Bài giảng Công nghệ sản xuất đường và bánh kẹo - Bài 3: Công đoạn làm sạch nước mía
Một số câu hỏi phải trả lời
Công đoạn
làm sạch nước mía
3/12/2013
Trần Thị Thu Trà
1
2
-
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
Tại sao phải có công đoạn làm sạch
nước mía?
Nước mía hỗn hợp chứa gì?
Theo thành phần hoá học:
Tính theo
Tính theo Tính theo phần
Nâng cao hiệu suất kết tinh đường: Để có thể kết tinh được tối
trọng lượng nước mía
trăm chất khô
(%)
Thành phần
đa lượng đường saccharose có trong nước mía hỗn hợp
mía (%)
11,88
1,35
hỗn hợp (%)
12,63
1,44
Sản xuất đường trắng tinh luyện: Để đượng saccharose kết tinh
Đường Saccharose
Đường khử
Protein
Acid tự do
Acid kết hợp
Chất keo
70 – 90
4 – 8
0,5 – 0,6
0,5 – 2,5
3 – 7
ra không lẫn tạp chất
0,42
0,48
0,13
0,14
0,14
0,15
0,39
0,41
0,3 – 0,6
3 – 5
Chất tro
0,57
0,60
Nước
59,12
78,15
–
3
4
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
1
Cụ thể
Chất màu trong nước mía
Thành phần
Đường:
%
Thành phần
Chất béo vàsáp:
%
Diệp lục tố không tan trong nước và dung dịch đường
-Saccharose
-Glucose
-Fructose
Xơ:
12,0 -Pectin
0,90 -Acid tự do (suxinic, malic)
0,50 -Acid kết hợp (suxinic, malic )
Chất vô cơ:
0,20
0,08
0,12
Caroten
Xanthophine (màu vàng)
Anthocyanine (xanh đến tím) Loại 1 phần khi sulphit hoá
Dễ loại
Loại hoàn toàn khi carbonat hoá
-Xenlulose
-Pentose (xylan )
-Araban
-Lignin
Chất chứa Nitơ:
-Protein
5,50 -SiO2
2,00 -K2O
0,50 -Na2O
2,00 -CaO
-MgO
0,12 -Fe2O3
0,07 -P2O5
0,21 -SO3
0,01 -Cl
0,25
0,12
0,01
0,02
0,01
vết
0,07
0,02
vết
-Amit
-Acidamin
-Acidnitric
-NH3
vết Nước:
74,5
-Xantin
vết
5
6
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Trong công đoạn làm sạch nước mía cần
phải làm gì?
Nước mía hỗn hợp chứa gì? Theo kích cỡ
Hệ phân tán thô d> 0,1m: đất cát, hạt bã mía, sáp
Hệ phân tán keo 0,001m < d < 0,1 m: Chiếm 0,03 – 0,5%
Loại chất rắn lơ lửng có trong nước mía.
nước mía (khá cao)
Loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp, đặc
Các chất xuất phát từ đất
biệt là những chất hoạt động bề mặt và chất keo.
Mía: sáp, chất béo, protein, pectin, tanin, chất màu không
Trung hòa nước mía hỗn hợp.
tan
Nguyên tắc tách loại
Do VSV trong quá trình bảo quản và ép mía tạo ra khối
nhầy, đặc biệt là levan và dextran
Trong quá trình thao tác nếu nhiệt độ cao, chất không tan
biến thành chất tan và như vậy tăng chất keo trong dung
dịch.
Có khả năng tạo tủa: Dùng các nhân tạo tủa – lắng/lọc
Không thể tạo tủa:Dùng các chất hấp phụ hay trao đổi ion
Các chất hoà tan: d < 0,001m: đường khử, các chất vô cơ và
hữu cơ tan như một số chất màu, chất khoáng…
7
8
Trần Thị Thu Trà
- Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
2
Nguyên tắc loại hệ phân tán keo
Heä phaân taùn keo
Nguyên tắc:
Kích thước: 0,001m < d < 0,1 m
Chiếm 0,03 – 0,5% nước mía (khá cao)
Gồm có:
Sữa
vôi
Anion
Nước mía
hỗn hợp
Lắng
Lọc
Tự nhiên: protein, pentosan, sáp
Nhân tạo: ion kim loại tạo tủa Ca2+, Mg2+, Al3+, Fe3+, Fe2+
,
P2O5, SiO2
Chất keo trong nước mía chủ yếu mang điện tích âm.
Phân loại:
Keo tụ
Keo thuận nghịch và keo không thuận nghịch
Keo ưa nước và keo không ưa nước.
Lắng
Lọc
-
Trần Thị Thu Trà
13
14
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Nguyên tắc tạo bông tủa – Hóa chế
Ngưng kết chất keo – tác dụng của pH
Các điều kiện để tạo bông tủa
pH
Thay đổi pH môi trường
các chất keo hấp phụ chất
điện ly trung hòa về điện
keo mất trạng thái ổn định
và ngưng kết.
Yêu cầu của bông tủa:
Kích thước
pH làm chất keo ngưng kết
gọi là pH đẳng điện.
Điểm đẳng điện của các chất
keo khác nhau:
Khối lượng riêng
Độ bền
pHalbumin = 4,6 – 4,9
pHasparagin = 3,0…
Yêu cầu của dung dịch đường
Đường saccharose
Đường khử
Chất hoà tan khác
-
Trần Thị Thu Trà
15
16
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
4
Khả năng tách loại các chất không đường ở
các pH khác nhau
Mỗi pH khaùc nhau coù theå taùch loaïi caùc chaát khoâng ñöôøng
khaùc nhau
17
18
-
Trần Thị Thu Trà
- Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Taùc duïng cuûa pH
Thay đổi pH làm ngưng tụ chất keo
Nếu khống chế pH tốt:
tăng hiệu suất thu hồi
đường, tăng chất lượng
đường thành phẩm,
giảm tốt thất đường.
pH trên dưới 7: pH đẳng điện
10
9
pH trên dưới 11: pH ngưng kết của protein trong môi trường
Khi pH = 7 – 10: các
muối vô cơ Al2O3, P2O5,
SiO2, Fe2O3, MgO, dễ bị
tách loại
kiềm mạnh.
Hàm lượng CaO trong nước mía,
8
pH
Loại trừ chất keo, %
Nếu khống chế pH
không tốt: saccharose
bị chuyển hóa thành
đường khử hoặc bị phân
hủy,… làm tổn thất
đường và tăng màu sắc
của sản phẩm
g/100g chất khô
7,18
7,71
8,05
18,30
22,30
25,30
0,290
Khi pH = 7, loại được 50%
chất keo (pentosan)
7
0,316
0,357
6
Khi pH = 5 – 6, trên 98% protein bị
tách loại
5
Nước mía hỗn hợp có
pH = 5-5,5
19
20
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
5
Phân huỷ đường trong môi trường pH > 7
Hậu quả của chuyển hoá đường saccharose
khi pH < 7
Hàm lượng đường khử trong nước mía: 0,3-2,4%.
Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào: pH, nhiệt độ.
Tổn thất đường.
Giảm độ tinh khiết của mật chè ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh
Sản phẩm: fucfurol, 5-hidroximetyl-fucfurol, metylglioxan,
glixeendehit, dioxiaceton, acid lactic, acid trioxiglutaric, acid
trioxibuteric, acid acetic, acid focmic…
của đường.
Khi mới tạo thành glucose và fructose có hàm lượng tương
đương nhau, nhưng trong mật cuối glucose lại cao hơn
fructose vì trong quá trình sản xuất fructose bị phân hủy nhiều
hơn.
Sản phẩm có thể tiếp tục bị oxi hóa dưới tác dụng của không khí.
Ñöôøng khöû
phaân huûy (%)
80
60
40
20
0
21
22
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
pH nöôùc mía
5
6
7
8
9
10
11
Một số điểm nhiệt độ cần lưu ý
Tác dụng của tăng nhiệt độ – ưu điểm
100
90
80
70
60
50
40
100oC: kết tủa Ca2(PO4)3 không thể tan trở lại.
