Ketnooi.com nghiệp giáo dục Trang Ketnooi.com nghiệp giáo dục 1.1 NGUYÊN LIỆU - Cây mía thuộc loại hòa thảo (Gramiée) giống Saccharum Theo Denhin giống Saccharum chia làm nhóm chính: Nhóm Saccharum Officinarum: giống thường gặp & bao gồm phần  lớn chủng loại trồng phổ biến giới Nhóm Saccharum Simense: giống mía thân cỏ, cứng, thân màu  vàng pha nâu nhạt trồng từ lâu Trung Quốc Nhóm Saccharum Violaceum: giống mía màu tím, ngắn cứng  không trổ cờ - Một số giống mía trồng nước ta:  Giống Việt đường 54/143: hàm lượng đường cao 13-15%  Giống POJ 3016: hàm lượng đường cao 12-17%  Giống POJ 2878: hàm lượng đường không cao 6-14%  Giống F134: giống mía chín vừa, hàm lượng đường cao 9-16% Sản lượng cao, xơ giòn khó ép, suất ổn đònh, trồng phổ biến nước ta - Hàm lượng đường trì khoảng 15 ngày đến tháng tùy điều kiện thời tiết giống mía - Thành phần hóa học mía thay đổi theo giống mía, đất đai, khí hậu…  Đường saccharose: thành phần quan trọng mía, sản phẩm công nghiệp sản xuất đường  Các chất không đường: tất chất saccharose có nước mía gồm đường glucose, fructose rafinose Các chất không đường có nước mía lại chia sau:  Chất không đường không chứa nitơ: glucose fructose, axit hữu cơ, chất béo  Chất không đường chứa nitơ: albumin chất tương tự, axit amin, amit, amoniac, muối nitrat Trang Ketnooi.com nghiệp giáo dục  Chất màu: chất màu có thân mía chất màu sinh trình sản xuất đường  Chất không đường vô cơ: K2O, Na2O, SiO2, P2O5, Ca, Mg K2O chiếm lượng lớn 1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA LÀM SẠCH ĐƯỜNG MÍA Nước mía hệ keo phức tạp : Độ tinh khiết nước mía: 82-85% (tức chất khô chứa 82-85% đường saccharose 15-18% chất không đường) + Ngoài đường saccharose, nước mía có chất không đường với tính chất hóa lý khác + Trong chất không đường, chất keo chiếm tỷ lệ 0,03-0,5% (khá cao) Đồng thời trình thao tác nhiệt độ cao, chất không tan biến thành chất tan tăng chất keo dung dòch Hơn nữa, hoạt động vi sinh vật nước mía tạo nên chất keo khác nhau, đặc biệt Levan Dextran Chất keo ảnh hưởng không tốt trình sản xuất: lọc nước mía, phân mật kết tinh đường khó khăn hơn, nước mía có nhiều bọt, giảm hiệu tẩy màu, tinh chế đường thô khó khăn hơn… Trang Ketnooi.com nghiệp giáo dục Bảng 1.1: Thành phần hóa học nước mía mía Thành phần Đường + Saccharose + Glucosese + Fructosese Xơ + Cellulose + Pentosan (xylan) + Araban + Linhin Hợp chất chứa Nitơ + Protein + Anide + Acid amine + Acid citric + Amoniac + Xantin Chất béo & sáp + Pectin + Acid tự (Sucinic, malic) + Acid kết hợp (Sucinic, malic) Hợp chất vô + SiO2 + K2O + Na2O + CaO + MgO + Fe2O3 + P2O5 + SO3 Nước % 12% 0,9% 0,9% 5,5% 2% 0,5% 2% 0,12% 0,07% 0,21% 0,01% vết vết 2% 0,08% 0,12% 0,25% 0,12% 0,01% 0,02% 0,01% vết 0,07 0,02 74,5% Phân loại chất keo dòch nước mía: • Theo tính ngưng tụ thuận nghòch: Chất keo nước mía chia thành loại: keo thuận nghòch keo