hóa học theo honic thì hiệu suất hấp thụ SO2 tốt nhất ở nhiệt độ 750C • ở nhiệt độ càng cao sự hòa tan các muối CaSO3, CaSO4 giảm ,nhiệt độ kết tủa càng diển ra hoàn toàn hơn khi thông SO2 ít tạo ra hiện tượng quá bảo hòa giảm độ cặn ở thiết bị bốc hơi và truyền nhiệt. Nhiệt độ đun nóng lần thứ hai thường là 100 đến 1050C , nếu nhiệt độ quá cao nước mía sôi quá trình lắng sẽ diển ra chậm hoặc không tốt. Tác dụng của đun nóng lần thứ hai là giảm độ nhớt tăng nhanh tốc độ lắng. Trong phương pháp sunfit hóa việc thông SO2 chia làm hai lần: • lần thứ nhất trước khi cho vôi của phương pháp SO2 acid. Tạo chất kết tủa có tính hấp phụ, có thể hấp thụ các chất khồng đường, các chất màu kết tủa, SO2 có thể dùng ở dạng lỏng hoặc khí. Quá trình điều chế SO 2 các nhà máy đường ở nước ta đều dùng SO2 ở dạng khí đốt S sẻ được SO2, để đảm bảo phẩm chất SO2 tiêu chuẩn của S phaỉ như sau:H2O 0.1%,tro 0.1%,hắt ín 0.1%, accen 0.05%, chất không cháy 1%, nếu S chứa nhiều accen khi đốt sẻ tạo thành S 2O3. Ở 2500C S nóng chảy, bốc cháy cho màu xanh lam. Một kilogram S khi cháy tỏa ra một l ượng nhiệt là 22.7 kilocalo. Phương trình: S + O2 → SO2 Trọng lượng không khí cần thiết để đốt S gấp 1/3 trọng lượng S ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ CỦA PHƯƠNG PHÁP CO2 IV. Tiếp theo tôi sẽ trình bày về điều kiện công nghệ của phương pháp CO 2 thông thường hay là phương pháp (CO2)2, sục (CO2)2 và (SO2)2. Tôi sẽ trình bày về 3 ý lớn: Cho vôi sơ bộ. - Quá trình thông CO2 lần 1. - Quá trình thong CO2 lần 2. - 1: Quá trình sơ bộ:
  7. Cho vôi sơ bộ thì phụ thuộc rất nhiều vào thành phần và pH của nước mìa hỗn hợp. Thường người ta cho vôi khoảng 0.2% so với lượng nước mía hỗn hợp. Tác dụng c ủa vôi là làm trung hòa nước mía, làm đông tụ và kết tụ acid hữu cơ và chất keo. Như vậy thì quá trình làm trung hòa nước mía nó sẽ làm giảm sự chuyển hóa đ ường. Còn quá trình làm đông tụ và kêt tụ acid hữu cơ cũng như chất kéo thì nó làm giảm độ nhớt của dung dịch. Như vậy khi làm giảm đô nhớt của dung dịch thì nó sẽ tạo điều kiện cho quá trình ép lần 1 diễn ra dễ dàng hơn, chúng ta thấy đươc lọc ép lần 1 là quá trình thông CO2 lần 1. Đ ồng thời việc bổ xung thêm vôi s ẽ giúp cho vi ệc vôi k ết hợp với CO2 trong việc thông CO2 lần 1 để tạo phức, khả năng hấp phụ chất màu, làm giảm độ màu của nước mía sau quá trình thông CO2 . Tiếp theo ở nhà máy đường sử dụng củ cải đường làm nguyên liệu chính, người ta cho chảy một lượng nước đường nhất định đã thông CO2 lần . Tức là người ta thông CO2 lần 1 rồi người ta lấy lượng nước đường lần 1 quay ngược lại quá trình để tạo ra nhân kết tủa cho quá trình gia vôi sơ bộ. Ở đây có một nhược điểm: Như chúng ta đã biết trong nước mía có đường khử do mình chưa loại đường khử bằng phương pháp hấp phụ với CaCO3 . Đồng thời trong quá trình nước mía quay ngược trở lại quy trình thí cái lượng kiềm của nó tương đối cao tại vì thông CO 2 lần 1 mình chưa trung hòa hoàn toàn được cái nước mía va pH khoảng 10.5 – 11.3. Môi trường kiềm s ẽ thúc đẩy quá trình và tạo điều kiện cho quá trình phân hủy đường khử nên rất ít đ ược sử dụng nên quá trình hoàn lưu 1 phần nước đường khử từ quá trình thông CO 2 lần 1 rất ít được sử dụng Ở đây có 1 lợi ích là giúp cho quá trình lọc và lọc sơ bộ diễn ra nhanh hơn. Ch ứ còn chúng ta bị mất đường và tạo thêm những chất không đường khác…Nên phải xem xét lượng nước mia sau quá trình CO2 lần thứ nhất để hoàn lưu ngược trở lại quy trình.