95oC: thoát nướckết tủa rắn chắc, tốc độ kết tủa tăng.
• Loại bớt không khí trong nước
Bay hơi
mía tránh tạo bọt
83oC: quá trình lắng trong, albumin bắt đầu ngưng
kết, keo mất tính thuận nghịch và pH giảm.
81oC: toàn bộ vi khuẩn bị tiêu diệt.
74oC: một số vi khuẩn thông thường ngừng hoạt động.
61oC:đình chỉ hoạt động của một số men và VSV
82oC albumin bị ngưng tụ
102 – 104oC pentosan bị ngưng tụ
Keo tụ chất keo tự
nhiên
Kết tủa nhanh
Hiệu suất tạo tủa tăng
Tăng tốc phản ứng
tạo keo nhân tạo
55oC: phân huỷ đường khử, tạo keo, chất màu và các
acid hữu cơ.
41oC: hoạt động của vi sinh vật giảm dần.
• Tăng tốc độ lắng
Giảm nhớt
38oC: pH > 7, đường khử bắt đầu phân huỷ
30
4
Trần Thị Thu Trà
3/12/
23
3/12/2013
6
Anh hưởng của pH, nhiệt độ và thời gian đến
sự phân hủy đường
Tác dụng của nhiệt độ cao – Nhược điểm
pH
<7
Nhiệt
độ
Thời
gian
>7
Caramel
hóa
Sẫm màu
nước mía
Phân hủy chậm khi
nhiệt độ < 550C, sản
phẩm phân hủy không
màu
Phân hủy nhanh khi
nhiệt độ > 550C, sản
phẩm phân hủy có
nhiều chất có màu
Nhiệt độ
cao
Số
Sẫm màu
nước mía
Maillard
Không bị
phân hủy
lượng
sản
phẩm
tạo
thành
tăng khi
thời gian
càng dài
Đường khử
Tốc độ
phản
ứng
tăng khi
nhiệt độ
tăng
Đường
Saccharose
Mất đường
Tăng nhớt
Hóa học
Acid + tocao
Thủy phân
Vụn mía
Bị chuyển
hoá tạo
thành
đường
chuyển hoá
Phân hủy
Sẫm màu
nước mía
Kiềm
Đường
saccharose
đường khử
Không bị phân huỷ
Độ nhớt
giảm
Chuyển
động tăng
Khó khăn
khi lắng
Vật lý
25
26
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Ảnh hưởng của các chất điện ly
Cation Ca2+– Gia vôi
Dạng vôi bổ sung CaO
CaO + H2O
Làm tăng pH dung dịch nước mía
Cân bằng trong dung dịch
Ca(OH)2
OH-
Anion:
Ca(OH)2
Ca2+
+
Phản ứng xảy ra giữa vôi và đường:
Ca(OH)2 + 2C12H22O11 2H2O + Ca(C12H21O11)2
Canxi saccharate tan
27
28
-
Trần Thị Thu Trà
- Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
7
Ảnh hưởng
vôi và nhiệt
tới kết lắng
C12H22O11 + Muoái Ca2+
+ acid (2e)
Cân bằng nước + vôi + saccharate
C12H22O11 + Ca(OH) 2 C12H20O11Ca + 2H2O
C12H22O11 .2CaO
<58 0C hay thöøa C12H22O11
58 - 850C
1/3C12H22O11 +2/3C12H22O11 .3CaO
2/3H2O
>900C hay thöøa Ca(OH)2 raén
2/3C12H22O11 .Ca + 4/3Ca(OH)2
29
30
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Tác dụng của anion An-
Tác dụng của ion OH-
Tạo muối với ion Ca2+ : Ca2+ + 2An- = CanA2
Phân loại:
Trung hòa các acid tự do
H+ + OH- = H2O
Muối canxi không tan: (S ≤ 10-3g/100g nước): carbonate,
oxalat, sunfate hoặc photphat,citrate, vinate canxi…
Tác dụng với ion kim loại tạo thành hydroxit keo tụ:
2Al3+ + 3[Ca2+2(OH)-] = 2Al(OH)3 + 3Ca2+
Mg2+ + Ca2+2(OH)- = Mg(OH)2 + Ca2+
Muối canxi khó tan (S ≈ 10g/100g nước): muối của acid
glicolic, malonic, ađipic, sucxinic, tricarboxilic, và
hyđroxixitronic.
