Xem mẫu
- Tiểu luận
Công nghệ sản
xuất đường
- C«ng nghÖ s¶n xuÊt ®-êng
Nhãm thùc hiÖn
A – LÞch sö vµ nguyªn liÖu
§-êng cã c¸c tÝnh chÊt vËt lý nh- sau :
ChØ tiªu Yªu cÇu
Ngo¹i Tinh thÓ mµu tr¾ng, kÝch th-íc t-¬ng ®èi ®ång ®Òu, t¬i kh«,
h×nh kh«ng vãn côc
Mïi vÞ Tinh thÓ ®-êng hoÆc dung dÞch ®-êng cã vÞ ngät, kh«ng cã mïi
vÞ l¹
Mµu s¾c Tinh thÓ tr¾ng ãng ¸nh. Khi pha vµo n-íc cÊt cho dung dÞch
trong suèt.
§-êng cã ý nghÜa quan träng ®èi víi dinh d-ìng cña c¬ thÓ con ng-êi.
§-êng lµ hîp phÇn chÝnh vµ kh«ng thÓ thiÕu ®-îc trong thøc ¨n cho ng-êi.
§-êng cßn lµ nguyªn liÖu quan träng cña nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp (CN)
hiÖn nay nh- CN b¸nh kÑo, ®å hép, ®å uèng, CN lªn men, s÷a, CN d-îc
phÈm, hãa häc v.v ... ChÝnh v× vËy mµ c«ng nghiÖp ®-êng trªn thÕ giíi vµ cña
n-íc ta ®· kh«ng ngõng ph¸t triÓn.
Trªn thÕ giíi ®-êng ®-îc s¶n xuÊt chñ yÕu tõ hai nguyªn liÖu chÝnh lµ mÝa
vµ cñ c¶i. ë n-íc ta, mÝa lµ nguyªn liÖu duy nhÊt ®Ó chÕ biÕn ®-êng ¨n. MÝa
®-êng lµ c©y trång cã nhiÒu -u ®iÓm vµ cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao:
XÐt vÒ mÆt sinh häc:
- Kh¶ n¨ng sinh khèi lín:Trong vßng 10- 12 th¸ng, 1ha mÝa cã thÓ cho n¨ng
suÊt hµng tr¨m tÊn mÝa c©y vµ mét khèi l-îng lín l¸ xanh, gèc, rÔ ®Ó l¹i
trong ®Êt.
- Kh¶ n¨ng t¸i sinh m¹nh: MÝa lµ c©y cã kh¶ n¨ng ®Ó gèc ®-îc nhiÒu n¨m,
mét lÇn trång thu ho¹ch nhiÒu vô. N¨ng suÊt mÝa c©y ë vô gèc ®Çu th-êng
cao h¬n vô mÝa t¬
- Kh¶ n¨ng thÝch øng réng: C©y mÝa cã thÓ trång ë nhiÒu vïng sinh th¸i kh¸c
nhau, chÞu ®ùng tèt c¸c ®iªï kiÖn kh¾c nghiÖt cña tù nhiªn vµ m«i tr-êng., ®ª
thÝch nghi víi c¸c tr×nh ®é s¶n xuÊt vµ chÕ biÕn.
XÐt vÒ mÆt s¶n phÈm:
Ngoµi s¶n phÈm chÝnh lµ c©y mÝa nguyªn liÖu ®Ó chÕ biÕn ®-êng, c©y mÝa
cßn lµ nguyªn liÖu hoÆc trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp cña nhiÒu ngµnh c«ng nghÖp
nh- r-îu cån, bét giÊy, gç Ðp, thøc ¨n gia sóc, ph©n bãn. C¸c s¶n phÈm phô
cña mÝa ®-êng nÕu khai th¸c triÖt ®Ó , gi¸ trÞ cã thÓ t¨ng gÊp 3-4 lÇn gi¸ trÞ
cña chÝnh phÈm (®-êng ¨n).
-1-
- Thµnh phÇn hãa häc cña c©y mÝa :
Thµnh phÇn %
§-êng sacaroza 12,5
glucoza 0,9 14,0
fructoza 0,6
X¬ xenluloza 5,5
Pentozan 2,0 10,0
Ch¸ót keo 0,5
Linhin 2,0
ChÊt chøa anbumin 0,12
N2 amit 0,07
Axit 0,21 0,4
NH3 cã vÕt
Xantin cã vÕt
ChÊt v« SiO2 0,25
c¬ K 2O 0,12
Na2O 0,01
CaO 0,02
MgO 0,01 0,5
Fe2O3 vÕt
P2O5 0,07
SO3 0,02
Cl vÕt
N-íc 74,0
Tæng céng 100
Sacaroza lµ thµnh phÇn quan träng nhÊt cña mÝa, lµ s¶n phÈm cña c«ng
nghiÖp s¶n xuÊt ®-êng, lµ mét disacarit cã c«ng thøc C12H22O11.
§-êng mÝa hoÆc ®-êng cñ c¶i vµ ®-êng sacaro tinh khiÕt vÒ mÆt ho¸ häc, ë
d¹ng tinh thÓ.§-êng th« ch-a pha thªm h-¬ng liÖu hoÆc chÊt mµu.§-êng
mÝa,®-êng cñ c¶i cã pha thªm h-¬ng liÖu hoÆc chÊt mµu.§-êng mÝa chiÕt
xuÊt tõ n-íc Ðp th©n c©y mÝa. §-êng cñ c¶i chiÕt xuÊt tõ n-íc Ðp cñ c¶i
®-êng.
§-êng th« cña mÝa hoÆc cñ c¶i th-êng ë d¹ng tinh thÓ cã mµu n©u, mµu nµy
do cã chÊt bÈn.§-êng mÝa hoÆc ®-êng cñ c¶i tinh chÕ thu ®-îc qua xö lý
thªm ®-êng th«. Chóng ë d¹ng tinh thÓ mµu tr¾ng ®-îc th-¬ng m¹i ho¸ theo
-2-
- c¸c møc ®é tinh khiÕt hoÆc d-íi d¹ng h×nh lËp ph-¬ng nhá, ®ãng b¸nh, c¸c
m¶nh, thái nhá hoÆc lµ c¸c miÕng nhá ®Òu ®æ khu«n h¹t c¾t.
Ngoµi ®-êng th« vµ ®-êng tinh chÕ kÓ trªn, nhãm nµy cßn gåm ®-êng n©u
t¹o thµnh tõ ®-êng tr¾ng pha thªm víi mét l-îng nhá n-íc caramen hoÆc
n-íc mËt, vµ ®-êng phÌn t¹o thµnh tõ c¸c tinh thÓ lín do sù kÕt tinh chËm
n-íc ®-êng ®ñ ®é c« ®Æc.
§-êng kh¸c, bao gåm ®-êng lacto, ®-êng malto, gluco vµ flucto tinh khiÕt
vÒ mÆt ho¸ häc, d¹ng tinh thÓ, siro ®-êng ch-a pha thªm h-¬ng liÖu hoÆc
chÊt mµu, s¶n phÈm thay thÕ mËt ong , ®· hoÆc ch-a pha thªm, mËt ong tù
nhiªn, ®-êng vµ n-íc ®-êng ch-ng thµnh caramen.
Ngoµi ra cßn mét sè lo¹i ®-êng ®-îc chÕ biÕn tõ hoa qu¶,mËt ong …
1. Sù ph¸t triÓn c«ng nghiÖp ®-êng mÝa trªn thÕ giíi:
Ên §é lµ n-íc ®Çu tiªn trªn thÕ giíi s¶n xuÊt ®-ßng mÝa. Do ®ã danh tõ
®-êng cã nguån gèc tõ Ên §é " sankara". Vµo kho¶ng n¨m 398, ng-êi Ên §é
vµ Trung Quèc ®· biÕt chÕ biÕn mËt thµnh ®-êng tinh thÓ. Tõ ®ã ph¸t triÓn
sang Ba T- , Italia, Bå §µo Nha, ®ång thêi ®· më ra ngµnh CN míi lµ ngµnh
CN luyÖn ®-êng. §Õn thÕ kû 16, nhiÒu nhµ m¸y luyÖn ®-êng ®· mäc lªn ë
Anh, §øc, Ph¸p.
