ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-1-

Thiết kế nhà máy đường thô

MỞ ĐẦU
Ngành mía đường đóng vai trò rất quan trọng cung cấp nguyên liệu cho ngành
thực phẩm và nhu cầu tiêu thụ của người dân. Điều này cho thấy đầu ra của ngành
mía đường rất ổn định. Tuy nhiên, Việt Nam đã là thành viên chính thức của tổ chức
thương mại thế giới WTO, vì vậy các doanh nghiệp sản xuất đường trong nước phải
không ngừng nỗ lực và nâng cao vị thế của mình trước sự cạnh tranh gay gắt của
các doanh nghiệp nước ngoài.
Đã từng có quan điểm cho rằng không nên tiếp tục đầu tư phát triển cho ngành
mía đường vì nhập khẩu rẻ hơn. Tuy nhiên, theo các chuyên gia, ngành mía đường
Việt Nam vẫn còn cơ hội vì tiềm năng nội sinh của ngành đường Việt Nam còn rất
lớn. Việt Nam có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phát triển của cây mía nên có thể
mở rộng vùng nguyên liệu. Chi phí nhân công rẻ, trường tiêu thụ lớn. Nhu cầu tiêu
thụ nội địa của Việt Nam ngày càng tăng cao (năm 2011 khoảng 1,3 triệu tấn). Từ
năm 2000, ngành mía đường đã được Đảng và Nhà nước ta xác định là một trong
những ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam, nên được sự ưu đãi về thuế và các
chính sách của chính phủ nên hoạt động của ngành ít chịu rủi ro do biến cố của thị
trường. Do đó nếu biết khai thác chắc chắn sẽ tạo ra năng lực cạnh tranh và hội
nhập một cách bền vững.
Hiện tại, Việt Nam có khoảng hơn 40 nhà máy sản xuất đường nhưng chỉ đáp
ứng 70% nhu cầu tiêu thụ của cả nước, còn lại chủ yếu nhập khẩu từ nước ngoài.
Do đó thị trường nội địa có khả năng khai thác tốt [15].
Từ những phân tích trên thì việc xây dựng thêm nhà máy đường hiện đại và
việc đầu tư để phát triển diện tích vùng trồng mía là điều vô cùng cấp bách và cần
thiết. Chính vì vậy việc “ Thiết kế nhà máy sản xuất đường thô hiện đại năng suất
2600 tấn mía/ ngày “ là rất cần thiết.

trường sang nước ngoài [16].
1.2. VÙNG NGUYÊN LIỆU
Với vị trí nhà máy thì nguồn nguyên liệu chính được cung cấp 8 xã áp sông
Sêpôn là Thuận, Thanh, Xy, A Xing, A Túc, A Dơi, Tân Long, Tân Thành và thị trấn
Lao Bảo. Đây là vùng được tỉnh chọn quy hoạch làm vùng nguyên liệu trồng mía từ
các năm về trước, với diện tích 8.000 ha. Trong đó xã Tân Long và Tân Long được
chọn làm vùng nguyên liệu trọng điểm. Ngoài ra nhờ hệ thống giao thông quốc lộ 9
rất thuận lợi để vận chuyển mía từ các huyện, tỉnh lân cận đến, như huyện Triệu
Phong, Đakrông, Cam Lộ, Gio Linh, tỉnh Thừa Thiên Huế, Quảng Bình, đồng thời
có thể vận chuyển mía từ nước bạn Lào sang để sản xuất.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-3-

Thiết kế nhà máy đường thô

1.3. HỢP TÁC HÓA VÀ LIÊN HIỆP HÓA
Nhà máy được xây dựng ở thị trấn Lao Bảo nên rất thuận tiện cho việc liên kết
với nhà máy nước tăng lực Super Horse. Đặc biệt nhà máy đặt ở Lao Bảo giáp với
nước bạn Lào, nên việc mở rộng thị trường ngoài nước có khả thi hơn. Trong một
tương lai không xa, Lao Bảo- hành lang kinh tế Đông Tây sẽ được đầu tư nhiều nhà
máy khác thì việc hợp tác hóa sẽ dễ dàng hơn. Ngoài ra để tiêu thụ một số sản phẩm
phụ và phế phẩm thì có thể liên kết với một số nhà máy khác như nhà máy giấy,
phân bón, thức ăn gia súc… Những nhà máy này cũng được đặt ở trong tỉnh.

