CÁC CHẾ ĐỘ NẤU ĐƯỜNG

5.1 . Mục đích đặt chế độ nấu đường :

– Bão đảm chất lượng đường thành phẩm

– Tăng hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất

– Cân bằng nguyên liệu và bán thành phẩm.

5.2 . Cơ sở đặt chế độ nấu :

– Dựa vào độ tinh khiết mật chè sau khi làm sạch

Theo lý thuyết nếu AP mật chè < 80% nấu hai hệ

> 80% nấu ba hệ

> 86% nấu 4 hệ hoặc hơn 3 hệ

Trong thực tế ứng dụng cơ sở này rất linh hoạt

– Dựa vào yêu cầu chất lượng sản phẩm. Nếu chất lượng sản phẩm cao, để giảm độ tinh khiết

mật cuối nên nấu nhiều hệ hơn.

– Dựa vào trình độ thao tác của công nhân và tình hình thiết bị của nhà máy. Trình độ công

nhân cao, thiết bị tốt có thể nấu nhiều hệ hơn.

5.3 . Nguyên tắc :

Kinh tế nhất, lượng nấu lại ít nhất, chất lượng sản phẩm đạt yêu cầu cao nhất, tổn thất

đường trong mật cuối thấp nhất, nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị.

5.4 . Các chế độ nấu đường thông thường :

Hiện nay ít dùng chế độ nấu đường trực tiếp tức là dùng mật chè nấu như sau : Mật

chè nấu đường non A, rồi dùng mật A nấu đường non B, mật B nấu đường non C v..vv. Nấu

đường trực tiếp thường không bão đảm chất lượng đường và không đảm bão kinh tế.

Non A Non B Non C

Cát A Mật A Cát B Mật B Cát C Mật C

Hiện nay thường dùng chế độ hỗn hợp tức là nấu nhiều loại đường, mỗi loại được nấu

từ nhiều loại nguyên liệu do yêu cầu sản phẩm và tính toán phối liệu.

a. Nấu hai hệ A – C :

Hệ này áp dụng cho các nhà máy sản xuất đường thô và mật chè có độ tinh khiết thấp

theo sơ đồ :

M ật ch è

Non A Non C

Đường A Mật trắng Mật nâu Đường C Mật cuối

Đường hồ

Hiện nay có nhiều sơ đồ nấu 2 hệ khác. Ví dụ như:

b. Nấu ba hệ A – B – C :

Chế độ nấu này là chế độ phổ biến nhất để nhận đường cát trắng với độ tinh khiết cao.

Chế độ nấu 3 hệ như theo sơ đồ sau :

M ật ch è

Non A Non B Non C

Cát A Mật trắng Mật nâu Cát B Mật B Cát C Mật cuối

Hòa tan lại

Đường hồ

Theo sơ đồ này sản phẩm là đường A. Đường B và C cũng có thể là sản phẩm. Nhưng

thông thường đường B và đường C hòa tan lại để nấu đường non A hoặc đường B được trộn

với mật chè thành đường hồ, làm giống nấu non A.

Cũng có thể có nhiều sơ đồ nấu khác, ví dụ như sơ đồ hinh 5.3.

5. 3

c. Nấu 4 hệ

Khi độ tinh khiết mật chè cao nấu 4 hệ để giảm tổn thất đường trong mật cuối. Chế độ

nấu 4 hệ theo sơ đồ sau :

M ật ch è

Non A Non B Non C Non D

Thành phẩm Mật trắng Mật nâu Đường B Mật B Đường C Mật C Đường D Mật cuối

Hoà tan lại

Hồ

Hòa tan lại

6. Tính phối liệu hệ thống nấu đường :

Sau khi định ra chế độ nấu với các loại nguyên liệu sẵn có trong phân xưởng, cần tính

phối liệu để tiến hành nấu các loại sản phẩm theo yêu cầu.

Phần tính toán này còn ứng dụng để tính cân bằng toàn phân xưởng nấu đường và tính

toán lượng sản phẩm trong các định kỳ sản xuất.