không thuận nghòch Keo không thuận nghòch keo bò ngưng tụ (nhiệt độ) thay đổi điều kiện môi trường khả trở lại trạng thái keo ban đầu Trang Ketnooi.com nghiệp giáo dục Keo thuận nghòch keo sau ngưng tụ, thay đổi điều kiện môi trường có khả trở lại trạng thái ban đầu • Theo tính ưa nước: Nước mía hỗn hợp gồm loại keo: keo ưa nước keo không ưa nước Keo ưa nước nhiều protein, pentosan, pectin Keo ưa nước như: sắc tố, chất béo, sáp mía + Các chất không đường có mặt nước mía làm cho: - Quá trình bốc nước trực tiếp kết tinh đường khó khăn không tinh tế - Tăng độ hòa tan đường saccharose, tăng mật giai đoạn cuối, tăng tổn thất đường mật cuối - Vụn mía đun nóng kết tụ lại - Nùc mía có tính acid gây nên chuyển hóa đường saccharose cần trung hòa nước mía Do trình làm chủ yếu dựa vào lý thuyết hoá học chất keo, liên quan đến vấn đề sau: pH, nhiệt độ, chất điện li (vôi, SO 2, CO2, P2O5,…), chất trao đổi ion Mục đích việc làm nước mía hỗn hợp : - Loại tối đa chất không đường khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt chất có hoạt tính bề mặt chất keo - Trung hòa nước mía hỗn hợp - Loại tất chất rắn lơ lửng nước - Nước mía hỗn hợp hệ keo phức tạp trình làm chủ yếu dựa vào lý thuyết hóa học chất keo Nước mía có nhiều thành phần chất không đường khác nên có nhiều phương pháp làm khác Hiện nay, nhà máy đường thường sử dụng phương pháp làm sạch: + Phương pháp vôi hóa + Phương pháp carbonate hóa Trang Ketnooi.com nghiệp giáo dục + Phương pháp phosphatse hóa + Phương pháp sulphite hóa 1.2.1 Tác dụng pH Thông thường nước mía hỗn hợp có pH = 5-5,5 Sự biến đổi pH dẫn đến trình biến đổi hóa lý hóa học chất không đường có nước mía có ảnh hưởng lớn đến hiệu làm Nếu khống chế pH tốt làm tăng hiệu suất thu hồi đường chất lượng đường thành phẩm, giảm tổn thất đường Ngược lại, khống chế pH không tốt saccharose bò chuyển hoá thành đường khử bò phân huỷ,… làm tổn thất đường tăng màu sắc sản phẩm a Ngưng kết chất keo - Chất keo nước mía chia làm hai loại: keo thuận nghòch keo không thuận nghòch Keo không thận nghòch keo bò ngưng tụ thay đổi điều kiện môi trường không trở lại trạng thái ban đầu Keo thuận nghòch keo sau bò ngưng tụ thay đổi điều kiện môi trường có khả trở lại trạng thái ban đầu - Trong nước mía hỗn hợp tồn hai loại keo: keo ưa nước keo không ưa nước Mức độ ưa nước khác nhau: keo ưa nước nhiều protein, pentosan, pectin; keo ưa nước sắc tố, chất béo, sáp mía Keo tồn nước mía trạng thái ổn đònh keo mang điện tích có lớp nước bao bọc bên ngoài, tính chất keo bò ngưng tụ Để ngưng tụ chất keo người ta thường cho vào nước mía chất điện ly để thay đổi pH môi trường đến điều kiện đònh keo hấp phụ chất điện ly dẫn đến trạng thái trung hòa điện, trạng thái ổn đònh ngưng tụ Trò số pH làm keo ngưng tụ gọi pH đẳng điện, điểm đẳng điện chất keo khác khác : pHalbumin = 4,6 - 4,9; pHasparagin = 3… Trang Ketnooi.com