Thiết kế nhà máy đường thô

1.7. NGUỒN CUNG CẤP VÀ XỬ LÝ NƯỚC
Tuỳ theo mục đích sử dụng mà từng loại nước phải đảm bảo chỉ tiêu hoá lý,
sinh học nhất định.
Nhà máy sử dụng nước chủ yếu lấy từ sông Sêpôn, hệ thống nước ngầm. Ta
cần phải xử lý trước khi đưa vào sản xuất tuỳ theo mục đích sử dụng. Nước trong
sản xuất có các dạng sau:
− Nước lọc trong: nước qua lắng được đưa đi lọc để loại triệt để các tạp chất mà
quá trình lắng không loại được.
− Nước sau lọc trong đem làm mềm qua cột trao đổi ion để khử độ cứng rồi
cung cấp cho lò hơi.
1.8. XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Ô nhiễm môi trường đang là mối lo lắng của toàn xã hội. Vì là nhà máy có
nước thải chứa nhiều chất hữu cơ nên phải đặt công tác xử lý nước thải là một trong
những mối quan tâm hàng đầu, để góp phần làm cho môi trường trong xanh, sạch
đẹp. Nước thải của nhà máy phải tập trung lại và xử lý trước khi xả ra sông theo
đường cống riêng. Trong quá trình xử lý, rác rưởi đem đi xử lý định kỳ. Còn bùn
lắng được đem ủ yếm khí và phơi để làm phân bón vi sinh.
1.9. GIAO THÔNG VẬN TẢI
Giao thông vận tải đóng vai trò quan trọng đối với các nhà máy đường. Nhà
máy phải vận chuyển hàng ngày một khối lượng lớn nguyên liệu, nhiên liệu…về
nhà máy cũng như vận chuyển sản phẩm và phụ phẩm đến nơi tiêu thụ.
Nhà máy có vị trí gần quốc lộ 9 và xung quanh khu vực có một hệ thống
đường liên thôn liên xã nâng cấp khá tốt sẽ là lợi thế để giảm chi phí vận chuyển,
lưu thông hoạt động dễ dàng.
1.10. NGUỒN NHÂN CÔNG
Tỉnh Quảng Trị là một tỉnh còn rất nghèo. Dân số đông, cuộc sống nhân dân
còn nhiều cơ cực, và tỉnh có các huyện miền núi đông dân cư. Nên việc xây dựng
nhà máy sẽ giải quyết được một phần lao động trong khu vực, tạo điều kiện cho tỉnh


-6-

Thiết kế nhà máy đường thô

PHẦN 2. TỔNG QUAN
2.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH MÍA ĐƯỜNG
2.1.1. Tình hình ngành mía đường trên Thế Giới
Việc sản xuất đường trên thế giới đã có từ rất lâu đời vào khoảng thế kỷ thứ
16, Ấn Độ là nước sản xuất đầu tiên, họ đã biết chế biến mật đường thành đường
tinh thể. Từ đó, kỹ thuật sản xuất đường phát triển sang Ba Tư, Ý, Bồ Đào Nha,
đồng thời đưa việc tinh luyện đường thành một ngành công nghệ mới.
Lúc đầu công nhiệp đường còn rất thô sơ, người ta ép mía bằng 2 trục gổ
đứng, lấy sức kéo trừ trâu bò, lắng trong bằng vôi, vô đặc bằng chảo và kết tinh tự
nhiên. Tuy công nghiệp đường có từ lâu đời, nhưng 200 năm trở lại đây mới được
cơ khí hóa, tự động hoá [17].
Đến nay, đường được sản xuất tại hơn 100 nước, trên 70% tiêu thụ nội địa. Ba
nước xuất khẩu đường chủ yếu là Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc, chiếm 50% sản lượng
và 56% xuất khẩu của thế giới [18].