  8. • PHƯƠNG PHÁP CACBONATE HÓA (CO2) PHƯƠNG PHÁP CACBONATE HÓA (CO2) V. Đây là một Phương pháp có nhiều ưu điểm và được dùng rất là nhiều trong những quốc gia sản xuất đường trên thế giới. Về phân loại phương pháp CO2 có 3 Phương pháp: • Thông CO2 một lần • Thông CO2 chè trung gian • CO2 thông thường là Phương pháp mà ở đó CO2 được thông 2 lần và SO2 được thông 2 lần Sơ đồ công nghệ của Phương pháp CO2 một lần • Thông CO2 một lần : hiện nay ngươi ta ít dung Phương pháp này Nước mía hổn hợp được đun nóng lần thứ nhất đến nhiệt độ 50 →55 0C rồi sau đó cho vôi vào trước sau khi cho vôi vào với độ kiềm từ 300 đến 500 CaO/l thì chúng ta sẻ thông CO2 đi vào thiết bị xông CO2 sau đó chúng ta ép lọc và thông SO2 đến PH 7 và đun nóng lần 2 đến 100 0C sau đó chung bốc hơi và thu được mật chè. Ưu điểm : chỉ cần thông CO2 một lần và cho toàn bộ sữa vôi vào trong nước mía một lần ( thiết bị đơn giản)
  9. Nhược điểm:  • nước mía chi đi qua một điểm đặc biệt duy nhất vì vậy sẻ loại được ít chất không đường • Vì sục CO2 sau khi cho vôi nên đầu tiên vôi sẻ tạo Phức với đ ường, Phức này làm giảm khả năng hòa tan CO2 vì nếu như không tạo Phức với đường thì CO 2+ Ca(OH)2 (vì CaO + H2O →Ca(OH)2) làm tăng khả năng hòa tan của CO 2 tuy nhiên nêu như mình cho vôi vô trước thì vôi sẻ Phản ứng với đường trước đ ể tạo Phức giữa vôi với đường trước khi tạo thành giữa vôi với đường thì việc tạo thành Ca(OH) 2 sẻ ít đi, sẻ làm giảm Phản ứng giữa Ca(OH)2 + CO2 như vậy CO2 sẻ có xu hướng thoát ra bên ngoài vì lượng CO2 thoát ra ngoài nhiều sẻ làm ảnh hưởng tới lượng CO 2 có trong sản Phẩm và tạo ra rất nhiều bọt cho sản Phẩm bởi vì CO 2 có khuynh hướng thoát ra ngoài nhiều Sơ đồ công nghệ của Phương pháp CO2 chè trung gian.  Nước mía hỗn hợp đun nóng tới 1030C ±30C sau đó cho vôi sử dung Ca(OH)2 đạt được PH 7.2→7.9 sau đó thực hiên quá trình bốc hơi để tạo chè trung gian v ới đ ộ rít t ừ 35→40 độ rít công đoạn từ nước mía hỗn hợp tới chè trung gian là công đoan tao ra nước chè trung gian và chè trung gian. Sau đó chúng ta tiến hành thông CO2 Thông CO2 lần một chúng ta thông CO2 kết hợp với thông Ca(OH)2 để đat được Ca(OH)2 PH 10.5→ 11 sau đó lọc ép lần thứ nhất, sau khi l ọc ép lần thứ nhất chúng ta tiến hành thông CO2 lần thứ hai ở PH 7.8→ 8.5 sau đó chúng ta đun nóng 75 tới 80 0C và tiến hành lọc ép lần thứ hai sau khi lần lọc ép lần thứ hai thông SO2 lần thứ nhất để đạt
  10. PH 7→ 7.2 rồi sau đó bốc hơi để đạt độ rít từ 55→60 độ rít, sau đó thông SO 2 lần thứ hai để thu đươc PH 6→ 6.6 rồi sau đó kiểm tra để thu được mật chè trong Đăc điểm của Phương pháp này là khi đún nóng đến 1000C bốc hơi đến nồng độ mật chè khoãng 35→40 độ rít thì nước mía hỗn hợp mới dược sử lí bằng Phương pháp CO2 thông thường Khi cô đặc nước mía tới nồng độ cao thì hàm lương chất không đường trong nước mía tương đối tập chung Phản ứng tương đối hoàn toàn do đó chung ta tiết kiệm đ ược hóa chất, loại được nhiều chất không đường, trong thiết bị ít