nghiệp giáo dục Bảng 1.2: Khả loại trừ chất keo theo pH pH Loại trừ chất Hàm lượng CaO(g/100g keo,% chất khô) 7,18 18,3 0,29 7,71 22,3 0,316 8,05 25,3 0,357 Trong kỹ thuật sản xuất đường mía, có điểm pH làm ngưng tụ chất keo; pH (pH đẳng điện) pH 11 (pH ngưng kết protein môi trường kiềm mạnh, điểm không gọi điểm đẳng điện lúc nùc mía có đường saccharose lượng vôi nhiều tạo thành hợp chất có tính hấp phụ protein tạo thành hợp chất có tính kết tủa) Sản xuất đường theo kỹ thuật carbonate hoá lợi dụng điểm ngưng tụ keo Đối với phương pháp sulphate hoá lợi dụng điểm ngưng tụ Chất keo nước mía hỗn hợp dòch chuyển cực dương -> chất keo nước mía chủ yếu chất keo mang điện tích âm b Làm chuyển hóa đường saccharose Ở môi trường pH < 7, saccharose chuyển hóa thành glucose fructose Đây phản ứng nghòch đảo đường Trang Ketnooi.com nghiệp giáo dục Khi tạo thành glucose fructose có hàm lượng tương đương nhau, mật cuối glucose lại cao fructose, trình sản xuất fructose bò phân huỷ nhiều ⇒ Hậu quả: - Tổn thất đường Tốc độ chuyển hoá phụ thuộc vào: + [H+]: lớn tốc độ chuyển hoá nhanh Các acid khác làm cho tốc độ chuyển hoá khác + [Đường], nhiệt độ thời gian: yếu tố tăng tốc độ chuyển hoá tăng - Giảm độ tinh khiết mật chè ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh đường c Làm phân hủy saccharose Trong môi trường kiềm nhiệt độ cao, saccharose bò phân huỷ, pH cao saccharose phân huỷ nhiều Sản phẩm: fucfurol, 5-hydroximetyl-fucfurol, metylglioxan, glixeendehit, dioxiaceton, acid lactic, acid trioxiglutaric, acid trioxibuteric, acid acetic, acid formic… Những sản phẩm tiếp tục bò oxi hoá tác dụng không khí d Sự phân hủy đường khử - Trong nước mía có khoảng 0,3-2,4% đường khử, môi trường axit tồn đường khử tương đối ổn đònh Nếu pH nước mía hay dung dòch đường vượt phát sinh phản ứng phân hủy đường khử, phân hủy phụ thuộc nhiệt độ tốc độ diễn tương đối chậm Sản phẩm phân hủy sản phẩm phân hủy saccharose Trang Ketnooi.com nghiệp giáo dục Bảng 1.3: Tác dụng pH, nhiệt độ thời gian đến phân hủy đường khử saccharose pH Nhiệt độ Thời gian 7 Đường Không bò • Phân hủy chậm Nhiệt độ Số lượng sản o khử phân hủy t< 55 C, sản phẩm tăng phẩm tạo phân hủy không màu tốc độ thành phụ • Phân hủy nhiều t > phản ứng thuộc thời 55oC, sản phẩm có tăng gian tiến nhiều axit hữu hành phản Bò chuyển chất màu ứng Đường hóa thành saccharose đường nghòch Không bò phân hủy đảo e Tách loại chất không đường - pH khác tách loại chất không đường khác - Khi pH = 7-10 muối vô Al 2O3, P2O5, SiO2, Fe2O3, MgO dễ bò tách loại Al2O3, P2O5, SiO2 bò loại 95% Fe 2O3, MgO bò loại 60% - Khi pH khoảng tách loại 50% chất keo pentosan - Khi pH khoảng 5,6 98% protein bò tách loại, cách xa giá trò hiệu tách loại thấp - Khi chọn pH thích hợp để loại chất không đường không nên tách riêng lẻ chất mà phải xét cách toàn diện để tách loại nhiều chất khác Hiệu tách phụ thuộc vào giống mía, điều kiện sinh trưởng, độ chín mía Trang Ketnooi.com nghiệp giáo dục Hình 1.1: Quan hệ pH hiệu tách loại chất không đường 1.2.2 Tác dụng chất điện ly a Vôi - Là hóa chất quan trọng dùng nhiều sản xuất đường, phương pháp làm sử dụng vôi Tác dụng vôi: Ca(OH)2 + 2C12H22O11 ↔ 2H2O + Ca(C12H21O11)2 Canxi saccharate Trang 10 Ketnooi.com nghiệp giáo dục  Luôn giữ vải lọc chất lượng vải có ảnh hưởng đến tốc độ lọc Vải lọc cần rửa thường xuyên với dung dòch HCl (3%) lần ngày Hình 4.10 Thiết bò lọc thùng quay chân không liên tục 4.2 TÍNH THIẾT BỊ 4.2.1 Lò đốt lưu huỳnh Chọn loại lò thùng quay: Năng suất Q = 1.8/24 = 0.075 T/h Chọn thời gian lưu khí SO2 lò đốt 10 giây Thể tích không khí đốt lưu huỳnh 10 giây: V = 0.9450 m3/ng (đã tính phần cân vật chất) ⇒ V10s = 1.094 m3 Chọn thể tích lò đốt 1.2m3 ⇒ chọn đường kính lò D = 1m ⇒ chiều cao lò H = 1.6m 4.2.2 Thiết bò sunfit hóa nước mía vôi hóa Thể tích nước mía hỗn hợp : 2840.9m3/ng = 1972.85 (l/ph) Thể tích sữa vôi sử dụng : 50.874m3/ng = 35.33 (l/ph) Thể tích tổng vào thiết bò vôi hóa : 1972.85 + 35.33 = 2008.18 (l/ph) Sử dụng thiết bò xông SO2 liên tục có bơm tuần hoàn: Trang 54 Ketnooi.com nghiệp giáo dục Do cấu tạo thiết bò, phần nước mía sunfit hóa tháo phận chảy tràn thiết bò lượng nước mía gấp khoảng 15 lần lượng nước mía chảy tràn bơm tuần hoàn vào thiết bò Thể tích tổng vào thiết bò sunfit hóa : 16 * 2008.18 = 32130.88 (l/ph) Chọn thời gian lưu thiết bò phút a Thiết bò vôi hóa Chọn chiều cao mực nước thiết bò 1.5m ⇒ Đường kính thiết bò D = 4V = πH * 2008.18 * 10 −3 = 1.31m π * 1.5 Chọn D = 1.4m Chọn chiều cao thiết bò = 4/3 chiều cao mực nước =2m b Thiết bò sunfit hóa Chọn chiều cao mực nước thiết bò 5m ⇒ Đường kính thiết bò D = 4V = πH * 32130.88 *10 −3 = 2.86m π *5 Chọn D = 3.0m Chọn chiều cao thiết bò = 4/3 chiều cao mực nước = 6.67m Vậy H = 7m 4.2.3 Thùng hòa chế sữa vôi Sử dụng hai thùng ( thùng để dùng, thùng để hòa chế) có suất 1.5 lượng vôi sử dụng nhà máy : ⇒ Vthùng = 50.874 * 1.5 = 3.18 24 Cánh khuấy : chọn tốc độ 10 vòng/phút Chiều cao cột sữa vôi chọn 1.5m ⇒ Dthùng = 4V = πH * 3.18 = 1.64m π *1.5 Chọn D = 1.7m Chọn chiều cao thiết bò H = 4/3 chiều cao mực nước = 2m Trang 55 Ketnooi.com nghiệp giáo dục 4.2.4 Thiết bò truyền nhiệt làm nóng nước mía Trong thiết bò , ống, nước mía ống Hơi sau cấp nhiệt cho nước mía, ngưng tụ thành nước thoát đáy thiết bò Diện tích tryền nhiệt: S= pc T − t o ln k T −t (CT 30.5 – [5]) Trong : p : lượng nước mía gia nhiệt (kg/h) c : tỷ nhiệt nước mía (0.9) T : nhiệt độ đốt (oC) to : nhiệt độ nước mía đầu vào (oC) k : hệ số trao đổi nhiệt k = 6T( u 0.8 ) 1.8 chọn u = 1.8 m/s : vận tốc nước mía ⇒ k = 690kcal/m2/oC/h Ta có bảng tính toán (với T tự chọn): Đại lượng to (oC) t (oC) p c k (kcal/m2/oC/h) T (oC) S (m2) Gia nhiệt 30 65 3105T/ng=129375 kg/h 0.9 690 100 117 Gia nhiệt 65 105 3164T/ng=131836kg/ h 0.9 765.9 111 351 Gia nhiệt 105 115 3080T/ng=128333kg/h 0.9 828 120 184 Dựa vào kết quả, theo [5]– trang 539, chọn thiết bò gia nhiệt đứng Fives-Cail-Babcock sau: Hai thiết bò gia nhiệt từ 30 → 65oC từ 105 → 115oC, loại dài: Diện tích gia nhiệt : 200 m2 Số lượng ống : 320 Chiều lưu chuyển :8 Trang 56 Ketnooi.com nghiệp giáo dục Cỡ ống : 35.6 * 38 * 6000mm Số ống chiềt lưu chuyển : 40 Đường kính : 1196mm Tiết diện lưu chuyển : 3.982 dm2 Lưu lượng : 143.3 * 1.8 = 257.94 m3/h Thiết bò gia nhiệt từ 65 → 105 oC, loại dài: Diện tích gia nhiệt : 350m2 Số lượng ống : 552 Chiều lưu chuyển : 12 Cỡ ống : 35.6x38x6000mm Số ống chiều lưu chuyển : 69 Đường kính : 1511mm Lưu lượng : 247.3*1.8 = 445.14m3/h 4.2.5 Thiết bò lắng Chon thiết bò lắng Rapidor thực lắng liên tục Thể tích nước mía lắng : V = 2992.86m3/ng = 124.7m3/h Năng suất nhà máy 125T/h Dựa vào bảng 29.1, [5]– trang 514 : Chọn loại thùng lắng Rapidor 444: Đường kính :8.534m Thể tích :322m3 Diện tích :229m2 Công suất bình thường :128T/h Chiều cao phần hình trụ :5.5m Số ngân lắng :1.22m Chiều cao ngăn bùn :1.83m Trang 57 Ketnooi.com nghiệp giáo dục Thời gian lắng Vthiết bò /năng suất lắng = 322/124.7 = 2.58 phút 4.2.6 Thiết bò lọc Dùng thiết bò lọc thùng quay chân không liên tục Oliver Campell Lượng nước bùn cần xử lí 632.81 (T/ng) = 588.93 (m3/ng) = 24.54 (m3/h) Lượng bùn ướt thải 152.14 (T/ng) = 6.34 (T/h) Chọn thiết bò lọc có kích thước sau (bảng 31.2, [5]) Diện tích lọc 0.4m2/TMG Diện tích lọc ứng với nhà máy 125 * 0.5 = 49.6 (m2) ⇒ thiết bò lọc có: Đường kính : 3.05m Chiều dài : 5.49m Diện tích lọc : 52.53m2 Tốc độ lọc = suất lọc/diện tích lọc = 24.54/52.53 = 0.47 (m 2) Tốc độ quay trống lọc vòng/5 phút = 0.2 vòng/phút Động quay thùng lọc HP 4.2.7 Hệ thống bốc Sơ đồ hệ thống bốc nồi: Hơi bốc từ nước mía Hơi nước Xi -ro a mí ớc N Trang 58 â Ketnooi.com nghiệp giáo dục Theo [5]– trang 664, tỉ lệ giảm áp phân bố nồi Chọn đun dùng cho nồi : 1200C Hơi dùng cho nồi cuối 11 10.33 9.67 , , , 40 40 40 40 ⇒ áp suất 2.025 at ⇒ áp suất 0.16 at : 550C Độ giảm áp tổng cộng p = 20.25 – 0.16 = 1.865 at p suất nồi : 11 = 1.512 at ⇒ 40 10.33 Nồi p2 = 1.512 – 1.865* = 1.030 at 40 9.67 Nồi p3 = 1.030 – 1.865* = 0.580 at 40 Nồi p4 = 0.580 – 1.865* = 0.160 at 40 Nồi p1 = 20.25 – 1.865* nhiệt độ tương ứng 1110C ⇒ nhiệt độ tương ứng 1000C ⇒ nhiệt độ tương ứng 850C ⇒ nhiệt độ tương ứng 550C Chọn thang nhiệt độ ( dựa vào chương 32, [5]) Hơi nước Độ tăng điểm sôi d Nước mía Hơi thứ 1200C Hơi nồi 1110C 0.8 111.8 Hơi nồi 100 C 1.3 101.3 Hơi nồi 85 C 2.1 87.1 Hơi nồi 55 C 6.1 61.1 Độ sụt thực ∆ 8.20C 9.70C 12.90C 23.90C Theo bảng 30.1-[5], giới hạn nhiệt độ để lựa chọn: Nhiệt độ nước mía nồi nồi nồi nồi 1030C 850C 650C 300C n nhiệt nước nồi: Nồi (1110C) nồi (1000C) nồi (850C) 532kcal/kg 539 kcal/kg 548 kcal/kg Trích hơi: lượng nước cần bốc 2363.9 (T/ng) = 98496 (kg/h) Từ nồi P3 = 98496 * 0.9 * (65 − 30) = 5959.7 (kg/h) 548 * 0.95 Từ nồi P2 = 98496 * 0.9 * (85 − 65) = 3462.4 (kg/h) 539 * 0.95 Từ nồi P1’ = 98496 * 0.9 * (103 − 85) = 3157.2 (kg/h) 532 * 0.95 Trang 59 Ketnooi.com nghiệp giáo dục Thêm ta trích lấy lượng cần thiết cho 2/3 nồi nấu với lượng tiêu thụ ước tính 120kg/tấn mía Hơi trích cho nồi nấu: P1” = 120 * 125 * 2/3 = 10000 (kg/h) ⇒ P1 = P1’+ P1” = 13157.2 (kg/h) Tính lượng bốc riêng nồi: X: lượng cung cấp nồi tới tháp ngưng tụ Mỗi nồi phải cung cấp nước cần thiết cho nồi sau lượng trích nó: Nồi : X Nồi : X + P3 = X + 5959.7 Nồi : X + P + P2 = X + 5959.7 + 3462.4 Nồi : X + P + P2 + P1 = X + 5959.7 + 3462.4 + 13157.2 ⇒ 4X + 37961.1 = 98496 (kg/h) ⇒ X = 15133.73 (kg/h) Vậy lượng bốc nồi e1 Nồi nồi nồi nồi 37713 24555.8 21093.4 15133.73 (kg/h) Lượng nước mía bốc : G = 3080.0194 (T/ng) = 128334.14 (kg/h) (đã tính chương 3) Tính Bx nồi: Đầu vào nồi Bx0 = 13.95% Đầu nồi Bx1 = 13.95% 128334.14 = 19.76% 128334.14 − 37713 Đầu nồi Bx2 = 19.76% 128334.14 − 37713 = 27.1% 128334.14 − 37713 − 24555.8 Đầu nồi Bx3 = 27.1% 128334.14 − 37713 − 24555.8 = 39.81% 128334.14 − 37713 − 24555.8 − 21093.4 Đầu nồi Bx4 = 9.81% 128334.14 − 37713 − 24555.8 − 21093.4 128334.14 − 37713 − 24555.8 − 21093.4 − 15133.73 = 60% Diện tích gia nhiệt nồi : Theo 32.31-[5]: e1 S= C∆ 1 C = 0.001 * (100 – B)*(T – 54) Trang 60 Ketnooi.com nghiệp giáo dục Với B : Brix nước mía nồi B = Bx1 + Bx 2 T : nhiệt độ đun chùm ống (0C) C : Tesr nồi (kg nước/h/m2/độ sụt thực) Thay số vào tính toán: C S (m2) S (m2) chọn Nồi 5.49 837.73 850 Nồi 4.29 590.08 600 Nồi 3.06 534.36 550 Nồi 1.55 407.98 550 Chọn ống truyền nhiệt có kích thước 35.6x38.1mm πd tt2 πd 02 Tiết diện ống trung tâm = ¼ tiết diện ống ⇒ = n 4*4 Với n số ống ⇒ dtt = 0.5d0 n = 17.8 n (mm) = 17.8*10-3 n (m) Chiều dài ống Diện tích truyền nhiệt ống (m2) Số ống n Đường kính ống trung tâm dtt (m)  Nồi 3.5 Nồi 2.5 Nồi 2.5 Nồi 2.5 0.391 0.279 0.279 0.279 2174 0.83 2151 0.83 1972 0.8 1972 0.8 Các ống xếp theo phương cách tam giác đều, nên toàn giàn ống xếp theo hình lục giác a : số ống cạnh hình cạnh b : số ống đường chéo lớn b = 2a – t : bước ống chọn t = 1.3d tổng số ống  n = 3a(a – 1) + = 3a2 – 3a + Chiều cao thiết bò: Chiều cao thân nồi = chiều cao ống Chiều cao chóp = ½ đường kính thiết bò Trang 61 Ketnooi.com nghiệp giáo dục Vậy: a b t (m) D (m) D (m) chọn Chiều cao thiết bò (m) Chiều cao thiết bò chọn (m) Nồi 28 55 0.046 2.63 2.7 11.85 Nồi 28 55 0.046 2.63 2.7 8.85 Nồi 27 53 0.046 2.53 2.7 8.85 Nồi 27 53 0.046 2.53 2.7 8.85 12 9 4.2.8 Thiết bò ngưng tụ baromet Lượng cần ngưng tụ vào thiết bò: W = 15133 (kg/h) = 4.2 (kg/s) Lượng nước lạnh tưới vào thiết bò ngưng tụ: Gn = W * (i − c n * t c ) , kg/s c n * (t c − t d ) Trong đó: W = 42 (kg/s) i2 = 2430*103 (J/kg) :Enthalpy ngưng cn = 4190 (J/kg.