Biểu đồ 2.1: 10 nước sản xuất đường lớn nhất thế giới niên vụ 2010 – 2011
(ĐV: 1000 tấn) [18]
Phụ thuộc nhiều vào mùa vụ và chính sách của mỗi quốc gia nên giá đường
thế giới luôn biến động. Cuối năm 2005 đến đầu 2006, giá đường thế giới tăng từ
0,12 USD/1lb (= 0,454gr) lên 0,18 USD/1lb do gia tăng lượng đường dùng để sản
xuất ethanol ở Brazil. Dự báo giá đường từ nay đến 2014 giá sẽ giảm nhiều do sản
lượng tăng nhiều hơn tiêu thụ [18].

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh


dự kiến đạt 1,6 triệu tấn, trong đó đường luyện là 750.000 tấn [19].
Những năm vừa qua nhiều nhà máy đường hiện đại có công suất lớn được xây
dựng. Nhưng theo số liệu thống kê thì sản lượng đường sản xuất trong nước vẫn
chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ nội bộ. Trong thời gian gần đây ngành đường
gặp tình trạng khó khăn do nhiều lý do khác nhau: tác động quan trọng về quy
hoạch vùng nguyên liệu, đầu tư chưa đúng mức và trọng tâm, cũng như về quản lý
thị trường, từ đó dẫn đến tồn đọng sản phẩm, nhà máy sản xuất cầm chừng, nông
dân không bán được sản phẩm mía trồng dẫn đến chán đầu tư hoặc chuyển đổi
giống cây trồng có giá trị kinh tế hơn, từ đó diện tích canh tác mía bị thu hẹp.
Mặc dù vậy ngành mía đường vẫn là một ngành quan trọng ở nước ta bởi nó
góp phần đáp ứng lượng đường tiêu thụ cho khu vực và cả thế giới, nâng cao từng

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-8-

Thiết kế nhà máy đường thô

bước mức dinh dưỡng trong khẩu phẩn ăn hàng ngày, tạo điều kiện cho các ngành
kinh tế khác phát triển, tận dụng đất hoang đồi trọc và đất nông nghiệp có hiệu quả
thấp so với trồng mía, tạo công ăn việc làm cho nông dân và lao động dư thừa. Góp
phần nâng cao trình độ chế biến, chuyển dần sang hình thức sản xuất đường cơ giới
với công nghệ tiên tiến, thay thế đân lượng đường tiểu thủ công nghiệp tiêu hao
nguyên liệu mía gần gấp đôi so với sản xuất công nghiệp.
2.2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA


ghép nội chi phức tạp. Chúng được trồng để thu hoạch nhằm sản xuất đường [16].

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-9-

Thiết kế nhà máy đường thô

 Thành phần hóa học của mía [1]
Thành phần hóa học của mía thay đổi theo giống mía, đất đai, chế độ canh tác,
thời tiết, thời điểm thu hoạch,… Thành phần hóa học trung bình của mía chín như
sau: Nước: 70 – 75%, Đường khử: 0,3 – 2%, Xơ: 9 – 14%, Các chất phi đường
khác: 1 – 3%, Sacaroza: 10 – 16%
 Đường sacaroza [1]
Sacaroza là thành phần quan trọng nhất của cây mía, là sản phẩm của công
nghệ sản xuất đường, là một disacarit có công thức C 12H22O11. Trọng lượng phân tử
là 342,30. Sacaro được cấu tạo từ hai đường đơn là α, d - glucoza và β, d – fructoza.
Công thức cấu tạo được biểu diễn như sau:

Hình 2.3: Công thức cấu tạo đường saccaroza
− Tính chất vật lý: Là tinh thể sacaroza thuộc hệ đơn tà, trong suốt, không màu,
tỉ trọng 1,5878 g/ml, nhiệt độ nóng chảy 186 – 1880C, khối lượng phân tử 342,3 đvC.
+ Độ hòa tan: Sacaroza dễ hoà tan trong nước, không tan trong các dung môi
hữu cơ. Độ hòa tan tăng theo chiều tăng của nhiệt độ. Độ hoà tan của sacaroza còn


11

2

sacaroza

C6H12O6 + C6H12O6
glucoza fructoza

+ 66,50

+ 52,50

- 93,00

Hỗn hợp đường thu được có góc quay ngược với góc quay cực của đường
sacaroza nên gọi là hỗn hợp đường nghịch đảo. Đường sacaroza bị chuyển hoá làm
giảm sản lượng đường, giảm hiệu suất thu hồi đường. Đó là một sự tổn thất đường
rất quan trọng trong sản suất đường, cần cố gắng tránh hoặc giảm thiểu.
+ Tác dụng với chất kiềm: Phân tử sacaroza không có nhóm hidroxyt glucozit
nên không có tính khử. Trong môi trường kiềm, sacaroza có thể coi như một axit
yếu, vì vậy nó tác dụng với vôi tạo thành sacarat, phản ứng này phụ thuộc vào nồng
độ dung dịch, lượng kiềm và lượng sacaroza.
Ở pH từ 8 – 9 và đun nóng trong một thời gian dài, sacaroza bị phân huỷ thành
các hợp chất có màu vàng và màu nâu. Môi trường kiềm ở nhiệt độ cao, đường bị
phân huỷ tạo ra các axit và các chất màu, tốc độ phân huỷ tăng theo độ pH.
+

Tác dụng của nhiệt độ: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao (160-180 0C),

− Phương pháp ép vẫn được sử dụng phổ biến từ mấy trăm năm nay. Nguyên lý
chung của phương pháp là xé và ép dập cây mía nhằm phá vỡ các tế bào để lấy
nước mía. Ép mía là công đoạn đầu tiên của cả quá trình sản xuất đường, được chia
làm các giai đoạn nhỏ như sau: vận chuyển cấp mía vào máy ép, xử lý mía trước khi
ép, ép dập và ép kiệt.
− Phương pháp khuếch tán ra đời sau phương pháp ép, tuy nhiên nó lại có nhiều
ưu điểm, đặc biệt là hiệu suất lấy nước mía cao hơn. Nguyên lý của phương pháp
này là dựa vào hiện tượng khuếch tán có nghĩa là hai dung dịch có nồng độ khác
nhau tập trung lại sát bên nhau hoặc chỉ cách nhau một màng mỏng, tự trao đổi với
nhau bằng thẩm thấu xuyên qua màng mỏng ấy. Công nghệ khuếch tán bao gồm các
công đoạn: xử lý mía, khuếch tán nước mía, ép nước khỏi bã mía và xử lý nước ép.
b) Làm sạch nước mía [1]
 Mục đích:
Trung hòa axit trong nước mía hỗn hợp để hạn chế đường sacaroza chuyển
hóa. Loại tối đa các chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp, đặc biệt các chất
có hoạt tính bề mặt và chất keo để nâng cao hiệu suất thu hồi đường. Loại bỏ những
chất rắn dạng lơ lửng, các chất màu để nâng cao phẩm chất đường thành phẩm.
 Nguyên lý chung của các phương pháp làm sạch
Dùng các biện pháp lý- hóa học để làm ngưng kết các thể keo trong nước mía,
làm kết tủa các tạp chất hoặc lợi dụng tác dụng hấp phụ của các chất kết tủa (là các
muối caxi) chuyển chúng nằm ở trạng thái rắn rồi loại đi bằng cách lắng, lọc,…
Các dụng cụ, thiết bị để thực hiện việc làm sạch nước mía như: lắng, lọc, gia
vôi, sunfit hóa, gia nhiệt,…

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

không đường cùng kết tủa. Phân ly muối sacarat canxi tạo thành sacaroza và CaCO 3
kết tủa. Nếu CO2 dư sẽ làm tan kết tủa CaCO3 làm đóng cặn trong thiết bị truyền
nhiệt và bốc hơi.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 13 -