6.1 . Phương pháp đại số :

a. Tính chất rắn nguyên liệu có độ tinh khiết cao (X%) so với chất rắn đường non

Gọi Q1 : Độ tinh khiết nguyên liệu có độ tinh khiết cao

Q2 : Độ tinh khiết nguyên liệu có độ tinh khiết thấp

Q0 : Độ tinh khiết của đường non cần nấu

Muốn có một phần đường non cần X phần nguyên liệu có độ tinh khiết Q1 và (1-X)

phần nguyên liệu có độ tinh khiết Q2

Cân bằng trọng lượng đường ta có :

1 . Q0 = X . Q1 + (1 – X) Q2

=> X Q0 Q2 x100

Q1 Q2

VD : Muốn nấu 1 tấn đường non có độ tinh khiết 73% từ mật A có Q2 = 70% và giống

B có Q1 = 78% thì lượng giống cần nấu là X 73 70 0,37 tấn hoặc 37%

78 70

b. Tính chất rắn có độ tinh khiết thấp (x’%) so với chất rắn đường non :

Ta có : x’ = 1 – X = 1 – Q0 Q2 .100

Q1 Q2

x’ = Q1 Q0 .100

Q1 Q2

c. Tính chất rắn nguyên liệu có độ tinh khiết thấp (x%) so với chất rắn nguyên liệu có

độ tinh khiết cao.

Giả thiết chất rắn nguyên liệu có độ tinh khiết cao là 1

Ta có : 1.Q1 + xQ2 = (1 + x) Q0

x Q1 Q0 .100

Q0 Q 2

2. Phương pháp nhân chéo :

Phương pháp này đơn giản. Các ký hiệu sử dụng như trên

* Tính lượng nguyên liệu có độ tinh khiết cao và lượng nguyên liệu có độ tinh khiết

thấp so với lượng đường non cần nấu :

Q0 Q 2

Q0 Q1 Q2

Q1 Q0

Q1 Q2

Lượng nguyên liệu có độ tinh khiết thấp so với đường non là :

Q1 Q0

 Q1 Q0

(Q 0 Q 2 ) (Q Q 0 ) Q Q 2

Nếu nấu A tấn đường non thì các tỷ lệ trên được nhân với A.

Ví dụ trên để nấu 20 tấn đường non B :

73 70 . 20 7,4 tấn giống

Giống 78

73 78 70

Mật A 70

78 73 . 2013,6 tấn mật A

78 70

3. Tính hiệu suất kết tinh và hiệu suất thu hồi đường

* Hiệu suất kết tinh : là % lượng đường kết tinh so với chất rắn trong đường non x.

Gọi Q0 : độ tinh khiết đường non

100 : độ tinh khiết đường kết tinh

Qm : độ tinh khiết của mật

Ta có : 1.Q0 = x . 100 + (1 – x) . Qm

x Q0 Qm .100

Q1 Qm

* Hiệu suất thu hồi : là % chất rắn của thành phẩm so với chất rắn trong đường non.

Gọi Qt : độ tinh khiết của thành phẩm. Các kí hiệu khác được sử dụng như trên

Ta có : 1.Q0 = Qt . x + (1 – x) . Qm

x Q0 Qm .100

Qt Q m

7. Kết tinh làm lạnh:

7.1 . Mục đích :

Ở giai đoạn cuối của quá trình nấu một nồi đường, tinh thể tuy đã lớn lên nhất định và

thành phần đường trong mẫu dịch còn nhiều, nhưng do điều kiện độ chân không, thiết bị và độ nhớt đường non lớn, nếu vẫn tiếp tục trong nồi nấu thì tốc độ kết tinh sẽ rất chậm, thời

gian kéo dài, ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm. Vì vậy khi nấu đến nồng độ chất khô

nhất định đối với mỗi nồi, cho đường non vào thiết bị làm lạnh để kết tinh thêm, đồng thời

cho đường non thích ứng với điều kiện li tâm.

7.2. Nguyên tắc :

Kết tinh làm lạnh là tiếp tục làm cho đường non từ nồi nấu đạt quá bão hòa và kết tinh

bằng phương pháp giảm nhiệt độ tức là làm lạnh đường non.

Do nhiệt độ giảm, độ hòa tan của đường giảm, đường non đạt trạng thái quá bão hoà,

tinh thể có thể hấp thụ phần đường non trong mẫu dịch, tăng hiệu suất thu hồi, giảm tổn thất

trong mật cuối.