Lóc ®Çu CN ®-êng rÊt th« s¬, Ðp mÝa b»ng 2 trôc gç ®øng, kÐo b»ng søc kÐo
tr©u bß, l¾ng b»ng v«i, c« ®Æc ë ch¶o vµ kÕt tinh tù nhiªn. CN ®-êng tuy cã
tõ l©u ®êi nh-ng b¾t ®Çu tõ thÕ kû thø 19 míi ®-îc c¬ khÝ hãa tõ khi Ch©u
¢u ph¸t hiÖn ra cñ c¶i ®-êng, nhiÒu thiÕt bÞ quan träng ®· ®-îc ph¸t minh:
- 1867, lo¹i m¸y Ðp b»ng gang 3 trôc n»m ngang kÐo b»ng m¸y h¬i n-íc
®-îc dïng ®Çu tiªn ë ®¶o RÐunion ë Ph¸p. Sau ®ã c¶i tiÕn ghÐp nhiÒu trôc Ðp
vµ cã dïng n-íc thÈm thÊu ®Ó n©ng cao hiÖu suÊt Ðp.
- 1812, «ng Barrnel ng-êi Ph¸p lµ ng-êi ®Çu tiªn dïng khÝ CO2 ®Ó b·o hßa
v«i vµ dïng ph-¬ng ph¸p läc ®Ó lo¹i kÕt tña CaCO3. Còng thÕ kû 19, kü s-
Tratini ng-êi Italia ®· dïng khÝ SO2 ®Ó kÕt tña chÊt kh«ng ®-êng vµ tÈy mµu
trong n-íc mÝa.
- 1813, Howard ph¸t minh nåi bèc h¬i ch©n kh«ng mét hiÖu nªn hiÖu qu¶
bèc h¬i cßn thÊp.
- 1820, m¸y Ðp khung b¶n ra ®êi.
- 1843, Rillieux ph¸t minh hÖ bèc h¬i nhiÒu n«i, tiÕt kiÖm ®-îc h¬i dïng.
- 1837, Pouzolat ph¸t minh m¸y li t©m truyÒn ®éng ë ®¸y, lÊy ®-êng ë trªn,
thao t¸c kh«ng thuËn tiÖn. Sau ®ã Bessener ph¸t minh m¸y li t©m kiÓu thïng
quay.
-1867 Weston c¶i tiÕn m¸y li t©m truyÒn ®éng ë trªn, lÊy ®-êng ë d-íi, hiÖn
®ang ®-îc dïng phæ biÕn t¹i c¸c nhµ m¸y ®-êng.
- 1892, m¸y Ðp 3 trôc hiÖn ®¹i ®-îc dïng ë Mü.
- 1878 m¸y sÊy thïng quay xuÊt hiÖn, 1884 thiÕt bÞ trî tinh ra ®êi.
-3-
- Trong mÊy chôc n¨m nay, kü thuËt ngµnh ®-êng ®· ph¸t triÓn víi tèc ®é
nhanh. VÊn ®Ò c¬ khÝ hãa, tù ®éng hãa, tin häc hãa toµn bé d©y chuyÒn s¶n
xuÊt, c¸c thiÕt bÞ trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ còng nh- c¸c thiÕt bÞ ph©n tÝch
hiÖn ®¹i ®· ®-îc øng dông réng r·i trong c¸c nhµ m¸y ®-êng. Trong 20 n¨m
qua, kü thuËt c«ng nghiÖp ®-êng trªn TG cã nhiÒu biÕn ®æi quan träng, b¾t
®Çu tõ thËp kû 80 vµ tiÕp tôc trong nhiÒu n¨m 90. VÝ dô:
. ThËp kû 80, C«ng ty Benghin- Say Ph¸p vµ c«ng ty Teron vµ Eridania cña ý
®· nghiªn cøuvµ ph¸t minh thiÕt bÞ, ph-¬ng ph¸p kÕt tinh ch©n kh«ng liªn
tôc. N¨m 1982, ngµ m¸y luyÖn ®-êng Nantes thùc nghiÖm thµnh c«ng, ®Õn
1984 nhµ m¸y Elsdof ( T©y §øc) tiÕn hµnh s¶n xuÊt vµ 1985 ®· dïng thiÕt bÞ
kÕt tinh liªn tôc cña C«ng ty Fives Cail Babcock ( FCB) ®Ó nÊu ®-êng. HiÖn
nay nhiÒu thiÕt bÞ nÊu ®-êng liªn tôc cña FCB ®· ®-îc dïng trong nhiÒu nhµ
m¸y ®-êng trªn thÕ giíi.
. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña nÊu ®-êng liªn tôc, c¸c n-íc §øc, Ph¸p, ý v.v...
®· nghiªn cøu thiÕt bÞ trî tinh ch©n kh«ng liªn tôc . Vµ chÝnh C«ng ty
Benghin- Say Ph¸p ®· thµnh c«ng trong viÖc dïng trî tinh ch©n kh«ng liªn
tôc ë nhµ m¸y ®-êng luyÖn Nantes, sau ®ã ë nhµ m¸y ®-êng cñ c¶i
Sermaize, nhµ m¸y Gol vµ Bois- Rouge (Ph¸p), nhµ m¸y ®-êng Allscoff
(Anh). HiÖn nay lµ thiÕt bÞ trî tinh ch©n kh«ng liªn tôc MET cña C«ng ty
BMA, ®· lµm träng l-îng tinh thÓ ®-êng non t¨ng 15-30%.
2. T×nh h×nh s¶n xuÊt mÝa ®-êng ë n-íc ta:
N-íc ta lµ mét n-íc cã truyÒn thèng s¶n xuÊt ®-êng tõ l©u ®êi. Tõ l©u, nh©n
d©n ta ®· biÕt dïng nh÷ng m¸y Ðp gi¶n ®¬n nh- m¸y Ðp b»ng ®¸, m¸y Ðp
b»ng gç dïng søc tr©u bß kÐo. N-íc mÝa Ðp ®-îc nÊu ra nhiÒu d¹ng s¶n
phÈm kh¸c nhau: MËt trÇm, ®-êng phªn, ®-êng th«, ®-êng c¸t vµng. ë miªn
Trung, nh©n d©n ta ®· biÕt dïng lßng tr¾ng trøng, ®¸t bïn, v«i ... ®Ó lµm
s¹ch n-íc mÝa, s¶n xuÊt c¸c lo¹i ®-êng ®Æc s¶n nh- ®-êng muçng, ®-êng
phÌn, ®-êng phæi, ®-êng b«ng, ®-êng b¸t dïng trong n-íc vµ xuÊt khÈu.
Trong thêi kú Ph¸p thuéc, CN ®-êng hiÖn ®¹i cña ta hÇu nh- kh«ng cã g×.
N-íc ta chØ cã hai nhµ m¸y ®-êng hiÖn ®¹i: HiÖp Hßa (miÒn Nam) vµ Tuy
Hßa (miÒn Trung). CN ®-êng ë n-íc ta trong vßng 100 n¨m vÉn ë trong
t×nh tr¹ng s¶n xuÊt thñ c«ng lµ chñ yÕu.
Sau ngµy hoµ b×nh lËp l¹i, d-íi chÕ ®é x· héi chñ nghÜa, CN ®-êng hiÖn ®¹i
cña n-íc ta míi b¾t ®Çu ph¸t triÓn. ë miÒn B¾c cã c¸c nhµ m¸y ®-êng hiÖn
®¹i nh-: ViÖt tr×, S«ng Lam ( 350TÊn mÝa/ ngµy), nhµ m¸y ®-êng V¹n §iÓm
(1000tÊnmÝa/ ngµy). ë miÒn nam cã c¸c nhµ m¸y ®-êng nh- Qu¶ng Ng·i,
B×nh D-¬ng (1500tÊn mÝa/ ngµy), Phan Rang (350tÊn mÝa/ ngµy), vµ hai nhµ
m¸y luyÖn ®-êng Kh¸nh Héi (150 tÊn ®-êng th«/ngµy), Biªn Hßa (200 tÊn
mÝa/ngµy). Sau nµy míi x©y dùng thªm c¸c nhµ m¸y nh- La Ngµ (2000 tÊn
mÝa/ ngµy).v..v
-4-
- TÝnh ®Õn thêi ®iÓm vô mÝa 1997- 1998 c¶ n-íc cã trªn 250.000ha mÝa t¨ng
h¬n 67% so víi n¨m 1994 vµ ®¹t s¶n l-îng 11,5 triÖu tÊn mÝa c©y.