Thiết kế nhà máy đường thô

+ Tác dụng của P2O5: ở dạng muối hoặc axit sẽ kết hợp với vôi tạo thành kết
tủa Ca3(PO4)2, kết tủa này có tỷ trọng lớn có khả năng hấp thụ chất keo và chất màu
cùng kết tủa. Khi vôi làm sạch nước mía có đủ lượng P 2O5 nhất định thì hiệu quả
làm sạch tăng rõ rệt.
c) Cô đặc nước mía [1]
 Mục đích:
Nước mía sau khi làm sạch có nồng độ chất khô khoảng 12 – 15Bx. Tùy theo
độ tinh khiết của nước chè trong, muốn đường sacaroza kết tinh, ta phải nâng nồng
độ mật chè lên khoảng 65Bx.
 Cơ sở lý thuyết:
Trong quá trình bốc hơi, tuy rằng tiêu hao một lượng hơi nhiều nhưng đồng
thời cũng sản sinh ra một lượng hơi thứ lớn. Hơi thứ có nhiệt độ cao, nên được sử
dụng làm nguồn nhiệt cho các công đoạn khác như nấu đường, gia nhiệt. Do đó,
công đoạn bốc hơi là trung tâm hệ thống nhiệt của toàn nhà máy, là trạm cung cấp
hơi áp lực thấp. Có phương án bốc hơi hợp lý sẽ giảm tiêu hao năng lượng hơi và

đường sẽ điền vào không gian của phân tử nước, kết hợp với phân tử nước tạo thành
trạng thái cân bằng. Khi số lượng phân tử đường vượt quá số lượng phân tử lúc bão
hoà tạo thành trạng thái quá bão hoà thì sự cân bằng bị phá vỡ. Khi phân tử đường
nhiều đến một số lượng nhất định, thì khoảng cách giữa chúng ngắn lại, cơ hội va
chạm tăng lên, vận tốc giảm đi tương ứng và đạt tới mức lực hút giữa các phân tử
lớn hơn lực đẩy, khi đó một số phân tử đường kết hợp với nhau hình thành thể kết
tinh rất nhỏ tách khỏi nước đường, từ đường ở trạng thái hoà tan trở thành đường ở
thể rắn. Đó là các tinh thể đường hình thành sớm nhất gọi là nhân tinh thể [10].
− Sự lớn lên của mầm tinh thể:
Sau khi nhân tinh thể xuất hiện mà dung dịch đường vẫn ở trạng thái quá bão
hoà thấp thì những phân tử đường ở gần nhân tinh thể không ngừng bị mặt ngoài
của nhân tinh thể hút vào, lắng chìm vào bề mặt tinh thể, đồng thời xếp từng lớp
ngay ngắn theo hình dạng tinh thể làm cho tinh thể lớn dần lên. Trong quá trình đó ,
do các phân tử đường không ngừng lắng chìm vào tinh thể nên số lượng phân tử
đường trong nước đường gần bề mặt tinh thể giảm đi và số lượng phân tử đường
trong nước đường xa bề mặt tinh thể tăng lên tương đối, hình thành hai khu vực
nồng độ thấp và nồng độ cao. Do 2 khu vực nồng độ khác nhau nên xuất hiện hiện
tượng khuếch tán của các phân tử đường từ khu vực nồng độ cao sang khu vực nồng
độ thấp, đến rìa tinh thể bị tinh thể hút vào và lắng chìm xuống. Quá trình cứ tiếp
tục như vậy làm cho tinh thể đường lớn dần lên [10].
e) Ly tâm – sấy
− Ly tâm: là giai đoạn tách tinh thể ra khỏi mật bằng lực ly tâm trong các thùng
quay với tốc độ cao. Sau khi ly tâm thu được đường mật nâu và mật trắng.
− Sấy: nhằm mục đích làm cho màu sắc thành phẩm được bóng sáng, đường khô
và đường không bị biến chất khi bảo quản.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


phương pháp vôi, phương pháp sunfit hoá và phương pháp cacbonat hoá. Mỗi
phương pháp có những yêu cầu về công nghệ, thiết bị, kỹ thuật khác nhau.
a) Phương pháp vôi
Phương pháp vôi có từ lâu đời và là phương pháp đơn giản nhất làm sạch nước
mía chỉ dưới tác dụng của nhiệt và vôi, và thu sản phẩm đường thô.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 16 -