độ) : nhiệt dung riêng nước t2d, t2c : nhiệt độ vào nước, 0C (t2d = 300C, t2c = 400C) Thay vào Gn = 4.2 * (2430 * 10 − 4190 * 40) = 227 (kg/s) 4190 * ( 40 − 30) Đường kính thiết bò ngưng tụ : W (m) ρ h * wh Dtr = 1.383 * Trong : W = 4.2 (kg/s) ρ h = 0.1043 (kg/m3) wh = 35 (m/s) Dtr = 1.383* 4.2 = 1.48 (m) 0.1043 * 35 Trang 62 (CTVI.52 – [2]) Ketnooi.com nghiệp giáo dục Để an toàn , chọn Dtr = 1.6 (m) Dựa vào bảng VI.8 – [2]: Bảng 4.1: Kích thước thiết bò ngưng tụ baromet Tên kí hiệu kích thước Kí hiệu Chiều dày thành thiết bò Khoảng cách từ ngăn đến nắp thiết bò Khoảng cách từ ngăn cuối đến đáy thiết bò Bề rộng ngăn Khoảng cách tâm thiết bò ngưng tụ thiết bò thu hồi Chiều cao hệ thống thiết bò Chiều rộng hệ thống thiết bò Đường kính thiết bò thu hồi Chiều cao thiết bò thu hồi Đường kính thiết bò thu hồi Chiều cao thiết bò thu hồi Khoảng cách ngăn Đường kính cửa vào: Hơi vào Nước vào Hỗn hợp khí Nối với ống baromet Hỗn hợp khí vào thiết bò thu hồi Hỗn hợp khí khỏi thiết bò thu hồi Nối từ thiết bò thu hồi đến Baromet Ống thông khí Trang 63 S a Giá trò(mm) 1300 P 1200 b K1 K2 H T D1 h1 D2 h2 a1 a2 a3 a4 a5 1000 1450 1355 7530 3200 800 2300 600 1450 400 500 640 750 880 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 600 300 200 300 200 200 80 25 Ketnooi.com nghiệp giáo dục Trang 64 Ketnooi.com nghiệp giáo dục 5.1 TÍNH SƠ BỘ DIỆN TÍCH Sơ diện tích thiết bò phân xưởng: Tổng diện tích thiết bò = Diện tích (thiết bò gia vôi sơ + thiết bò gia nhiệt + thiết bò sun-phít hóa + thiết bò gia vôi + thiết bò gia nhiệt + lò đôt lưu huỳnh + thùng hòa chế sữa vôi + thiết bò lắng + thiết bò lọc + thiết bò cô đặc ) = 7.2+1.6 +9.1 + + 2.1 + 3.8 + 5.1 + 60 + 18.6 + 23.9 = 138 (m2) Diện tích sơ nhà xưởng = 3* Diện tích sơ thiết bò = * 138 = 415 (m2) Chọn khoảng cách lối 2,5m ⇒ Chọn diện tích nhà xưởng 720 (m2) Có Chiều rộng = 24 m Chiều dài = 30 m 5.2 TÍNH SƠ BỘ ĐIỆN NƯỚC 5.2.1 Tính Hơi cung cấp cho phận : Gia nhiệt 5.2.1.1 Lượng nhiệt cần Q = ( Gc(t2 – t1) (kcal/h) Với G : lượng nước chè cần gia nhiệt (kg/h) c : tỉ nhiệt nước chè t1, t2 : nhiệt độ vào nước chè Trang 65 Ketnooi.com nghiệp giáo dục Kết G (kg/h) c (kcal/kg0C) t1 (0C) t2 (0C) Q (kcal/h) Gia nhiệt 129375 0.9 30 65 4072162.5 Gia nhiệt 131835.5 0.9 65 105 1154999.7 (Các số liệu tính toán từ chương cân vật chất) Lượng đốt cần cung cấp : Hơi cần cung cấp cho thiết bò gia nhiệt (30 - 65 0C) lấy từ trích nồi bốc hoi : ⇒ E1 = P2 = 3462.4 (kg/h) Hơi đốt cần cung cấp cho thiết bò gia nhiệt (65 - 1050C) lấy từ trích nồi bốc : E2 = P1 = 3157.17 (kg/h) 5.2.1.2 Bốc Ở thiết bò bốc hơi, có nồi dùng thải tuabin làm đốt, lại nồi khác dùng bốc nồi trước Vậy lượng hoi cần cung cấp cho nồi = P1 = 37713 kg/h = 905.112(T/ng) 5.2.2 Nước Các phận phân xưởng sử dụng nước thiết bò : nước lắng, nước lọc trong, ngưng tụ Lượng nước cung cấp cho: - Tháp ngưng tụ nồi bốc : 300 (kg/100kg mía) - Tháp ngưng tụ lọc chân không : 50 (kg/100kg