VÒ c«ng nghiÖp chÕ biÕn:
N¨m 1994 c¶ n-íc míi cã 12 nhµ m¸y ®-êng c¬ giíi chÕ biÕn kho¶ng 20%
s¶n l-îng mÝa c©y, phÇn cßn l¹i chÕ biÕn b¸n c¬ giíi vµ thñ c«ng, hiÖu suÊt
thu håi thÊp.
Thùc hiÖn ch-¬ng tr×nh 1triÖu tÊn ®-êng vµo n¨m 2000 cña chÝnh phñ, ®Õn
vô mÝa 1997-1998, c¶ n-íc ®· cã 35 nhµ m¸y ®-êng ho¹t ®éng víi tæng
c«ng suÊt Ðp 50.800 tÊn, t¨n g©p 5 lÇn so víi n¨m 1994. Cïng víi c¸c c¬ së
chÕ biÕn b¸n c¬ giíi vµ thñ c«ng, tæng s¶n l-îng chung c¶ n-íc n¨m ®ã ®¹t
552.000 tÊn. Vµo n¨m 2000 th× c¶ n-íc ®· cã 50 nhµ m¸y ®-êng mÝa hiÖn
®¹i ( trong ®ã cã 4 nhµ m¸y më réng c«ng suÊt) ®-a tæng c«ng suÊt Ðp lªn
93.500 tÊn mÝa / ngµy d-íi nhiÒu h×nh thøc ®Çu t- nh- liªn doanh hay 100%
vèn n-íc ngoµi
C¸c nhµ m¸y ®-êng cña n-íc ta
C«ng C«ng
Tªn nhµ m¸y suÊt Tªn nhµ m¸y suÊt
(tÊn (tÊn mÝa/
mÝa/ ngµy)
ngµy)
CAO B»NG 700 §¡K L¡K 1000
TUY£N QUANG 700 NINH HßA 1250
S¥N D¦¥NG 1000 DI£N KH¸NH 400
TH¸I NGUY£N-§µI LOAN 2000 CAM RANH 3000
S¥N LA 1000 §øC TRäNG 2500
VIÖT TR× 500 NINH THUËN - ÊN §é 2500
HOµ B×NH 700 PHAN RANG 350
THANH HO¸ - §µI LOAN 6000 NINH THUËN 1000
LAM S¥N 6000 B×NH PH¦íC 2000
N¤NG CèNG 1500 LA NGµ 2000
NGHÖ AN – ANH 6000 TRÞ AN 1000
S¤NG CON 1250 B×NH D¦¥NG 2000
S¤NG LAM 350 N¦íC TRONG 900
LINH C¶M 1000 T¢Y NINH - PH¸P 8000
QU¶NG B×NH 1500 TH¤ T¢Y NINH 2500
ThõA THI£N HUÕ-ÊN §é 2500 HIÖP HßA 2000
QU¶NG NAM 1000 LONG AN - ÊN §é 3500
QU¶NG NG·I 4500 BÕN TRE 1000
-5-
- NAM QU¶NG NG·I 1000 TRµ VINH - ÊN §é 2500
KON TUM 1000 SãC TR¡NG 1000
B×NH §ÞNH 1000 PHôNG HIÖP 1250
GIA LAI - PH¸P 2800 VÞ THANH 1000
§åNG XU¢N 100 KI£N GIANG 1000
TUY HßA 1250 THíI B×NH 1000
S¥N HßA 3000 200
V¹N §IÓM (®-êng luyÖn)
EAKNèP 500 300
BI£N HßA (®-êng luyÖn)
180
KH¸NH HéI (®-êng luyÖn)
B – Quy tr×nh s¶n xuÊt
I – LÊy n-íc mÝa
1. LÊy n-íc mÝa b»ng ph-¬ng ph¸p Ðp
§Ó lÊy n-íc mÝa ra khái c©y mÝa, hiÖn nay trong c«ng nghiÖp ®-êng
ng-êi ta sö dông hai ph-¬ng ph¸p:
- Ðp
- KhuÕch t¸n.
Ph-¬ng ph¸p Ðp vÉn ®-îc sö dông phæ biÕn tõ mÊy tr¨m n¨m nay.
Nguyªn lÝ chung lµ xÐ vµ Ðp dËp th©n c©y mÝa nh»m ph¸ vì c¸c tÕ bµo ®Ó lÊy
n-íc mÝa.
Ðp mÝa lµ c«ng ®o¹n ®Çu tiªn cña c¶ qu¸ tr×nh lµm ®-êng ®-îc chia lµm
c¸c giai ®o¹n nhá nh- sau:
- VËn chuyÓn, cÊp mÝa vµo m¸y Ðp.
- Xö lÝ mÝa tr-íc khi Ðp.
- Ðp dËp.
- Ðp kiÖt nhiÒu lÇn.
1.1. VËn chuyÓn vµ cÊp mÝa vµo m¸y Ðp:
MÝa ®-îc vËn chuyÓn tõ ruéng mÝa vÒ b»ng hÖ thèng ®-êng s¾t, ®-êng
thuû hoÆc ®-êng bé ®-îc tËp kÕt trªn b·i réng. MÝa tõ b·i ®-îc chuyÓn dÇn
vµo ®Ó Ðp. Th«ng th-êng sö dông c¸c ph-¬ng tiÖn sau ®©y: cÇn cÈu hoÆc cÇu
cÈu, xe goßng, b¨ng x· mÝa, m¸y cµo vµ b¨ng chuyÒn mÝa.
1.2. Xö lÝ c©y mÝa tr-íc khi Ðp:
Vá mÝa cã líp s¸p, phÊn. C©y mÝa cong, th¼ng, dµi ng¾n kh¸c nhau. Cho
nªn cÇn xö lÝ s¬ bé tr-íc khi Ðp. Sau xö lÝ, tÝnh chÊt vËt lÝ cña mÝa thay ®æi.
TÕ bµo mÝa bÞ ph¸ vì, mÝa bÞ b¨m thµnh nh÷ng sîi dµi thÝch hîp cho vÊn ®Ò
-6-
- Ðp mÝa. VËy môc ®Ých cña giai ®o¹n nµy lµ xö lý tr-íc khi ®-a vµo m¸y Ðp ®Ó
t¹o ®iÒu kiÖn Ðp dÔ dµng, n©ng cao n©ng suÊt vµ hiÖu suÊt cña c«ng ®o¹n Ðp.
C¸c thiÕt bÞ xö lÝ s¬ bé th-êng dïng lµ: M¸y san b»ng, m¸y b¨m, m¸y
®¸nh t¬i.
1.2 1. M¸y san b»ng:
M¸y dïng ®Ó san ®Òu líp mÝa võa ®æ xuèng b¨ng . Gåm 1 trôc quay cã
tõ 24 - 32 c¸nh cong ®-îc l¾p trªn ®o¹n b¨ng ë ®o¹n b»ng, quay ng-îc chiÒu
víi chiÒu b¨ng mÝa ®i. Tèc ®é quay 40 - 50 vßng/phót. T¸c dông cña thiÕt bÞ
nµy kh«ng lín l¾m, c«ng suÊt tiªu hao nhiÒu nªn hiÖn nay c¸c nhµ m¸y
®-êng hiÖn ®¹i Ýt dïng.
1.2.2. M¸y b¨m mÝa:
M¸y b¨m mÝa kh«ng thÓ thiÕu ®-îc trong nhµ m¸y §-êng hiÖn ®¹i. HiÖn
nay c¸c dao b¨m th-êng ®-îc ®iÒu khiÓn bëi 2 m«t¬: M«t¬ ®iÖn vµ tua bin
h¬i.