Nếu trong dung dịch thừa OH-, sẽ tạo môi trường kiềm dẫn
Muối canxi dễ tan: muối của các acid: focmic, propionic,
đến hàng loạt phản ứng phân huỷ đường khử.
lactic, butiric, glutaric, saccharinic, aspastic, glutamic
Bổ sung các anion để tạo muối tủa với ion Ca2+
Trung hòa lượng vôi dư trong nước mía
Tạo muối canxi kết tủa
31
32
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
8
Phương pháp carbonate hoá: Bổ sung khí CO2
Phương pháp sulphite hoá: Bổ sung khí SO2
Phản ứng
Phản ứng xảy ra khi sục SO2 vào dung dịch nước:
-
H2CO3 H+ + HCO3
SO2 + H2O H2SO3
-
2-
HCO3
H+ + CO3
-
H2SO3
HSO3
H+ + HSO3
H+ + SO3
Ion CO32- phản ứng với vôi trong dung dịch:
-
2-
2-
Ca2+ + CO3 CaCO3
-
Ở pH 9,5: chỉ tồn tại ion SO32- (không có HSO3 )
Nhiệt độ tăng đến 70-800C, phản ứng tương đối hoàn toàn:
-
pH = 4,5 9,5: ion HSO3 nhiều hơn
C12H22O11 . CaO + CO2 C12H22O11 + CaCO3
2-
pH 4,5: hầu như không có ion SO3
Khi cho SO2 vào nước mía có vôi dư :
.
C12H22O11 . 2 CaO + 2 CO2 C12H22O11 + 2 CaCO3
C12H22O11 . 3 CaO + 3 CO2 C12H22O11 + 3 CaCO3
Ca(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + H2O
33
34
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Phương pháp phosphate hoá: Bổ sung P2O5
Các chất trợ lắng
(phatphat pentaoxit)
Mục đích: giúp kết lắng tốt hơn:
Chất hoạt động bề mặt
Thêm P2O5 vào trong nước mía đạt 0,4%,
Chất giúp kết tụ
Ưu điểm: thu nước mía trong hơn, loại nhiều keo hơn, muối
canxi trong nước mía ít, kết tụ nhanh, lọc nhanh, đường thành
phẩm có chất lượng tốt…
Bản chất:
Dung dịch phosphate
Nhược điểm: tăng lượng bùn, tốn nhiều vôi, giá thành cao
Flocculant: là một loại polymer tổng hợp tan tốt trong nước
Loaïi flocculant thoâng duïng nhaát laøm töø polyacrylamide ñaõ ñöôïc
thuûy phaân
CH2=CH–C–NH2
CH2=CH–C–O–Na+
O
O
Acrylamide
Sodium acylate
–CH2–CH–––––CH2–CH–––––
CONH2
COONa+
X
Y
35
36
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Maïch polyacylamide
9
Bổ sung enzyme
Dextranase: Enzyme thuỷ phân dextran
Thí dụ bổ sung 100ppm dextranase ở nhiệt độ 1000C có thể
làm giảm 61 – 85% dextran trong nước mía thô
Amylase: Enzyme thuỷ phân tinh bột:
Td 10 – 20% tinh bột trong nứơc mía bị thủy phân khi
thêm -amylase ở pH 6,5 , nhiệt độ 60 – 700C trong 8 phút
Các chất khác: dịch trích lô hội (3ppm) (Ấn độ); Guazuma
hembra ở Cotarica…
37
38
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Phối hợp các quá trình
trong giai đoạn hoá chế
Mục đích
Kiềm hóa
Ngăn ngừa sự chuyển hoá đường saccharose.