đóng cặn. ( vd 1: bạn có 10 Phân tử tạp chất dung dich ban đầu 5lít thì sự Phân tán làn 10/5. Vd 2: còn nếu như bạn cô đặc lại từ 5lít xuống còn 2lít với lượng chất không đường vấn là 10 Phân t ử thì 10÷2=5 còn vd1 10÷5=2 tức là trên 1lít dịch nếu như 10/5 túc là thể tich ban đ ầu c ủa bạn là 5lít thì trên 1lít bạn sẻ có 2 Phân tử tạp chất còn nếu như bạn cô đặc lai còn 2lít thì trên 1lít thể tích dịch của bạn sẻ có tới 5 Phân tử tạp chất) Như vậy sự đâm đặc của tạp chất càng nhiều, càng cao như vây mình cho một l ượng nhỏ síu Ca(OH)2 và CO2 ít thôi thì minh vẩn có thể kết tủa hết được PHần tạp chất đó thứ hai nữa là sự Phân tán kết tủa mình thu được vd như sự tập chung c ủa t ạp ch ất đậm đặc thành ra khi Phản ứng gom thành một khối lớn dể dàng lắng xuống , dể dàng loại ra còn nếu như nó Phân tán quá thì tủa nó nhỏ thì lúc đó mình rất khó lọc và thiết bị lọc của mình sẻ bị ngẹt. Một vấn đề nữa chúng ta cần xem xét là chúng ta chưa xác dịnh được nồng độ chè chung gian thích hợp và lượng đường tổn thất trong bả bùn,còn trong bùn sau quá trình lọc còn rất là nhiều SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRONG PHƯƠNG PHÁP CACBONAT HÓA VI. Sơ đồ công nghệ của phương pháp chè CO2 trung gian
  11. PH 7.2 đến 7.9 Sử dụng Ca(OH)2
  12. Đặc điểm của phương pháp này là khi đun nóng đến 1000C bốc hơi đến mật chè khoảng 35 đến 40 0 prit thì nước mía hổn hợp mới được xử lý bằng phương pháp thông CO2 thông thường. Khi cô đặc nước mía đến nồng độ cao thì hàm lượng chất không đường trong nước mía tương đối tập trung phản ứng tương đối hoàn toàn do đó tiết kiệm được hóa chất, loại được nhiều chất không đường , trong thiết bị ít chất đóng cặn. Ví dụ: có 10 phân tử tạo chất tỏng dung dịch. Dung dịch ban đầu 5 lít thì sự phân tán là 10/5. Nếu cô đặc xuống còn 2 lít và vẩn có 10 phân tử chất không đ ường.nếu tr ường hợp 10/5 thì trên một lít sẻ có 2 phân tử tạp chất. còn trường hợp 2 10/5 thì một lít có 5 phân tử tạp chất. Như vậy cho một lượng ít Ca(OH) 2 và CO2 vẩn có thể kết tủa hết
  13. lượng tạp chất đó.vì lượng tạp chất cao nên khi phản ứng sẻ tạo thành khối lớn dể dàng lắng xuống và loại ra. Còn nếu phân tán thì tủa nhỏ sẻ khó l ọc khiến thiết bị l ọc sẻ bị ngẹt. Chúng ta chưa thể xác định được nồng độ chè trung gian thích hợp và lượng đường tổn thất trong bả bùn sau quá trình lọc còn rất nhiều. QUÁ TRÌNH THÔNG CO2 LẦN THỨ NHẤT VII. Quá trình thông CO2 lần thứ nhất. Trong quá trình thông CO2 lần thứ nhất ta có 1 số ý sau: Quá trình hóa học của việc thông CO2 lần thứ nhất. - Sơ đồ thông CO2 lần nhất. - Hiệu quả của việc thông CO2 lần nhất. - Trong quá trình hiệu quả của việc thông CO2 lần nhất ta có 1 số yếu tố ảnh hưởng: Lượng vôi. - Tốc độ thông CO2 . - Nhiệt độ. - Độ kiềm. - Mục đích, ý nghĩa của việc thông CO2 lần thứ nhất: sau kh cho vôi vào nước mía ta tiến hành thông CO2 lần thứ nhất. Khí CO2 thường được lấy từ lò vôi ( lò vôi là lò nung CaCO3 thành cao và CO2 ). Khí CO2 thoát ra và ta lấy