M¸y b¨m mÝa ®iÒu khiÓn b»ng m«t¬ ®iÖn.
M¸y b¨m c©y mÝa thµnh nh÷ng m¶nh nhá.ph¸ vì c¸c tÕ bµo mÝa, san mÝa
thµnh líp dµy æn ®Þnh trªn b¨ng, n©ng cao mËt ®é mÝa trªn b¨ng tõ 125 - 150
Kg/m3 lªn ®Õn 250 - 300kg/m3.
T¸c dông chÝnh:
- N©ng cao n¨ng suÊt Ðp do san mÝa thµnh líp dµy ®ång ®Òu, mÝa dÔ
®-îc kÐo vµo m¸y Ðp kh«ng bÞ tr-ît, nghÑt.
- N©ng cao hiÖu suÊt Ðp, do vá cøng ®· ®-îc xÎ nhá, tÕ bµo mÝa bÞ ph¸
vì, lùc Ðp ®-îc ph©n bè ®Òu trªn mäi ®iÓm nªn m¸y Ðp lµm viÖc æn ®Þnh vµ
lu«n ®Çy t¶i, n-íc mÝa ch¶y ra dÔ dµng.
* Sè l-îng dao b¨m vµ ph-¬ng c¸ch l¾p ®Æt c¸c dao b¨m:
HiÖn nay sè l-îng m¸y b¨m th-êng kh«ng qu¸ hai m¸y. L-îng Ðp
t¨ng nh-ng kh«ng t¨ng tØ lÖ thuËn víi sè m¸y b¨m. Mét dao b¨m duy nhÊt
khã cã thÓ b¨m tèt hÕt bÒ dµy líp mÝa vµ b¨m vôn mÝa ®-îc. Theo nghiªn
-7-
- cøu cña Hugot, c«ng suÊt t-¬ng ®èi cña c¸c hÒ thèng Ðp cã sè dao b¨m kh¸c
nhau nh- trong b¶ng.
C«ng suÊt t-¬ng ®èi cña c¸c hÒ thèng Ðp cã sè dao b¨m kh¸c nhau
Kh«ng cã dao Cã 1 dao b¨m Cã 2 dao b¨m
b¨m
C«ng suÊt t-¬ng 1 1,15 1,20
®èi
NÕu hÖ thèng cã 2 dao b¨m th× th-êng l¾p ®¹t nh- s¬ ®å d-íi
C¸ch l¾p ®Æt hai dao b¨m
1.2.3 . M¸y ®¸nh t¬i:
Sau khi qua m¸y b¨m mÝa thµnh líp, cßn nhiÒu c©y mÝa ch-a ®-îc b¨m
nhá, cÇn ®-îc qua m¸y ®¸nh t¬i ®Ó xÐ vµ ®¸nh t¬i ra ®Ó mÝa vµo m¸y Ðp dÔ
dµng h¬n, hiÖu suÊt Ðp t¨ng lªn. NÕu dïng m¸y ®¸nh t¬i, hiÖu suÊt Ðp mÝa cã
thÓ t¨ng lªn 1%. Nã lµm t¬i mÝa, nh-ng kh«ng cã t¸c dông trÝch li n-íc mÝa.
M¸y ®¸nh t¬i dïng ®Çu tiªn trªn thÕ giíi do Fiske ph¸t minh vµo n¨m
1886. HiÖn nay trªn thÕ giíi dïng c¸c m¸y ®¸nh t¬i:
- KiÓu bóa ( Gruendler)
- KiÓu ®Üa
- KiÓu searby
+ M¸y ®¸nh t¬i kiÓu searby :
HiÖu suÊt t¨ng 2,5 % víi hÖ m¸y Ðp 11 trôc
1,25% víi hÖ m¸y Ðp 14 trôc
10% víi hÖ m¸y Ðp 15 trôc.
HiÖu suÊt trÝch li nøoc mÝa:
Cã m¸y ®¸nh t¬i Kh«ng cã m¸y ®¸nh t¬i
L-îng Ðp (TÊn mÝa/h) 88 87,2
§-êng trong b· (%) 2,55 3,05
HiÖu suÊt trich li(%) 93,55 92,25
§iÒu kiÖn thÝ nghiÖm:
-8-
- 1 bé Ðp dËp : 1066,8 2209,8 mm
4 bé Ðp n¸t : 914,4 x 2132,6mm
+ M¸y ®¸nh t¬i kiÓu bóa: §-îc sö dông ë nhµ m¸y ®-êng Qu¶ng Ng·i
vµ B×nh D-¬ng vµ ®-îc dïng phæ biÕn nhÊt hiÖn nay. §©y lµ mét d¹ng m¸y
®Ëp b»ng c¸c bóa xoay, l¾p thµnh hµng song song xung quanh trôc quay
b»ng thÐp, ®Æt trong vá m¸y h×nh trô, mÆt c¾t ngang h×nh m¸ng. Bªn s-ên
trong cña vá cã g¾n nhiÒu miÕng s¾t däc theo th©n m¸y vµ ®-îc coi lµ c¸c
tÊm kª cña bóa ®Ëp. MÝa ®i vµo cöa trªn cña m¸y vµ ra ë cöa d-íi. Bóa ®Ëp
quay víi tèc ®é kho¶ng 1200 vßng/phót, theo chiÒu chuyÓn ®éng cña mÝa.
Khi l¾p mét m¸y ®¸nh t¬i kiÓu bóa, tØ lÖ tÕ bµo mÝa bÞ xÐ lµ 85%. NÕu dïng
hai m¸y, tØ lÖ nµy t¨ng lªn 95%. §èi víi dµn Ðp, th-êng dïng mét m¸y.
M¸y ®¸nh t¬i kiÓu bóa l¾c
+ M¸y ®¸nh t¬i kiÓu ®Üa: KiÓu nµy gåm hai trôc ghÐp l¹i bëi nhiÒu ®Üa r¨ng
c-a h×nh nãn, l¾p tõng ®«i mét óp vµo nhau. Hai trôc quay tèc ®é kh¸c nhau,
do ®ã mÝa sÏ bÞ xÐ t¬i.
M¸y ®¸nh t¬i kiÓu ®Üa.
-9-
- 1.2.4 . M¸y Ðp dËp:
Ðp dËp vïa cã t¸c dông lÊy n-íc mÝa, võa lµm cho mÝa dËp vôn h¬n, thu
nhá thÓ tÝch líp mÝa ®Ó cho hÖ thèng m¸y Ðp sau lµm viÖc æn ®Þnh, t¨ng n¨ng
suÊt Ðp, t¨ng hiÖu suÊt Ðp vµ gi¶m bít c«ng suÊt tiªu hao.
V× vËy m¸y Ðp dËp cã c¸c ®Æc tÝnh:
. MÆt trôc cÇn cã r¨ng ®Ó kÐo mÝa
. MÆt trôc cã t¸c dông võa lµm dËp, võa ®¸nh t¬i vµ Ðp.
. Tèc ®é m¸y Ðp dËp ph¶i lín h¬n tèc ®é m¸y Ðp phÝa sau.Th-êng lín
h¬n 20% ®Ó thùc hiÖn viÖc cung cÊp mÝa. NÕu 2 tèc ®é b»ng nhau th× viÖc
cung cÊp mÝa kh«ng ®Òu.