7.3. Kết tinh làm lạnh đường nn cuối: Trong chế độ nấu đường nhiều hệ (ba hệ A,

B, C), đối với đường non A, B do mật A, B còn dùng phối liệu nấu lại nên việc kết tinh làm lạnh không cần phải nghiêm ngặt lắm. Thiết bị KTLL có tác dụng như một thùng chứa trước

khi li tâm.

Còn đối với đường C cần phải qua KTLL vì mật C là mật cuối, nhiều tạp chất, độ nhớt

lớn, không dùng nấu lại được, cần làm tinh thể đường hấp thụ phần đường trong mẫu dịch ở mức độ cao nhất để giảm tổn thất đường trong mật. Do đó KTLL đường non C được xem là

một trong những khâu quan trọng nhất để tăng hiệu suất thu hồi, giảm tổn thất cho nhà máy.

Quá trình kết tinh làm lạnh đường non cuối có những khó khăn sau đây :

– Quá trình kết tinh chậm do độ nhớt cao không tương ứng với sự giảm hệ số quá bão hòa. Có

khi độ quá bão hòa tăng lên sinh ra các tinh thể “dại”

– Độ nhớt mật quá cao, li tâm khó.

– Độ nhớt đường non cao dẫn đến ngừng trệ quá trình kết tinh, gẫy trục khuấy.

Vì vậy cần phải khống chế tốt quá trình kết tinh như sau

– Hệ số quá bão hòa = 1,1 để tránh tạo kết tinh dại

– Giảm nhiệt độ theo một chế độ thích0 hợp

– Tốc độ giảm nhiệt độ khoảng 1- 1,5 C, nhiệt độ máy ly tâm là 45 – 550C.

– Khống chế tốc độ khuấy trộn, đảm bão đường non không bị lắng xuống đáy thiết

bị, tinh thể phân bố đều, bão đảm quá trình truyền nhiệt nhanh. Không nên khuấy nhanh dễ

gẫy trục và tinh thể bị hòa tan. Thường khuấy với v= 0,36 – 10v/ph.

– Tính toán tốt thành phẩm đường non và thành phần mật cái để giảm độ nhớt.

– Hàm lượng tinh thể, kích thước tinh thể phải đảm bão tính đồng đều và tốc độ kết

tinh nhanh.

7.4.Cấu tạo thiết bị kết tinh làm lạnh:

Quá trình kết tinh lam lạnh được thực hiện trong các thiết bị thùng hở. Để giảm thể tích

thùng và tăng nhanh quá trình kết tinh, thường dùng phương pháp làm lạnh cưỡng bức bằng bề mặt truyền nhiệt kiểu ruột gà (đối với đường non A,B) (hình 5.4) và kiểu các đĩa khuyết

quay đối với đường non cuối (hình 5.5)

Hình 5.4: Thiết bị kết tinh ống ruột gà.

1 – Thân thiết bị 2 – Cánh khuấy 3 – Trục.

Hình 5.5: Thiết bị kết

tinh loại đĩa khuyết

quay.

1 – Thân thiết bị

2 – Trục quay.

3 – Cửa tháo đường non.

4 – Đia khuyết.

5 – Bộ phận truyền động.

6 – Đường non vào.

Trong thiết bị đĩa khuyết quay, đường non và nước làm lạnh đi ngược chiều. Nước

làm lạnh đi trong đĩa theo đường ziczac nhờ bên trong đĩa có các tấm ngăn, rồi chuyển dần từ

chỗ này sang chỗ khác, qua các đoạn trục nối 2 đĩa và ra ngoài theo đoạn trục rỗng cuối cùng. Các đĩa khuyết được lắp đối diện nhau, để đường non chuyển động từ đầu đến cuối thiết bị.

Ưu điểm của thiết bị là diện tích làm lạnh lớn, hệ số truyền nhiêt cao.

Hiện nay, đối với trợ tinh đường non cuối, còn sử dụng thiết bị trợ tinh kiểu đứng, rất

có hiệu quả trong việc nâng cao hiệu suất thu hồi đường, giảm tổn thất.

Hình 5.6. Thiết bị trợ tinh đứng trong nhà máy đường