Thiết kế nhà máy đường thô

Phương pháp vôi chia làm 3 loại sau: cho vôi vào nước mía lạnh, cho vôi vào
nước mía nóng, cho vôi nhiều lần đun nóng nhiều lần (phân đoạn).
 Ưu nhược điểm phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh:
− Ưu điểm: Quản lý thao tác đơn giản. Trước khi đun nóng, cho vôi vào nước
mía đến trung tính, tránh được chuyển hóa đường sacaroza. Nếu cho vôi đều đặn có
thể tránh được sự phân giải đường khử.
− Nhược điểm: Lượng vôi sử dụng nhiều. Độ hòa tan của vôi ở nước mía lạnh
tăng. Nếu vôi quá thừa sau khi đun nóng vôi sẽ đóng cặn ở thiết bị. Hiệu quả làm
sạch thấp.
 Ưu nhược điểm phương pháp cho vôi vào nước mía nóng:
− Ưu điểm: Loại protein tương đối nhiều. Do nhiệt độ cao tạo sự kết tủa
Ca3(PO4) tương đối hoàn toàn. Hiệu quả làm sạch tốt. Sự chênh lệch độ tinh khiết
của nước mía cao. Tốc độ lắng lớn, dung tích nước bùn nhỏ.

chế không tốt dễ sinh hiện tượng đường phân hủy.
c) Phương pháp sunfit hoá hay phương pháp SO2
Đây là phương pháp dựa trên nguyên tắc sử dụng khí SO 2 để làm sạch nước
mía. Phương pháp sunfit hoá trực tiếp sản xuất ra đường trắng. Tuy chất lượng của
phương pháp này cũng không bằng phương pháp cacbonat hóa nhưng nó có các ưu
điểm sau: Lưu trình công nghệ tương đối ngắn, không đòi hỏi kỹ thuật cao, dễ dàng
khống chế, thiết bị tương đối tốt, tiêu hao hóa chất ít, vốn đầu tư ít hơn phương
pháp cacbonat.
 Tóm lại: Qua đặc điểm các phương pháp làm sạch trên, với sản phẩm là đường
thô thì chọn phương pháp cho vôi phân đoạn là hiệu quả nhất. Nếu xét về mặt chất
lượng đường thành phẩm đối với phương pháp SO 2, sử dụng lượng SO2 không thích
hợp sẽ không có lợi cho sản phẩm đường tinh luyện sau này. Vì hàm lượng của SO 2
trong đường cao sẽ ngăn cản sự hấp phụ của các tác nhân tẩy màu đối với các chất
màu hoá học trong đường, gây khó khăn và phức tạp cho việc luyện đường thô
thành đường cao cấp. Mặt khác trong điều kiện nước ta hiện nay so với phương
pháp SO2 thì phương pháp vôi thích hợp hơn mặc dầu hiệu quả làm sạch thấp, khả
năng thu hồi đường không cao nhưng có các ưu điểm là: Chi phí đầu tư thấp; Dây
chuyền đơn giản, số lượng thiết bị ít; Quản lý và thao tác dễ dàng; Chất lượng
đường không thấp hơn phương pháp SO2 bao nhiêu.
Vậy qua phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp, để sản xuất đường
thô ta chọn phương pháp vôi với phương pháp cho vôi phân đoạn.
3.1.3. Chọn phương pháp và chế độ nấu đường
 Chọn phương pháp nấu:
Có 2 phương pháp nấu đường: nấu đường gián đoạn và nấu đường liên tục.
Nấu đường liên tục có ưu điểm hơn nấu đường dán đoạn như: năng suất tăng, an
toàn về hơi, tổn thất đường thấp, dễ tự động hóa. Tuy nhiên muốn áp dụng nấu