Thay đổi tuỳ thuộc:
Loại nguyên liệu
Loại sản phẩm
Công nghệ
Nước mía
hỗn hợp
Đông tụ một số chất keo tự nhiên: protein, pectin.
Kết tủa của các hydroxyde kim loại tạo keo nhân tạo kéo
theo những chất lơ lửng, và những chất không đường khác
lắng hay nổi.
Sữa
vôi
Anion
Kết tụ
Quy mô nhà máy
Phân huỷ một số chất không đường: đường khử, amit…
Gia nhiệt
Diệt VSV: với 0,3% - 0,8% CaO phần lớn vi sinh vật
không sinh trưởng
Các yếu tố ảnh hưởng
Lắng
Lọc
- Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
39
40
-
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
10
Noàng ñoä söõa voâi:10-18 0 Be.
Khi noàng ñoä söõa voâi töông ñoái cao
taïo tuûa nhanh
Yeâu caàu chaát löôïng voâi
Hoaø tan voâi
trong nöôùc
ñöôøng
CaO
>85%
MgO
<2%
SiO2
<0,6%
Fe2O3
<1%
Al2O3
<1%
CaCO3
<1%
giaûm löôïng nhieät boác hôi.
Noàng ñoä söõa voâi quaù ñaëc:
laøm taéc ñöôøng oáng daãn
Haøm löôïng CaO <85%: Theâm taïp chaát vaøo.
Haøm löôïng MgO >2% seõ gaây ra moät soá taùc haïi sau:
. Giaûm thaáp ñoä hoøa tan cuûa voâi, thôøi gian laéng keùo daøi.
. Taùc duïng vôùi ñöôøng khöû laøm taêng maøu saéc nöôùc mía
. MgO coù ñoä hoøa tan lôùn: ñoùng caën ôû caùc thieát bò gia nhieät
- boác hôi.
gaây neân hieän töôïng kieàm cuïc boä, laøm ñöôøng khöû phaân huûy.
. Laøm ñöôøng coù vò ñaéng
Al2O3, Fe2O3, SiO2 : taêng chaát keo, taêng maøu saéc nöôùc mía
vaø ñoùng caën dính vaøo thieát bò.
41
42
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Löôïng voâi
Haøm löôïng P2O5 trong nöôùc mía
Löôïng söû duïng: 0,5-0,9 kg voâi/1 taán mía. Khoâng coá ñònh phuï
thuoäc vaøo thaønh phaàn cuûa nöôùc mía
Hieäu quaû laøm saïch cuûa phöông phaùp voâi: phaûn öùng keát tuûa
cuûa voâi vaø P2O5 . Ca3(PO4)2
Duøng pH ñeå bieåu thò löôïng voâi cho vaøo nöôùc mía.
pH = 7: phaûn öùng taïo keát tuûa Ca3(PO4)2
Khi ñun noùng nöôùc mía ñaõ cho voâi seõ laøm pH (giaûm töø 0,2-
Haøm löôïng P2O5 trong nöôùc mía raát thaáp (khoaûng 300 mg/l
nöôùc mía) coù theå cho vaøo nöôùc mía acid photphoric hoaëc
muoái photphat hoøa tan ñeå naâng cao hieäu quaû laøm saïch.
0,5).
Moät phaàn Ca3(PO4)2 Ca(OH)2.nCa3(PO4)2 vaø moät muoái
acid hoøa tan phaân ly laøm giaûm trò soá pH.
Ca2HPO4 + Ca(OH)2 Ca3(PO4)2 + H3PO4
Khi nhieät ñoä cao vaø moâi tröôøng kieàm, ñöôøng khöû phaân huûy
taïo thaønh chaát maøu vaø caùc acid.