CO2 đó để thông CO2 lần thứ nhất. Múc đích: tạo kết tủa CaCO3 có tác dụng tăng tốc độ lọc nước mía, đóng vai trò như một chất trợ lực. Tuy nhiên, đây không phải là mục đích chính or mục đích chủ yếu của việc thông CO2 lần thứ nhất vì để có tác dụng lọc tốt thì chúng ta chỉ cần them những chất trợ lọc. VD: datomic, như trong công nghiệp sản xuất rượu bia… Như vậy, nhiệm vụ chủ yếu của việc thông CO2 lần thứ nhất là tạo kết tủa CaCO3 , nhưng kết tủa này lại tích điện dương và bề mặt CaCO3 có khả năng hấp thụ những chất tạo màu, những sản phẩm của quá trình phân hủy những chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm. Như vậy, ta nhận thấy vai trò chính của việc thông CO2 lần thứ nhất là tạo CaCO3 và
  14. CaCO3 này có nhi ệm v ụ hấp th ụ những ch ất màu, nh ững ch ất phi đ ường. Vì dung d ịch keo, dung dịch trong nước mía thì các loại keo đều tích điện âm, do đó cần tạo ra kết tủa tích điện dương mới hấp phụ những chất tích điện dương này. Tiếp theo ta nhận thấy rằng việc thông CO2 l ần th ứ nh ất này cũng có vai trò r ất l ớn trong việc hỗ trợ quá trình lọc vì nó giảm lượng chất keo thu được, giảm keo có trong nước mía, tăng được quá trình lọc lần nhất. Ta thấy CO2 hòa tan trong dung dịch sẽ tạo thành acid cacbonic. Sau đó, nó lại phản ứng với vôi để tạo ra , nước và muối canxi ( cụ thể là canxicacbonat ) theo phương trình như sau: Ca(OH)2 + H2 CO3 -> CaCO3 + H2 O Ở giai đoạn đầu của việc thông CO2 l ần 1 thì dung d ịch lúc này có đ ộ ki ềm cao, đ ộ nhớt khá cao do CO2 ch ưa ph ản ứng tri ệt đ ể. K ết t ủa CaCO 2 có tính keo vì m ới đ ược hình thành nên còn khả năng hấp phụ. Đồng thời CaCO3 mới hình thành còn nhỏ nên quá trình lọc khó khăn. Chất kết tủa chứa CaCO 3 nó kèm theo CaO và saccaro là lượng vôi mà chưa phản ứng với CaCO3 , còn saccaro do quá trình gia vôi sơ bộ lúc này chưa có cho CO2 thì vôi sẽ tạo phức với saccaro thì nó mới gom saccaro vào trong kết tủa luôn. Dần dần theo quá trình thông CO2 tính kiềm sẽ giảm vì lúc này CO2 có tính acid nên sẽ trung hòa Ca(OH)2 nhưng vẫn chưa hết. CO2 bị hấp thụ trong dung dịch nhiều hơn nên lượng bọt sẽ giảm. Do ban đầu Ca(OH)2 không phải là dạng keo hấp phụ nên độ nhớt dung dịch cao nên lượng bọt sẽ nhiều. Tiếp theo, kết tủa CaCO 3 từ dạng keo chuyển sang dạng tinh thể CaCO3 , do đó sẽ lọc dễ dàng. Qua 1 số nghiên cứu thì sự tương tác giữa nước và CO 2 là rất chậm. Tốc độ tương tác phụ thuộc vào nông độ đường có trong dung dịch. Nếu nồng độ đường tăng thì tương tác sẽ giảm. Do nồng độ chất khô cao, độ nhớt tăng, khả năng phân tán hoặc hòa tan CO2 sẽ giảm. Ở 20o c khi mà nồng độ đường trong dung dịch khoảng 10% thì tốc độ tương tác là rất chậm. Quá trình thông CO2 lần 1 có thể chia làm 3 giai đoạn:
  15. Giai đoạn 1: tất cả các chất trong dung dịch tham gia phản ứng trong dung dịch - kiềm mặn tạo phức CaCO3 sẽ diễn ra nhanh, nó tạo phức với CaCO3 và saccaro. Ba hợp chất sẽ kết hợp lại với nhau để tạo kết tủa dạng keo. Khi mới cho CaO vào sẽ kết hợp với saccaro tạo phức. Sau đó , khi cho CO 2 vô nữa thì nó sẽ tạo thành CaCO3 . CaCO3 có khả năng hấp thụ saccaro lên bề mặt tạo kết tủa dạng keo. ( C12 H22 O11 )x . (CaCO3 )y . ( CaO)2 X, y sẽ giảm dần theo quá trình thông CO2 , độ kiềm giảm vì khi cho CO2 vào, CaO sẽ phản ứng với CO2. L ượng z c ủa CaO s ẽ kết h ợp v ới y c ủa CaCO 3 tạo thành (CaCO3 )y + z . Lúc này lượng CaCO3 đủ lớn để tach ra và lắng xuống. Còn đường C12 H22O11 cũng tách ra khi cho CaCO3. Theo nghiên cứu của Dobo thì phức đó có thành phần của canxi sunffat và CO3 – được biễu diễn như sau: ( Saccaro – O – Ca – CO3 – O - )m Sau khi cho lượng CO2 cần thiêt để trung hòa CaO thì giai đoạn thứ 2 bắt đầu: - Ở giai đoạn này, lúc đầu tạo thành những kết tủa lớn nhằm tăng đ ộ nhớt của dung dịch, nhưng kết tủa của CaCO3 lớn tì sẽ xuất hiện phân tán trong dung d ịch, làm tăng độ nhớt. Sau đó độ kiềm giảm nhanh hơn do lượng CO2 cho vào. Do cho CO2 vào thì lúc này CaO bị tách ra tạo tạo thành CaCO 3 nên độ kiềm giảm nhanh hơn. Đồng thời độ phân cực của dung dịch giảm chứng tỏ 1 phần saccaroso lien kết ở dạng rắn. Giai đoạn 3: giai đoạn kết tủa. Giai đoạn kết tủa càng nhanh khi cho CO 2 càng - nhanh và độ kiềm của dung dịch lọc càng lớn, đồng thời tính chất lí học của chất kết tủa cũng thay đổi. Kết tủa nhanh khi thông CO 2 nhanh vì s ẽ tạo điều kiện tăng n ồng độ của chất trước phản ứng, phản ứng cân bằng theo chiều ngược lại, chống lại sự tăng đó, làm giảm lượng CO2, lượng CO2 sẽ được chuyển vào sản phẩm CaCO3
  16. Độ kiềm của dung dịch lọc càng lớn: khi nồng độ kiềm dung dịch lớn thì - Ca(OH)2 nhi ều. khi này t ất c ả dạng Ca(OH) 2 bi ến thành CaCO 3 t ức là đã đ ến giai đo ạn cuối cùng của quá trình thông CO2 l ần nhất. Đ ộ kiềm c ủa dung d ịch gi ảm r ất nhanh và kết tủa CaCO3 chuyển thành dạng tinh thể. Như vậy tất cả các giai đoạn biểu diễn theo sơ đồ vắn tắt sau: Ca2+ +2OH- +2H+ + CO32-  2H2O + Ca2+ + CO32- - Sau khi thông CaCO3 lần nhất trong dung d ịch còn lại một lượng vôi hòa tan nh ất - định nhưng ít hơn nhiều, lượng vôi còn lại khoảng 0.04-0.06 % CaO. Như vậy muối vôi ít hơn và lượng hấp phụ xảy ra bề mặt kết tủa CaCO3 l ượng canxi trong dung d ịch giảm đi TÍNH CHẤT VIII. Độ kiềm Độ kiềm của nước mía thông CO2 lần thứ nhất có ý nghỉa rất quan trọng ,cần PHải có một độ kiềm phù hợp .phân tích hai trạng thái. Trạng thái thứ nhất: • Nước mía có độ kiềm cao thì có nhiều Ca(OH)2 và Ca(OH)2 tạo phức với đường sẽ có phức giửa đường và vôi đó là một phức dạng keo khó lọc. • Khi nước mía có độ kiềm thấp thì lượng CaO hoặc Ca(OH) 2 ít thì nước mía sẽ bị quá bảo hòa, trong dung dịch của chúng ta vôi ít mà đường nhiều. Như vậy thì lượng đường trong nước mía sẽ bị quá bảo hòa và do đó màu c ủa nó sẽ đậm hơn do tạo kết tủa Caa2 (canxi sẽ tạo kết tủa với một số hợp chất có hóa trị I) để tạo màu cho sản phẩm tuy nhiên quá trình lọc sẽ tốt hơn để giảm lượng anion a- trong dung dịch và đạt hiệu quả kết tủa hoàn toàn thì chúng ta c ần tăng nồng độ Ca2+. Thực tế ta cần lượng vôi dư so với lượng CO2 dư sau quá trình thông CO2 lần thứ nhất. Nếu cho vào nước mía một lượng lớn dư nhiều Ca 2+ ở dạng CaCl2 thì kết tủa phần không đường sẽ không hoàn toàn,lắng cặng không hoàn toàn hoặc là hấp phụ chất không hoàn toàn thì ảnh hưởng đến hiệu quả của