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức

Mật A

Non B
Đường B

Non C
Mật B

Đường hồ B

Đường C

Mật cuối

Hồi dung C

Hình 3.1: Sơ đồ nấu đường
3.2. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ
3.2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 19 -


P2O5

Gia nhiệt lần 1 (t = 90 – 1050C)

Làm
sạch
và
gia
nhiệt

Ca(OH)2

Gia vôi trung hoà (pH = 7,6 – 8,2)
Gia nhiệt lần 2 (t = 100 – 1050C)
Thiết bị lắng

Nước bùn

Nước mía trong

Lọc chân không
Nước lọc trong

Gia nhiệt lần 3 (110 – 1150C)
Cô đặc (Bx = 60)

Cô đặc,

Lọc kiểm tra



Trợ tinh C

Máng phân phối

Máng phân phối

Máng phân phối

Ly tâm A

Ly tâm B

Ly tâm C

Đường A

Mật A

Đường B

Mật B

Đường hồ B

Sàng rung

Sấy,
làm nguội,
phân loại,


GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 21 -

Thiết kế nhà máy đường thô

 Băm mía: cây mía được chia thành những mảnh nhỏ qua hai máy băm, sau khi
băm tế bào mía sẽ bị phá vỡ.
− Mục đích: nâng cao năng suất ép do san mía
thành lớp dày đồng đều, mía dễ được kéo vào máy ép
không bị trượt, nghẹt. Nâng cao hiệu suất ép, do vỏ
cứng được xé nhỏ, tế bào mía bị phá vỡ, lực ép được
phân bố đều trên mọi điểm nên máy ép làm việc ổn
Hình 3.3: máy băm [20]

định và luôn đầy tải, nước mía chảy ra dễ dàng.

− Hệ thống này gồm máy băm 1 và máy băm 2. Máy băm 1 quay cùng chiều với
băng tải bố trí ở cuối băng chuyền ngang, trong lúc đó máy băm 2 bố trí ở đầu băng
chuyền nghiêng, quay ngược chiều với chiều băng chuyền. Sau khi qua hai máy
băm, mía được băm và xé nhỏ, tiếp tục đưa vào máy ép sơ bộ sau khi đi qua nam
châm điện để hút các vật lạ bằng sắt, thép.
 Máy đánh tơi:
− Mục đích: tiếp tục xé nát mía và đánh cho mía tơi ra để mía vào máy ép dễ

dập để thu nước mía đầu rồi qua hệ thống 3 máy ép kiệt. Trong quá trình ép kết hợp
rửa nước thẩm thấu để thu hồi phần đường còn sót lại trong bã. Nước thẩm thấu
dùng để thẩm thấu ở máy ép 3, nhiệt độ nước rửa 45÷ 47 oC, nước thẩm thấu cho
máy 1 và 2 là nước mía thu từ hệ ép 3 và 4. Nước mía hỗn hợp là nước thu được từ
2 máy đầu tiên sẽ được đưa đi xử lý sơ bộ qua các bộ phận lọc sàng cong nhằm tách
bã vụn rồi qua cân định lượng để tiếp tục đi vào công đoạn làm sạch tiếp theo.

Hình 3.5: Sơ đồ thẩm thấu kép
− Bã mía được đẩy ra ngoài theo một đường khác, và bã mía được tận dụng làm
chất đốt cung cấp nhiệt lượng cho các quá trình khác.
3.2.2.3. Làm sạch và gia nhiệt
a) Gia vôi sơ bộ
− Mục đích: Gia vôi sơ bộ để trung hoà nước mía hỗn hợp nhằm tránh chuyển
hoá đường, tạo điểm đẳng điện để ngưng kết một số protein.
− Ở giai đoạn này, có bổ sung P 2O5 ở dạng H3PO4 hàm lượng 300 mg/l để làm cơ
sở cho quá trình gia vôi lần 2. Thông số kỹ thuật: Nước mía hỗn hợp có pH = 5 –
5,5, sau khi gia vôi đạt pH = 6 – 6,4. Nồng độ sữa vôi: 8 – 10Be.
b) Gia nhiệt lần 1
− Mục đích: Tạo điều kiện cho các
phản ứng hoá học xảy ra. Làm kết tủa và
đông tụ một số keo ưa nước. Sát trùng
nước mía.