Do coù söï giaûm pH sau khi ñun noùng neân trò soá pH trong quy
trình coâng ngheä laø trò soá pH khi ñun noùng (thöôøng khoáng cheá
pH khoaûng 7)
43
44
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
11
Tac dung cua khuaáy sau khi cho voâi
Nhieät ñoä cho voâi
Nhieät ñoä cao coù taùc duïng
Taêng toác ñoä keát tuûa
Giaûm dung tích nöôùc buøn
Taêng maøu saéc cuûa nöôùc mía (do söï phaân huûy ñöôøng khöû)
Moät phaàn keo ñaõ keát tuûa hoøa tan laïi.
Khoáng cheá nhieät ñoä nöôùc mía ñeán soâi hoaëc cao hôn moät
chuùt → khoaûng 1050C.
Phaân boá voâi ñeàu trong nöôùc mía phaûn öùng ñöôïc dieãn ra
hoaøn toaøn.
Tröôøng hôïp noàng ñoä söõa voâi cao raát caàn khuaáy troän ñeå traùnh
hieän töôïng kieàm cuïc boä.
Thôøi gian khuaáy caøng daøi caøng giaûm dung tích buøn vaø taêng
ñoä tinh khieát cuûa nöôùc mía
45
46
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Cho voâi vaøo nöôùc mía laïnh
Cho voâi vaøo nöôùc mía noùng
Öu ñieåm
u ñieåm
Traùnh ñöôïc söï chuyeån
hoaù ñöôøng saccharose .
Neáu cho voâi ñeàu ñaën ,
coù theå traùnh ñöôïc söï
phaân huûy ñöôøng khöû .
Taïo tuûa döôùi taùc duïng cuûa
nhieät neân caàn ít voâi hôn (löôïng
voâi giaûm chöøng 15-20%)
Toác ñoä laéng töông ñoái nhanh
Traùnh hieän töôïng ñoùng caën.
Hieäu quaû laøm saïch toát.
Nhöôïc ñieåm
Neáu cho voâi thöøa khi
ñun noùng voâi seõ ñoùng
caën ôû thieát bò.
Hieäu suaát laøm saïch
thaáp .
höôïc ñieåm
Saccharose chuyeån hoùa thaønh
glucose + fructose maát
nhieàu ñöôøng. Nhieät ñoä cao,
voâi laøm bieán maøu saûn phaåm.
47
48
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
12
ñoaïn
Giai đoạn gia nhiệt
Öu ñieåm
Nâng nhiệt độ hỗn hợp nước
mía nhằm giảm độ nhớt của
dung dịch
Haït keát tuûa lôùn
Laéng nhanh vaø tieát kieäm
ñöôïc 35% löôïng
Loaïiñöôïcnhieàuchaátkhoâng
ñöôøng
Thiết bị gia nhiệt
Moãi coät gia nhieät coù nhieàu
ngaên, moãi ngaên coù nhieàu
oáng truyeàn nhieät.
Giaûm löôïng buøn
Hieäu suaát laøm saïch cao
Nhöôïc ñieåm
Nöôùc cheø ñi trong oáng, hôi
nöôùc ñi beân ngoaøi
Söï chuyeån hoaù vaø phaân
huûy saccharose töông ñoái
lôùn
Sô ñoà coâng ngheä phöùc taïp,
toán thieát bò.
1 - OÁng gia nhieät
2 - Taám gaén oáng
3 - Buoàng phaân phoái (töùc buoàng chung)
4 -Taám ngaên
5 - Naép
6 - Thaân boä gia nhieät
49
50
-
3/12/2013
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
Thiết bị gia vôi
51
52
Trần Thị Thu Trà
- Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
13
Sản xuất đường tinh luyện
Kết hợp vôi hoá – carbonate hoá và sulphit hoá
kiềm hoá – trung hoà
Gia vôi đến pH kiềm
Trung hoà lại bằng các anion tạo tủa
Phosphat hoá
Carbonate hoá
Sulphit hoá
53
54
-
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Thiết bị đốt lưu
huỳnh thu khí
SO2
Thiết bị sục khí
SO2
55
56
14
Thiết bị thông khí CO2
Hệ thống sục khí CO2
57
58
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Điều khiển quá trình lắng
LẮNG NƯỚC MÍA
Mục đích
Độ lớn của hạt kết tủa: Tăng kích thước hạt:
Ổn định pH để tạo kết tụ tốt nhất
Tách loại các chất kết tụ và keo ngưng tụ phân tán lơ lửng
trong nước mía.