Ph©n lo¹i: VÒ cÊu t¹o, m¸y Ðp dËp cã nhiÒu lo¹i nh-ng phæ biÕn nhÊt lµ 2
lo¹i:
- Lo¹i cÊu t¹o r¨ng ch÷ nh©n ( Krajewski)
- LoaÞ cÊu t¹o r¨ng ch÷ V ( Fulton)
Trôc Ðp dËp kiÓu Krajewski cã nh÷ng r·nh dµy cong h×nh ch÷ Z däc theo
chiÒu dµi trôc c¸ch ®Òu nhau 15 cm. Mçi trôc cã 15 hµng, mçi hµng 5 -7 ch÷
Z. Gãc gi÷a c¸c r¨ng 900.
Trôc Ðp dËp kiÓu Fulton ®-îc dïng th«ng dông h¬n c¶. Khi ta c¾t trôc
b»ng 1 mÆt ph¼ng däc trôc th× r¨ng trôc ë vÕt c¾t cã d¹ng h×nh ch÷ V. Gãc
më h×nh ch÷ V b»ng 600. §Ó trôc kÐo mÝa dÔ dµng, ë trôc ®Ønh vµ trôc tr-íc,
ng-êi ta ®ôc nh÷ng r·nh däc theo th©n trôc c¸ch nhau 20cm h×nh ch÷ nh©n.
§Ønh ch÷ nh©n ë gi÷a th©n trôc, gãc më cña ch÷ nh©n lµ 140 - 144 0. Gãc
r¨ng cµng nhá cã t¸c dông kÐo mÝa dÔ nh-ng nhän qu¸ th× dÔ g·y.
So s¸nh gi÷a r¨ng ch÷ nh©n vµ ch÷ V:
- Ch÷ V dïng 3 trôc cã l¾p tÊm dÉn mÝa.
- Ch÷ nh©n dïng 2 trôc kh«ng l¾p tÊm dÉn mÝa.
- Khi kh«ng cã m¸y b¨m, mÝa vµo c¶ c©y, dïng ch÷ nh©n kÐo mÝa tèt h¬n
ch÷ V.
NÕu cã m¸y b¨m mÝa th× dïng ch÷ V tèt h¬n, kÐo vµ tho¸t mÝa dÔ dµng.
- 10 -
- Trôc Ðp dËp kiÓu Fulton
So s¸nh vÒ hiÖu suÊt Ðp cña 2 lo¹i m¸y:
Lo¹i m¸y Ðp dËp HiÖu suÊt Ðp (%)
. Ðp dËp 2 trôc ( ch÷ nh©n) 40 - 50
. Ðp dËp 2 trôc ( ch÷ V) 45 - 55
. 2 bé Ðp dËp ( 4 trôc) 60 - 70
. Ðp dËp 3 trôc 60 - 75
Tr-íc ®©y m¸y Ðp dËp th-êng dïng 2 trôc, hiÖn nay dïng 3 trôc, thËm chÝ
2 bé trôc ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt vµ hiÖu suÊt nh-ng hiÖu qu¶ kh«ng lín v×
th-êng ng-êi ta cã dïng m¸y b¨m. Do ®ã c¸c nhµ m¸y ®-êng th-êng kh«ng
dïng qu¸ 2 bé Ðp dËp.
1.2.4 . Ðp kiÖt nhiÒu lÇn:
Môc ®Ých: LÊy kiÖt l-îng n-íc mÝa cã trong mÝa tíi møc tèi ®a cho phÐp
v× ë bé Ðp dËp chØ Ðp ra 1 l-îng n-íc mÝa nh- sau:
- Ðp dËp 2 trôc : 45 - 55 % n-íc mÝa cã trong c©y mÝa
- Ðp dËp 3 trôc : 65 - 75% n-íc mÝa trong c©y mÝa.
Trong qu¸ tr×nh tiÕn bé kÜ thuËt, ph-¬ng ph¸p Ðp thay ®æi tõ Ðp kh« ®Õn Ðp
cã phun n-íc thÈm thÊu hoÆc kÕt hîp Ðp vµ ng©m khuÕch t¸n. C¸c lo¹i m¸y
Ðp còng ®-îc c¶i tiÕn kh«ng ngõng.
1.2.5. ThÈm thÊu:
Do ®Æc tÝnh cña n-íc mÝa kh«ng thÓ thuÇn tóy dïng lùc c¬ häc ®Ó lÊy
hÕt phÇn ®-êng trong mÝa.Do ®ã ph¶i dïng ph-¬ng ph¸p thÈm thÊu: mÝa bÞ
Ðp, mµng tÕ bµo mÝa bÞ t¸ch vµ tÕ bµo bÞ Ðp l¹i, n-íc mÝa ch¶y ra.Sau khi ra
khái m¸y Ðp, tÕ bµo në l¹i, cã kh¶ n¨ng hót n-íc m¹nh, nªn ng-êi ta ®·
phun n-íc vµo líp b· ®Ó hoµ tan ®-êng cßn l¹i trong tÕ bµo vµ khi qua lÇn
Ðp sau n-íc ®-êng lo·ng ®ã lÊy ra.Vµ lµm nh- vËy tíi khi ®-êng ®-îc lÊy
ra tíi møc cao nhÊt.
C¸c ph-¬ng ph¸p thÈm thÊu:
-ThÈm thÊu ®¬n: ChØ dïng n-íc thÈm thÊu 1 lÇn, 2 lÇn, 3 lÇn
-ThÈm thÊu kÐp: võa phun n-íc l· võa sö dông l¹i c¸c lo¹i n-íc mÝa
lo·ng ®Ó lµm n-íc phun vµo b· cña c¸c m¸y tr-íc dùa trªn nguyªn t¾c N-íc
nhiÒu ®-êng phun vµo b· chøa nhiÒu ®-êng, n-íc Ýt ®-êng phun vµo b· chøa
Ýt ®-êng (h×nh d-íi).
- 11 -
- S¬ ®å thÈm thÊu kÐp
C¸c ®iÒu kiÖn kÜ thuËt cña phun n-íc thÈm thÊu:
- L-îng n-íc 20 30 % so víi mÝa.
NÕu n-íc > 30%,hiÖu suÊt Ðp t¨ng Ýt nh-ng do t-íi n-íc nhiÒu g©y ma
s¸t tr-ît ¶nh h-ëng ®Õn s¶n phÈm, vµ t-íi n-íc nhiÒu tæn hao n¨ng l-îng.
- Ap lùc phun n-íc thÈm thÊu: Ap lùc phun cµng lín cµng tèt v× n-íc dÔ
dµng thÊm tËn xuèng ®¸y b¨ng chuyÒn (2- 3 kg/cm2).
- NhiÖt ®é : Kho¶ng 45 - 470C
NhiÖt ®é thÈm thÊu cµng cao, sù chuyÓn ®éng cña c¸c ph©n tö cµng
nhanh, sù hçn hîp cña c¸c ph©n tö ®-êng cµng tèt.Nh-ng nhiÖt ®é cao,
sacaroza bÞ chuyÓn ho¸ , c¸c chÊt kh«ng ®-êng trong n-íc mÝa bÞ ph©n
huû nhiÒu.
ë nhiÖt ®é cao b· mÝa bÞ tr-¬ng në nhiÒu, thÓ tÝch b· t¨ng nªn l-îng b·
®i vµo m¸y Ðp lín.
- Thêi gian thÈm thÊu:
B· mÝa cã tÝnh ®µn håi nªn sau khi tÕ bµo mÝa bÞ ph¸ vì, n-íc mÝa tho¸t
ra t¹o thµnh nh÷ng lç hæng ë tr¹ng th¸i kh«ng c©n b»ng. NÕu thÈm thÊu
chËm, kh«ng khÝ lät vµo khã Ðp. Do ®ã cÇn thÈm thÊu ngay sau khi n-íc
mÝa ra khái m¸y Ðp.
2 . LÊy n-íc mÝa b»ng ph-¬ng ph¸p khuÕch t¸n:
KhuÕch t¸n lµ mét hiÖn t-îng trong ®ã hai dung dÞch cã nång ®é kh¸c
nhau tËp trung l¹i s¸t bªn nhau, hoÆc ch¼ng h¹n chØ c¸ch nhau bëi mét
mµng máng, tù trao ®æi víi nhau b»ng thÈm thÊu xuyªn qua mµng máng
Êy. NÕu lµ hai dung dÞch cïng mét chÊt th× sù trao ®æi kÐo dµi cho ®Õn khi
c¶ hai bªn mµng máng nång ®é b»ng nhau.