  17. quá trình làm sạch qua đó ta thấy rằng khi nói đến lượng dư ion Ca 2+ không có nghỉa chỉ nói đến Ca2+ còn phải đề cập đến lượng dư OH- độ kiềm tốt nhất trong quá trình thông CO2 lần 1 là PH từ 10.5 đến 11.3 tương ứng với độ kiềm từ 0.03 đến 0.12% CaO. ở độ kiềm đó thì quá trình lắng cặng trên bề mặt thiết bị bốc hơi sẽ ít do canxi không chuyển thành nhửng dạng muối hòa tan đ ể bám lên trên bề mặt của thiết bị trong thực tế thì người công nhân lo ngại về tình trạng quá trình của họ không đạt được trạng thái bảo hòa và như vậy nguời ta muốn thu được dung dịch quá bảo hòa do đó người ta sẽ hạ độ kiềm xuống thấp hơn . • ví dụ : công nhân thường hạ độ kiềm xuống 0.03% thì dung dịch chúng ta sẽ chuyển sang trạng thái quá bảo hòa,lúc đó đường nhiều và Ca 2+ ít.như vậy thì dung dịch sẽ có nhiều muối hòa tan là nguyên nhân đóng cặn ở thiết bị bốc hơi.nếu canxi nhiều sẽ tạo tủa CaCO3 nhiều và canxi ít sẽ không tạo CaCO3 và sẽ tạo thành nhửng muối canxi hòa tan nguyên nhân là do sự cạnh tranh và khả năng tạo Phản ứng giửa CO2 và các chất không đường khác . khi dùng đá vôi có hàm lượng Magie cacbonat cao tức là khoảng 3% thì thiết bị bốc hơi sẽ có nhiều cặn chứa magiehidroxit (Mg(OH)2) để kết tủa hoàn toàn Mg2+ Chúng ta cần tăng lượng OH– tức là tăng độ kiềm để ngăn ngừa sự đóng cặn ở thiết bị bốc hơi. Tóm lại độ kiềm thường là tăng để tránh dung dịch quá bảo hòa tức là ở đó muối canxi sẽ chuyển thành dạng hòa tan và lắng cặng trên thiết bị bốc hơi ,còn đá vôi có magie cacbonat cao cần tăng lượng kiềm. Cần tăng lượng kiềm để tăng hiệu quả làm sạch tuy nhiên nếu dung dịch  nước mía quá bảo hòa thì chúng ta củng thu được một lợi íchlà lọc sẽ tốt hơn. Sơ đồ thông CO2 lần thứ 2 Sơ đồ thông CO2 lần thứ nhất • dạng dung dịch Ca2+,2OH-,K+OH- , Ca2+2OH-,saccarose và nhửng chất không đường. • Dạng kết tủa có CaCO3 ,CaH2, …vv, protein,chất màu và những chất không đường. trong giai đoạn thông CO2 lần 1 nhửng chất hoạt động bề mặt , muối của axit hửu cơ và vô cơ, chất màu sẽ bị hấp thụ trên bề mặt của CaCO3
  18. Hiệu quả của việc thông Co2 lần thứ nhất PHụ thuộc vào lượng vôi cho vào, tốc độ xông CO2 , nhiệt độ và độ kiềm củng có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xông CO2 lần thứ nhất. • Đầu tiên là lượng vôi. Lượng vôi cho vào nước mía trong giai đoạn xông CO2 lần thứ nhất là 1.6 đến 1.8 %.CaO so với lượng nước mía. Đối với nước mía xấu mình có thể tăng lượng CO2 một ít. Nếu cho lượng vôi không dư sẻ rất khó khăn do kết tủa CaCO3 dạng keo, PHải lọc và do đó áp lực lọc sẻ tăng lên. Tăng lượng vôi thì kết tủa CaCO3 chuyển từ dạng keo sang dạng kết tinh, lượng vôi cho vào nhiều, hiệu quả