Bổ sung một số chất trợ lắng-lọc
Số lượng bọt khí: Sục khí đảm bảo lượng bọt khí đủ để có thể lôi
cuốn các kết tủa lên bề mặt.
Làm trong nước mía.
Nguyên tắc thực hiện
Giảm độ nhớt dung dịch: Tăng và ổn định nhiệt độ 100-105oC
Nhiệt độ để các bọt khí nổi lên bề mặt có thể tích lớn nhất mà
không bị vỡ.
Dựa vào độ chênh lệch khối lượng riêng
Vận tốc lắng phụ thuộc
Không gây sôi dung dịch.
Nhiệt độ ổn định: Tránh đối lưu trong bồn lắng.
Chênh lệch khối lượng riêng
Kích thước hạt
Nồng độ dung dịch:
Độ nhớt của dung dịch
Nồng độ dung dịch cao: độ nhớt lớn ngăn cản quá trình tách
pha hiệu quả lắng giảm.
Nồng độ dung dịch thấp: Thiết bị lớn Tốn chi phí
Số lượng bọt khí
80-85% nước mía trong sau lắng
15-20% nước bùn được đưa vào máy lọc.
60
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
59
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
15
Thieát bò laéng
1
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
63
64
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
16
Loùng
Loïc
. Gạt bọt ra ngoaøi
Muïc ñích:
. Hoäp chöõ nhaät beân trong coù nhieàu ngaên gaáp khuùc, ñaùy
nghieâng 30o
Taän duïng thu hoài phaàn nöôùc ñöôøng coøn trong buøn
Nguyeân lyù loïc:
Maøng loïc loã nhoû: chaát kích thöôùc lôùn (buøn) bò giöõ laïi treân
maøng
Ñoäng löïc di chuyeån: cheânh leäch aùp suaát lôùn hôn toång löïc
caûn cuûa maøng vaø baõ loïc dung dòch loïc chaûy veà phía coù aùp
suaát thaáp hôn
Söû duïng maùy loïc chaân khoâng hay maùy loïc khung baûn
66
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán chaát löôïng loïc
Maùy loïc chaân khoâng
Eimco
Troáng loïc chia
laøm 3 vuøng:
Lớn, rắn
chắc
không bị
•Bổ sung chất
trợ lọc
•Tăng tỷ trọng
các hạt kết tủa
•Keo tụ các chất
keo.
Lọc nhanh
Lọc chậm.
Lọc chậm
Lọc chậm
Lọc nhanh
nén
Vuøng tieáp xuùc
vôùi nöôùc buøn: Chaân
Bé,không
đồng đều
tắc các lỗ
vải
Chất kết tủa
khoâng
mmHg
450-500
Tắc lỗ lọc
Dạng keo
nhày
Vuøng röûa vaø laøm
khoâ baõ buøn: Chaân
Tăng độ
nhớt
khoâng
mmHg
500-600
Tăng tốc
độ lọc
Chênh lệch áp suất:
Cao
Nén ép bã
lọc
Giảm tốc
độ lọc
Lọc ép khung bản: 2-
Vuøng maát chaân
khoâng
5 kG/cm2
Lọc của chân không:
260-500mmHg.
Thời gian
lọc tăng
Lượng bùn
nén tăng
Lực cản lọc
Áp lực lọc
tăng
tăng
Độ nhớt
giảm
Tốc độ lọc
tăng
Nhiệt độ đạt 90-95oC.
Nhiệt độ lọc tăng
67
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
17
Yeâu caàu kyõ thuaät trong quaù trình loïc chaân khoâng
Nhieät ñoä nöôùc buøn loïc: 85-90oC
Quaù thaáp:
Quaù cao
Taêng theâm löôïng chaát trôï loïc
Thêm löôïng nöôùc töôùi röûa treân beà maët loïc: 100-150% so vôùi
löôïng buøn loïc, nhieät ñoä 80oC.