ë nhµ m¸y ®-êng, khuÕch t¸n lµ hiÖn t-îng trong ®ã nh÷ng tÕ bµo cña
mÝa ng©m vµo trong n-íc hay trong mét dung dÞch cã nång ®é ®-êng thÊp
h¬n nång ®é ®-êng cña mÝa, nh-êng l¹i cho n-íc hay cho dung dÞch ®ã
mét phÇn hay tæng l-îng ®-êng cã trong ®o.
Ph-¬ng ph¸p khuÕch t¸n ®-îc dïng nhiÒu n¨m trong tÊt c¶ c¸c nhµ
m¸y ®-êng cñ c¶i. §èi víi mÝa th× ph-¬ng ph¸p nµy míi ®-îc dïng gÇn
®©y. Sau thÕ chiÕn I, nhê thµnh c«ng trong viÖc nghiªn cøu thiÕt bÞ khuÕch
- 12 -
- t¸n liªn l¹c, cã t¸c dông thóc ®Èy viÖc nghiªn cøu hÖ khuÕch t¸n mÝa. Tõ
n¨m 1950 trë l¹i ®©y, nhiÒu thiÕt bÞ khuÕch t¸n ®· ®-îc dïng cho mÝa.
Tuy nhiªn viÖc khuÕch t¸n cñ c¶i vµ mÝa kh«ng hßan toµn gièng nhau. ë
nhµ m¸y ®-êng cñ c¶i chØ cÇn dïng thiÕt bÞ khuÕch t¸n lµ ®ñ, nh-ng mÝa,
do tÝnh chÊt cña mÝa, cÇn ph¶i dïng 1 sè m¸y Ðp ®Ó xö lÝ tr-íc vµ sau
khuÕch t¸n. Qua thÝ nghiÖm, thÊy r»ng khi c¾t l¸t m¸ vµ cñ c¶i thµnh tõng
l¸t cã kÝch th-íc t-¬ng tù vµ ng©m trong n-íc cã nhiÖt ®é 750C, th× thêi
gian khuÕch t¸n cña l¸t mÝa so víi l¸t cñ c¶i t¨ng gÊp ba lÇn. V× vËy, cÇn
ph¶i cã dao b¨m mÝa, m¸y Ðp dËp, m¸y ®¸nh t¬i v.v.. ®Ó ph¸ vì tÕ bµo mÝa,
Ðp mét phÇn n-íc mÝa, sau ®ã dïng thiÕt bÞ khuªch t¸n ®Ó lÊy phÇn n-íc
mÝa cßn l¹i.
Nh- vËy, thiÕt bÞ khuÕch t¸n chØ thay thÕ mÊy bé trôc Ðp ë gi÷a c«ng
®o¹n Ðp nªn cã thÓ coi ®ã lµ ph-¬ng ph¸p kÕt hîp gi÷a Ðp vµ khuÕc
2.1 . S¬ ®å c¸c hÖ khuÕch t¸n ®iÓn h×nh:
D-íi ®©y lµ s¬ ®å khuÕch t¸n b· vµ khuÕch t¸n mÝa víi c¸ch xö lý
n-íc Ðp kh¸c nhau:
2.1.1. S¬ ®å 1: TrÝch ly tr-íc vµ xö lý n-íc Ðp
MÝa M¸y b¨m mÝa ThiÕt bÞ ®¸nh t¬i
T¸ch n-íc tõ
M¸y Ðp B·
KhuÕch t¸n
b· -ít
3 trôc
§un nãng vµ
N-íc míi N-íc Ðp
cho v«i
N-íc mÝa
ThiÕt bÞ l¾ng
hçn hîp
ThiÕt bÞ läc
Bïn
TrÝch ly tr-íc vµ xö lý n-íc Ðp.
- 13 -
- 2.1.2. S¬ ®å 2: Kh«ng trÝch ly tr-íc vµ kh«ng xö lý n-íc Ðp
T¸ch n-íc
M¸y b¨m Ep dËp ThiÕt bÞ
MÝa tõ
mÝa 3 trôc khuÕch t¸n b· -ít
N-íc míi
N-íc
N-íc Ðp B·
khuÕch t¸n
N-íc Ðp
N-íc mÝa §un nãng vµ
hçn hîp cho v«i
Kh«ng trÝch ly tr-íc vµ kh«ng xö lý n-íc Ðp.
2.2.3. S¬ ®å 3: Kh«ng trÝch ly tr-íc vµ cã xö lý n-íc Ðp.
S¬ ®å 3kh«ng trÝch ly tr-íc vµ cã xö lý n-íc Ðp ®-îc tr×nh bµy trªn
h×nh.
MÝa M¸y b¨m mÝa ThiÕt bÞ ®¸nh t¬i
T¸ch n-íc tõ
ThiÕt bÞ
b· -ít B·
khuÕch t¸n
N-íc míi §un nãng vµ
N-íc Ðp
cho v«i
N-íc
ThiÕt bÞ l¾ng
khuÕch
t¸n
ThiÕt bÞ läc
Bèc
h¬i - 14 -
- Kh«ng trÝch ly tr-íc vµ cã xö lý n-íc Ðp.
2.4. So s¸nh ph-¬ng ph¸p Ðp vµ khuÕch t¸n:
+ HiÖu suÊt Ðp : HÖ m¸y Ðp cång kÒnh, tiªu hao n¨ng l-îng lín vµ c«ng
suÊt lín. Ph-¬ng ph¸p Ðp kh«ng thÓ lÊy hoµn toµn n-íc mÝa trong c©y mÝa
v× trong qu¸
tr×nh Ðp, b· mÝa cã kh¶ n¨ng hót l¹i nh÷ng phÇn n-íc mÝa ®· Ðp l¹i.
HiÖu suÊt Ðp chØ ®¹t 97%.
HiÖu suÊt lÊy n-íc mÝa b»ng ph-¬ng ph¸p khuÕch t¸n ®¹t 98 99%.
+ VÒ tæng hiÖu suÊt thu håi ®-êng: Qua nghiªn cøu tæng hiÖu suÊt thu håi
®-êng 2 ph-¬ng ph¸p trªn ë mét sè n-íc nh- PÐru, Nam Phi..v..v..ng-êi
ta kÕt luËn: HiÖu suÊt thu håi ®-êng b»ng ph-¬ng ph¸p khuÕch t¸n tèt h¬n
ph-¬ng ph¸p Ðp
+ VÒ tiªu hao n¨ng l-îng :
Theo tµi liÖu Ai CËp, n¨ng l-îng tiªu hao cho 1 hÖ khuÕch t¸n 2000
tÊn/mÝa ngµy lµ 132.480W. Víi c«ng suÊt trªn, tiªu hao n¨ng l-îng cho bé
m¸y Ðp ph¶i lµ 438.160W. Do ®ã dïng ph-¬ng ph¸p khuÕch t¸n tiÕt kiÖm
®-îc 305.680W.
Theo Bairov, 1 ph©n x-ëng Ðp cã 18 trôc, nÕu thay mét thiÕt bÞ khuÕch
t¸n cã thÓ gi¶m ®-îc 9 trôc. HiÖu suÊt lÊy ®-êng cao h¬n, cø 100kg mÝa
t¨ng ®-îc 0,5kg ®-êng thu håi.
Mét nhµ m¸y ®-êng n¨ng suÊt 4000tÊn mÝa/ngµy. NÕu t¨ng thªm 2
thiÕt bÞ khuÕch t¸n th× cã thÓ xö lÝ 8000 tÊn mÝa/ngµy mµ c«ng suÊt chØ cÇn
t¨ng kh«ng qu¸ 515.400 W.
+ Vèn ®Çu t-:
Theo tµi liÖu cña c«ng ty BMA (§øc), vèn ®Çu t- cña nh¸ m¸y ®-êng
dïng ph-¬ng ph¸p khuÕch t¸n víi c«ng suÊt 500 tÊn mÝa/ngµy cã thÓ gi¶m
30% vèn ®Çu t- so víi nhµ m¸y ®-êng dïng ph-¬ng ph¸p Ðp.