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


f) Lọc chân không
− Mục đích để khai thác, tận thu phần đường sót còn trong nước bùn. Trong quá
trình lọc nước bùn cần bổ sung thêm một phần các xơ mịn để làm chất trợ lọc.
− Chọn thiết bị lọc bùn loại lọc thùng quay,
tốc độ quay là 1/4 ÷ 1/3 vòng/phút, quá trình lọc
có dùng nước để rửa bùn, nhiệt độ nước rửa bã
là 75 ÷ 80oC. Thiết bị lọc chân không được sử
dụng khá phổ biến hiện nay, toàn bộ quá trình
Hình 3.8: Lọc chân không [24]

GVHD: PGS.TS. Trương Thị Minh Hạnh

SVTH: Phạm Văn Đức


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- 24 -

Thiết kế nhà máy đường thô

lọc, rửa, xả bùn được thực hiện liên tục, tỉ lệ bùn lọc thấp, hiệu quả thu hồi đường
cao tới 90 ÷95%.
g) Gia nhiệt lần 3
− Mục đích: nhằm tăng nhiệt độ trước khi vào nồi cô đặc, không mất thời gian
đun sôi ở thiết bị cô đặc, tiếc kiệm nhiên liệu do tận dụng hơi thứ.
− Nhiệt độ nước mía hỗn hợp sau khi gia nhiệt lần 3 là 110 – 1150C.
3.2.2.4. Cô đặc, lọc kiểm tra
a) Cô đặc nước mía trong
− Mục đích: nhằm bốc hơi nước, đưa nồng độ Bx của nước mía hỗn hợp từ 6 – 7

- 25 -

Thiết kế nhà máy đường thô

− Ta chọn chế độ nấu đường 3 hệ. Đây là chế độ
nấu phổ biến nhất để nhận được đường cát với độ
tinh khiết cao. Nấu đường được tiến hành ở điều kiện
chân không, tuỳ thuộc vào từng loại đường và từng
giai đoạn nhưng thông thường áp suất từ 640 – 670
mmHg, nhiệt độ 60 – 700C nhờ vậy tránh được hiện
tượng phân huỷ và caramen hoá đường Sacaroza.
Thời gian nấu của các mẻ như sau:
+ Non A: 2 - 4 h/mẻ, nhiệt độ nấu 60 – 650C
+ Non B: 4 - 6 h/mẻ, nhiệt độ nấu 70 – 800C

Hình 3.11: Nồi nấu đường [25]

+ Non C: 8 - 12 h/mẻ, nhiệt độ nấu 70 – 800C
b) Trợ tinh
− Mục đích: Để tinh thể đường ổn định, nếu tiếp tục nấu ở chế độ chân không,
do độ nhớt đường non lớn nên tốc độ kết tinh phần đường còn lại rất chậm, thời
gian kéo dài ảnh hưởng đến chất lượng màu sắc của sản phẩm, không hiệu quả kinh
tế. Vì vậy khi nấu đến nồng độ chất khô nhất định đối với mỗi nồi, tiến hành cho
đường non vào thiết bị trợ tinh để trợ tinh thêm, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi
cho quá trình ly tâm.
− Nguyên tắc của quá trình trợ tinh là giảm nhiệt độ làm cho đường non tiếp tục
quá bão hoà và kết tinh.
+ Đối với đường non A và B do mật A, B còn dùng phối liệu nấu lại nên việc
kết tinh làm lạnh không cần phải nghiêm ngặt lắm. Vì vậy sử dụng thiết bị trợ tinh
thùng hở có bề mặt truyền nhiệt kiểu ruột gà.