69
70
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Loïc eùp khung baûn
72
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
18
So saùnh thieát bò loïc chaân khoâng vaø loïc khung baûn
Thieát bò loïc
Haïng muïc
Tyû leä
Chaân khoâng
Khung baûn
Beà maët loïc caàn thieát cho moät taán mía (m2)
Soá maùy
0,011 – 0,014 0,032 – 0,326
9/2
1/6
1 maùy
6 maùy (beà
(beà maët loïc
14m2)
maët loïc
46,5m2 /maùy )
Coâng nhaân
Dieän tích nhaø (m2)
2
14
8
28
1/4
1/2
Tieâu hao coâng suaát
1
2%
0,2 – 0,8
0,5
1,2
4%
2,0 – 6,0
3
1/1,2
1/2
1/6
Löôïng nöôùc röûa trung bình cho 1 taán mía
Phaàn ñöôøng coøn laïi trong buøn (%)
Toån thaát ñöôøng trung bình cuûa 1 taán mía
(%)
1/6
73
74
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Loaïi caùc chaát hoaø tan
d < 0,001m:
Chất höõu cô tan: chaát maøu, sản phẩm chuyển hóa có màu
của đöôøng khöû
Chaát voâ cô: K+, Na+, Cl-, SO42-...
Nguyên tắc tách loaïi:
75
76
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
19
Tác dụng tẩy màu dung dịch đường của SO2
Hấp phụ - taåy maøu bằng than hoạt tính
SO2 là chất khử: tiến hành phản ứng khử chất mang màu
Boå sung than hoaït tính:tyû leä 1 - 3% khoái löôïng nöôùc ñöôøng.
Boå sung boät trôï loïc vaøo dung dòch ñöôøng cuøng luùc vôùi than
Noàng ñoä dung dòch ñöôøng: 60-640Bx
pH: 7,0-7,2: Traùnh chuyeån hoùa ñöôøng
Nhieät ñoä dung dòch ñöôøng: 80-900 C
thành chất không màu hoặc màu nhạt hơn.
Quá trình khử chất màu: phá vỡ hệ cộng hưởng điện tử của
phần tử chất màu.
Xảy ra phản ứng khử tại nối đôi bằng axit sunfurơ hoặc bằng
muối của nó
Thôøi gian taåy maøu: 30-40 phuùt
Thieát bò haáp phuï: boàn khuaáy oån nhieät
Loïc: Taùch loaïi thaønh phaàn than hoaït tính ñaõ haáp phuï
Saûn phaåm thu ñöôïc sau coâng ñoaïn naøy goïi laø nöôùc ñöôøng
trong, goïi laø siro tinh loïc.
Thieát bò maùy loïc eùp khung baûn
Đối với mật chè và đường non, hiện tượng trở lại chất màu ban
đầu không nhiều.
77
78
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
Trao ñoåi ion
Chaát trao ñoåi ion laø: hôïp chaát cao phaân töû, khoâng tan trong
nöôùc, coù khaû naêng trao ñoåi ion cuûa mình vôùi caùc ion khaùc coù
trong dung dòch
Phaân loaïi:
Chaát trao ñoåi ion döông Cationit: Coù tính acid
R – SO3(H): Acid maïnh trao ñoåi moïi pH
R – COOH: Acid trung bình trao ñoåi ôû pH 7
R – OH : Acid yeáu trao ñoåi ôû pH > 7
Chaát trao ñoåi ion aâm: Anionit: Coù tính kieàm
– NH2 = NH hay N
RNH2
RNH3
+
+
HCl
OH-
RNH3Cl
+
+ HCl RNH3Cl + HOH
79
80
Trần Thị Thu Trà
Trần Thị Thu Trà
3/12/2013
3/12/2013
20
Tải về để xem bản đầy đủ
28 trang
27820
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Công nghệ sản xuất đường và bánh kẹo - Bài 3: Công đoạn làm sạch nước mía", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_cong_nghe_san_xuat_duong_va_banh_keo_bai_3_cong_do.pdf