So s¸nh vèn ®Çu t- cña nhµ m¸y 1500 tÊn/ngµy theo ph-¬ng ph¸p
khuÕch t¸n so víi ph-¬ng ph¸p Ðp:
- HiÖu suÊt lÊy ®-êng t¨ng 2,5% .
- Tæng thu håi ®-êng t¨ng 1,24%
- TØ lÖ ®-êng thµnh phÈm trªn mÝa t¨ng 0,61%.
- Sè l-îng ®-êng t¨ng trong 1 vô lµ 32.635tÊn/vô.
- Chi phÝ vèn ®Çu t- gi¶m 3-5% tøc lµ 129.462 ®«la.
- TiÕt kiÖm ®iÖn vµ nhiÖt 30%.
- TiÕt kiÖm lao ®éng 50%, tiÕt kiÖm bao b× 50%.
+ Tån t¹i cña 2 ph-¬ng ph¸p:
Ph-¬ng ph¸p khuÕch t¸n:
- T¨ng nhiªn liÖu dïng cho bèc h¬i.
- T¨ng chÊt kh«ng ®-êng trong n-íc mÝa hçn hîp, do ®ã t¨ng tæn thÊt
®-êng trong mËt cuèi.
- 15 -
- Ph-¬ng ph¸p Ðp:
- Trôc Ðp lµ thiÕt bÞ th« kÖch nÆng nÒ. Lâi trôc Ðp lµm b»ng thÐp hîp kim
®¾t tiÒn. Gi¸ tiÒn chÕ t¹o, söa ch÷a, b·o d-ìng nhiÒu.
- Tiªu hao nhiÒu n¨ng l-îng.
- Tæng hiÖu suÊt thu håi Ýt.
Tõ nh÷ng so s¸nh trªn cho thÊy ph-¬ng ph¸p khuÕch t¸n cã nhiÒu -u ®iÓm
h¬n so víi ph-¬ng ph¸p Ðp.
II - LµM S¹CH N¦íC MÝA
1. Môc ®Ých cña lµm s¹ch n-íc mÝa:
- Lo¹i tèi ®a chÊt kh«ng ®-êng ra khái n-íc mÝa hçn hîp ®Æc biÖt lµ
nh÷ng chÊt cã ho¹t tÝnh bÒ mÆt vµ chÊt keo.
- Trung hoµ n-íc mÝa hçn hîp.
- Lo¹i tÊt c¶ nh÷ng chÊt r¾n d¹ng l¬ löng trong n-íc mÝa.
2. C¬ së lÝ thuyÕt cña lµm s¹ch n-íc mÝa:
2.1. T¸c dông cña pH:
N-íc mÝa hçn hîp cã pH = 5 5,5. Trong qu¸ tr×nh lµm s¹ch, do
sù biÕn ®æi cña pH dÉn ®Õn c¸c qu¸ tr×nh biÕn ®æi ho¸ lÝ vµ ho¸ häc c¸c
chÊt kh«ng ®-êng trong n-íc mÝa vµ cã ¶nh h-ëng rÊt lín ®Õn hiÖu qu¶ lµm
s¹ch.
ViÖc thay ®æi pH cã t¸c dông sau:
2.1.1. Ng-ng kÕt chÊt keo:
ChÊt keo trong n-íc mÝa chia lµm 2 lo¹i : keo thuËn nghÞch vµ keo
kh«ng thuËn nghÞch .Keo kh«ng thuËn nghÞch lµ keo khi ®· bÞ ng-ng tô (vÝ
dô, d-íi t¸c dông cña nhiÖt), nÕu thay ®æi ®iÒu kiÖn cña m«i tr-êng kh«ng
cã kh¶ n¨ng trë l¹i tr¹ng th¸i keo ban ®Çu. Keo thuËn nghÞch lµ keo khi ®·
bÞ ng-ng tô nh-ng nÕu thay ®æi ®iÒu kiÖn m«i tr-êng, cã kh¶ n¨ng trë l¹i
tr¹ng th¸i ban ®Çu.
Trong NMHH tån t¹i 2 lo¹i keo: keo -a n-íc vµ keo kh«ng -a n-íc.
§a sè keo trong n-íc mÝa ®Òu cã tÝnh -a n-íc, møc ®é -a n-íc cña chóng
còng kh¸c nhau. D-íi t¸c dông cña vi sinh vËt, trong n-íc mÝa s¶n sinh c¸c
lo¹i keo cã tÝnh nhít vµ -a n-íc nh- glucozan vµ levulozan.
Keo tån t¹i trong n-íc mÝa vµ ë trang th¸i æn ®Þnh khi keo mang ®iÖn
tÝch hoÆc cã líp n-íc bao bäc bªn ngoµi. NÕu v× 1 nguyªn nh©n nµo ®ã,
keo mÊt c¸c tÝnh chÊt trªn vµ sÏ bÞ ng-ng kÕt.
§Ó ng-ng kÕt keo, th-êng cho vµo n-íc mÝa nh÷ng chÊt ®iÖn li ®Ó thay
®æi pH cña m«i tr-êng. D-íi ®iÒu kiÖn pH nhÊt ®Þnh, keo hÊp phô chÊt ®iÖn
ly vµ dÉn ®Õn tr¹ng th¸i trung hoµ ®iÖn. Lóc ®ã, keo mÊt tr¹ng th¸i æn ®Þnh
va ng-ng kÕt. ë trÞ sè pH lµm chÊt keo ng-ng kÕt gäi lµ pH ®¼ng ®iÖn.
§iÓm ®¼ng ®iÖn cña c¸c chÊt keo kh¸c nhau th× kh¸c nhau. (pHanbumin = 4,6
4,9 ; pHasparagin = 3...)
- 16 -
- ë pH ®¼ng ®iÖn, ®èi víi keo -a n-ícvµ kh«ng -a n-íc, s¶n sinh t¸c
dông trung hoµ ®iÖn theo s¬ ®å sau:
Keo ng-ng tô
Keo -a n-íc
Trung hßa ®iÖn
MÊt n-íc MÊt n-íc
KÕt tña
Keo kh«ng
-a n-íc
S¬ ®å t¸c dông trung hoµ ®iÖn cña chÊt keo
ë n-íc mÝa cã 2 ®iÓm pH lµm ng-ng tô chÊt keo: pH trªn d-íi 7 vµ pH
trªn d-íi 11. §iÓm pH tr-íc lµ ®iÓm pH ®¼ng ®iÖn. §iÓm pH sau lµ ®iÓm
ng-ng kÕt cña protein trong m«i tr-êng kiÒm m¹nh. §iÓm nµy kh«ng gäi lµ
®iÓm ®¼ng ®iÖn v× lóc ®ã trong n-íc mÝa cã ®-êng sa ca roza vµ l-îng v«i
nhiÒu sÏ t¹o thµnh hîp chÊt cã tÝnh hÊp phô protein t¹o thµnh kÕt tña.
S¶n xuÊt ®-êng theo ph-¬ng ph¸p cacbonat ho¸ cã thÓ lîi dông 2 ®iÓm
ng-ng tô keo. §èi víi ph-¬ng ph¸p sunfit ho¸ chØ lîi dông ®-îc mét ®iÓm
ng-ng tô.
2.1.2 . Lµm chuyÓn ho¸ ®-êng sacaroza:
Khi n-íc mÝa ë m«i tr-êng axit (pH< 7) sÏ lµm chuyÓn ho¸ ®-êng
sacaroza vµ t¹o thµnh hçn hîp ®-êng glucoza vµ fructoza gäi lµ ph¶n øng
nghÞch ®¶o:
[H+ ]
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6
sacaroza glucoza fructoza
Tèc ®é chuyÓn ho¸ t¨ng theo sù t¨ng nång ®é [_H+ ] trong n-íc mÝa,
nÕu nång ®é H+ trong n-íc mÝa cµng lín th× tèc ®é chuyÓn ho¸ cµng nhanh.