thông CO2 sẻ tốt, khả năng hấp thụ CaCO3 tăng nhưng không tinh tế và ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản Phẩm. Khi tăng lượng vôi lớn hơn 2% thì tác dụng PHụ tăng rất ít. • Tốc độ thông CO2 Sự tạo thành kết tủa và đặc tính của nó có ảnh hưởng rất l ớn đ ến hiệu suất làm sạch, để tăng hiệu suất làm sạch cần có diện tích hấp thụ lớn và tốc độ lắng lọc tốt. Khi xông CO2 nhanh thì kết tủa CaCO3 có độ Phân tán cao, tăng khả năng hấp thụ. Thực tế cho thấy khi thông CO2 nhanh dung dịch lọc có màu sáng hơn. Nhưng tinh thể CaCO3 nhỏ lọc cũng tốt, tương tự như tinh thể CaCO3 lớn. Nguyên nhân làm cho CaCO3 nhỏ khó lọc là do tính chất keo của nó làm cho quá trình lọc trở nên khó khăn hơn. Nếu kích thước Phân tử CaCO3 quá lớn thì tổng diện tích bề mặt của chất kết tủa sẽ bé và không hấp thụ hết các Phân tử keo do đó sẻ làm tắt ống mao quản giửa các chất kết tủa và PHải lọc. Do đó quá trình lọc sẽ khó khăn. Ngoài ra tinh thể CaCO3 không đồng đều cũng làm cho quá trình lọc khó khăn. Hình dạng của chất kết tủ PHụ thuộc vào nồng đ ộ kiềm ban đầu trước khi xông CO2. Điều quan trọng của thông CO2 lần thứ nhất là độ kiềm cuối cùng của dung dịch thông CO2 lần 1 cần duy trì độ kiềm nhất định để chất kết tủa không bị hòa tan trở lại, lượng CaO tự do chưa trong bùn đóng vai trò quan trọng…vv. Nước mía và bất kì Phương PHáp cacbonat nào đã dẩn đến trung hoà bùn lọc thì cũng sẽ giảm lượng CO2 và hiệu suất làm sạch.
  19. Nhiệt độ: nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến độ Phân tán của chất kết tủa CaCO3 , khi nhiệt độ thấp luôn tạo thành một lượng tinh thể nhỏ, ở nhiệt độ thấp thì màu sắc nước mía tốt hơn, lượng canxi trong nước mía giảm nhưng nước mía có nhiều bọt, lọc khó khăn (, khi nhiệt độ thấp luôn tạo thành một lượng tinh thể nhỏ, do tốc độ Phản ứng giữa Ca(OH)2 ,và CO2 thấp nên tinh thể sẽ nhỏ. Ở nhiệt độ thấp màu sắc nước mía tốt hơn, do nước mía không bị chuyển hóa quá nhanh, quá nhiều , lượng canxi trong nước mía giảm là do không hoàn thành nên các loại muối canxi có khả năng hòa tan. Ở nhiệt độ cao thì một số chất Phân hủy , kết hợp với canxi tạo thành dạng canxi có khả năng hòa tan. Như vậy ở nhiệt độ hàm lượng canxi sẻ tăng sau một thời gian Phản ứng. Còn ở đây canxi sẻ đi vào lượng kết tủa CO2 nhưng nước mía có nhiều bọt, lọc khó khăn. Nước mía có nhiều bọt là do Phản ứng giủa Ca(OH)2 với CO2 để tạo thành canxicacbonat bị giảm khi nhiệt độ thấp. Như vậy CO2 có khuynh hướng bị thoát ra bên ngoài tạo thành bột. Lọc khó khăn là do hình thành nên nhửng CaCO3 tinh thể mà có kích thước hạt nhỏ, nó sẻ có tính keo vì vậy quá trình lọc sẻ khó khăn. Ở nhiệt độ cao, dộ nhớt của dung dịch giảm, tốc độ lọc tốt hơn. Khi ở nhiệt độ cao nước muối tiếp xúc với chất kết t ủa lâu sẻ dẩn đến Phản ứng Phân hủy, tăng khối lượng, tăng lượng muối canxi và màu s ắc của dung dịch. Ở nhiệt độ cao, độ nhớt dung dịch giảm do ở nhiệt độ cao chuyển động nhiệt trung bình của các nguyên phân tử lớn. như