MÆt kh¸c, c¸c axit kh¸c nhau sÏ lµm chuyÓn ho¸ sac a roza víi tèc ®é kh¸c
- 17 -
- nhau. VD: NÕu lÊy tèc ®é chuyÓn ho¸ sacaroza cña HCl lµ 100 th× tèc ®é
chuyÓn ho¸ cña c¸c axit kh¸c nh- ë b¶ng 3.1
B¶ng 3.1. Tèc ®é chuyÓn ho¸ sacaroza cña c¸c axit kh¸c nhau
Tªn axit Tèc ®é chuyÓn Tªn axit Tèc ®é chuyÓn
ho¸ ho¸
HCl 100,0 Axit focmic. 1,53
H2SO3 30,4 Axit malic. 1.27
( COOH )2 18,60 Axit lactic. 1,07
H3PO4 6,20 Axit suxinic. 0,55
Axit tactric 3,08 Axit axetic. 0,40
A xit nitric 1,72
Tèc ®é chuyÓn ho¸ sacaroza cßn phô thuéc vµo nång ®é ®-êng, nhiÖt
®é vµ thêi gian. Khi nång ®é ®-êng, nhiÖt ®é vµ thêi gian t¨ng th× tèc ®é
chuyÓn ho¸ t¨ng.
2.1.3. Lµm ph©n huû sacaroza:
Trong m«i tr-êng kiÒm, d-íi t¸c dông cña nhiÖt, ®-êng sacaroza bÞ
ph©n huû. Khi pH cµng cao, -îng chÊt ph©n huû cµng lín. S¶n phÈm ph©n
huû cña sacaroza rÊt phøc t¹p: fufurol, 5-hidroximetyl -fucfurol,
metylglioxan, glixeandehyt, dioxiaxeton, axit lactic, axit trioxiglutaric, axit
trioxibuteric, axit axetic, axit focmic..v..v.. Nh÷ng s¶n phÈm ®ã cã thÓ tiÕp
tôc bÞ oxi ho¸ d-íi t¸c dông cña oxi kh«ng khÝ.
2.1.4. Lµm ph©n huû ®-êng khö:
Trong n-íc mÝa hçn hîp cã chõng 0,3 2,4% ®-êng khö. Khi n-íc
mÝa ë m«i tr-êng axit, sù tån t¹i cña ®-êng khö t-¬ng ®èi æn ®Þnh. ë pH =
3 ®-êng khö æn ®Þnh nhÊt. NÕu pH cña n-íc mÝa hay dung dÞch ®-êng v-ît
qu¸ 7 sÏ ph¸t sinh c¸c ph¶n øng ph©n huû ®-êng khö, sù ph©n huû nµy dùa
vµo pH hay nhiÖt ®é. Tèc ®é ph©n huû cña ®-êng khö trong n-íc mÝa
t-¬ng ®èi chËm. H×nh d-íi cho thÊy sù ph©n huû ®-êng khö phô thuéc vµo
pH kh¸c nhau, khi trÞ sè pH cµng cao, tèc ®« ph©n huû cµng lín.
2.1.5. T¸ch lo¹i c¸c chÊt kh«ng ®-êng:
§èi víi pH kh¸c nhau, cã thÓ t¸ch lo¹i ®-îc c¸c chÊt kh«ng ®-êng
kh¸c nhau.
H×nh d-íi cho thÊy quan hÖ gi÷a hiÖu suÊt t¸ch lo¹i chÊt kh«ng ®-êng
ë c¸c pH kh¸c nhau:
Khi pH = 7 -10, c¸c muèi v« c¬ cña Al2O3 , P2O5, SiO2, Fe2O3, MgO
dÔ bÞ t¸ch lo¹i trong ®ã Al2O3, P2O5, SiO2 cã thÓ bÞ lo¹i h¬n 95%, cßn
Fe2O3, MgO cã thÓ bÞ lo¹i ®Õn 60%.
Khi pH kho¶ng 7,0, t¸ch lo¹i ®-îc 50% chÊt keo (pentozan).
- 18 -
- Khi pH kho¶ng 5,6 trªn 98% protein cã thÓ bÞ t¸ch lo¹i, nÕu v-ît qu¸
trÞ sè pH ®ã, hiÖu qu¶ t¸ch lo¹i rÊt thÊp.
Khi chän pH thÝch hîp ®Ó lo¹i chÊt kh«ng ®-êng, kh«ng nªn t¸ch lo¹i
®¬n ®éc tõng chÊt mµ ph¶i xÐt 1 c¸ch toµn diÖn ®Ó t¸ch lo¹i nhiÒu chÊt
kh«ng ®-êng.
HiÖu qu¶ t¸ch lo¹i chÊt kh«ng ®-êng cßn phô thuéc vµo gièng mÝa vµ
hiÖu qu¶ lµm s¹ch cã thÓ biÓu thÞ b»ng hiÖu qu¶ lo¹i chÊt kh«ng ®-êng.
2.2 . T¸c dông cña nhiÖt ®é:
Ph-¬ng ph¸p dïng nhiÖt ®Ó lµm s¹ch n-íc mÝa lµ mét trong nh÷ng
ph-¬ng ph¸p quan träng. §Ó ®¶m b·o chÊt l-îng s¶n phÈm vµ n©ng cao
hiÖu suÊt thu håi ®-êng cÇn khèng chÕ ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é.
Khèng chÕ nhiÖt ®é tèt sÏ thu ®-îc nh÷ng t¸c dông chÝnh sau:
a. Lo¹i kh«ng khÝ trong n-íc mÝa, gi¶m bít sù t¹o bät. T¨ng nhanh c¸c
qu¸ tr×nh ph¶n øng ho¸ häc.
VÝ dô: T¹o thµnh CaSO3 vµ CaCO3 kÕt tña, trong c¸c ph-¬ng ph¸p lµm
s¹ch.
b. Cã t¸c dông diÖt trïng, ®Ò phßng sù lªn men axit vµ sù x©m nhËp cña vi
sinh vËt vµo n-íc mÝa.
c. NhiÖt ®é t¨ng cao lµm tØ träng n-íc mÝa gi¶m, ®ång thêi lµm chÊt keo
ng-ng tô, t¨ng nhanh tèc ®é l¾ng cña c¸c chÊt kÕt tña.
NÕu khèng chÕ nhiÖt ®é kh«ng tèt th-êng gÆp c¸c tr-êng hîp kh«ng tèt
sau:
+ N-íc mÝa ë pH = 5 5,5 cã tÝnh axit, d-íi t¸c dông nhiÖt, ®-êng
sacaroza bÞ chuyÓn ho¸ t¨ng tæn thÊt ®-êng.
+ NÕu thêi gian t¸c dông nhiÖt kÐo dµi, vµ ë nhiÖt ®é cao th-êng sinh ra
hiÖn t-îng caramen ho¸ ¶nh h-ëng ®Õn mµu s¾c cña n-íc mÝa, lµm
n-íc mÝa cã mµu sÉm.
+ Trong NMHH cã chøa hµm l-îng ®-êng khö nhÊt ®Þnh, d-íi t¸c dông
cña nhiÖt ®é, ®Æc biÖt ë nhiÖt ®é cao, ®-êng khö bÞ ph©n huû t¹o c¸c chÊt
mµu vµ c¸c axit h÷u c¬.
+ §un nãng n-íc mÝa cã t¸c dông thuû ph©n vôn mÝa, s¶n sinh chÊt
keo.
2.3. T¸c dông cña c¸c chÊt ®iÖn ly
2.3.1. V«i :
V«i lµ hãa chÊt quan träng ®-îc dïng nhiÒu trong s¶n xuÊt ®-êng. C¸c
ph-¬ng ph¸p s¶n xuÊt ®-êng hiÖn nay ®Òu dïng v«i.
V«i lµ chÊt v« ®Þnh h×nh cã ®é ph©n t¸n cao. Khi hßa tan trong n-íc cã
tÝnh chÊt keo. §é hßa tan cña v«i trong n-íc cßn gi¶m khi nhiÖt ®é t¨ng.
Herzfelt t×m ®-îc c«ng thøc ®é hßa tan cña v«i phô thuéc vµo nhiÖt ®é:
Z = 0,1394 - 0,000649t - 0,00000157t2
Trong ®ã: Z : ®é hßa tan cña v«i
- 19 -
nguon tai.lieu . vn