vậy khả năng liên kết của các Phân tử bị giảm, do đó độ nhớt sẻ bị giảm . tốc độ lọc tốt hơn là do hình thành nên các loại tủa CaCO 3 lớn, các loại tủa này không có tính keo nên sẻ hổ trợ quá trình lọc, hơn nửa khi hình thành CaCO3 dạng tinh thể lớn như vậy thì khả năng hấp thụ các chất keo, do đó làm giảm độ nhớt nhiều hơn nửa. đồng thời ở nhiệt độ cao, độ nhớt của dung dịch giảm vì vậy sẻ hổ trợ nhiều hơn cho quá trình lọc. Tiếp theo là ở nhiệt độ cao thì nước mía tiếp xúc chất kết tủa lâu sẻ dẩn đến Phản ứng phân hủy. bản thân của quá trình gia vôi sơ bộ và bổ sung CO2 , sục CO2 lần thứ nhất thì PH của dung dịch là PH kiềm, nhưu vậy các loại đường khử sẻ Phân hủy rất nhanh,
  20. nếu như các lớp tiếp xúc được dữ lâu trong điều kiện như thế.PH sau quá trình sục CO 2 3 lần 1 khoảng 10.5 đến 11.3 nhưng kết tủa sẻ phản ứng, thúc đẩy phân hủy một số chất phi đường hoặc phân hủy đường, tạo thành các loại muối canxi và do đó tăng lượng muối canxi có trong dung dịch và ảnh hưởng đến màu sắc dung dịch do phản ứng caramen và phản ứng maitmin, do đó quá trình thông CO2 lần 1 được tiến hành ở nhiệt độ thấp. ở nhiệt độ thấp người ta tiến hành tring thời gian rất nhanh và thời gian r ất ngắn. Ở quá trình thông CO2 lần 1 nhanh là một chìa khóa của thành công. Nhiệt độ của giai đoạn thông CO2 lần 1 là 50-55 0C, thời gian đun nóng của nước mía trong thiết bị là 5 đến 10 phút.Nhiệt độ lần thứu nhất là 50-55 0C và không cao hơn,vì cao hơn sẻ thúc đẩy phản ứng phân hủy đường, do đó không thực hiện ở nhiệt đ ộ cao hơn. Khi thời gian ngắn hạn chế tác hai của môi trường kiềm nên thực hiện trong thời gian 5 đến 10 phút. THÔNG CO2 LẦN THỨ 2 IX. Các yếu tố ảnh hưởng: độ kiềm, nhiệt độ Mục đích: giảm tối đa hàm lượng vôi và muối canxi có trong nước mía tức là sau quá trình làm sạch chúng ta cần phải loại bỏ ion canxi 2+ bởi vì bản thân ion Ca2+ là một chất không đường sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình kết tinh,hiệu quả của quá trình truyền nhiệt do canxi nếu như tồn tại tỏng dung dịch thì nó sẽ bám lên trên bề mặt 2+ thiết bị truyền nhiệt và làm giảm hiệu quả của quá trình truyền nhiệt do đó chúng ta PHải chuyển Ca 2+ dạng hòa tan sang dạng Canxi cacbonat hoặc là dạng kết tủa của nó để loại bỏ ra khỏi quá trình làm sạch như vậy thì khi loại bỏ Ca hoặc là làm giảm 2+ muối Ca hoặc giảm tối đa hàm lượng vôi thì chúng ta sẽ tiếp tục nâng cao được độ tinh khiết của nước mía bởi vì trong nước mía lúc này lượng Ca bị giảm đi. Nếu vôi và 2+ muối không được tách ra thì dỉ nhiên thiết bị bốc hơi sẽ bị đóng cặn nhanh chóng . sau khi thông CO2 lần thứ nhất thì lượng CaO còn lại khoảng( 0.04 đến 0.06 %) ở trong nước mía sau quá trình lọc trong sẽ đóng góp vào thành PHần các chất PHi đ ường. quá trình hóa học của việc thông CO2 lần thứ 2 tương đối Phức tạp hơn thông CO 2 lần thứ nhất chúng ta thấy rằng Phản ứng sảy ra như sau: CO2 + OH →HCO3 →CO32-+ H+
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học