mía) - Làm nguội lò đốt lưu huỳnh :15 (kg/100kg mía) - Làm làm nguội khí lò vôi : 18 (kg/100kg mía) - Nước vệ sinh công nghiệp : 10 (kg/100kg mía) - Nước cho nhu cầu khác : (kg/100kg mía) ⇒ Lượng nước cần cung cấp thường xuyên cho phân xưởng : 300 + 50 + 15 + 18 + 10 + =383 (kg/100kg mía) Vậy lượng nước lạnh cần cung cấp cho phân xưởng 383kg/100 kg mía Tuy nhiên lượng nước ngưng tụ lại 400 kg Lượng nước đưa làm nguội tự nhiên quay lại để tham gia làm nguội khoảng 60 % Trang 66 Ketnooi.com nghiệp giáo dục Vậy lượng nước lạnh cần cung cấp cho phân xưởng : 383 – 400*60% = 143 (kg/100kg mía) Vậy lượng nước cần cung cấp cho phân xưởng : 143 * 3000000 = 4290000 (kg/ngày) hay 4290 m3/ngày 100 5.2.3 Điện Điện dùng cho phân xưởng gồm : - Điện động lực : sử dụng cho thiết bò máy móc dây chuyền sản xuất - Điện sinh hoạt : sử dụng cho công tác phục vụ sản xuất Bảng kê thiết bò sử dụng điện: STT Tên thiết bò Số lượng 10 Bơm vôi Bơm nước mía gia nhiệt Bơm nước ngưng tụ Bơm nước mía thông SO2 Bơm xirô thông SO2 Bơm nước mía lắng Bơm nước rửa bùn Bơm nước mía bốc Bơm mật chè nấu Lọc chân không Tổng 1 1 1 Công suất (Hp) 24 24 24 24 24 24 Tổng công suất (Hp) 72 24 24 24 24 24 204  Điện sinh hoạt : Theo [1]- trang 298, để tính toán, điện chiếu sáng sinh hoạt chiếm 5% lượng điện chung ⇒ Lượng điện dùng cho thắp sáng = 204 *5% = 11 (Hp) 0.95 Tổng lượng điện dùng cho phân xưởng = 204 + 11 = 215 (Hp) Trang 67 Ketnooi.com nghiệp giáo dục TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngộ, Kỹ nghệ sản xuất đường mía, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội – 1984 Nguyễn Trọng Khuông, Trần Xoa, Sổ tay Quá trình Thiết bò Công nghệ Hóa chất tập 1, NXB KHKTH Hà Nội – 1999 Nguyễn Trọng Khuông, Trần Xoa, nhiều tác giả khác, Sổ tay Quá trình Thiết bò Công nghệ Hóa chất tập 2, NXB KHKTH Hà Nội – 1999 Nguyễn Văn Thoa, nhiều tác giả khác, Luyện đường non trợ tinh, NXB Nông nghiệp Hà Nội – 1996 E.Hugot, Nhà máy đường mía, NXB Nông nghiệp Tp.HCM – 2001 Tài liệu internet:  http://www.sugarequip.co.za/filtration.htm  http://www.globalspec.com/FeaturedProducts/Detail/BHSFiltration/Rot ary_Pressure_Filter/28429/0  http://www.dorrolivereimco.co.uk  http://www.sharplex.com/html/frmproducts.html  http://www.dicalite-europe.com/filtrat.htm  http://www.lenntech.com/filter-press.htm  http://www.netzschindia.com/filtration/chamberfilterpress.html  http://www.micronicsinc.com/filter-plates.htm  http://www.ertelalsop.com/depth/equipment/plateframe.html  http://www.komline.com/Images/RDVF.GIF  http://www.dorrolivereimco.co.uk/  http://www.solidliquid-separation.com/VacuumFilters/Disc/disc.htm  http://www.energysolutionscenter.org/BoilerBurner/Eff_Improve/Oper ations/Water_Softener.asp Trang 68 [...]... nhiệt độ và thời gian đến sự phân huỷ đường khử và sacaroza pH Đường khử Đường saccaroza < 7.0 > 7.0 Không bò - Phân huỷ chậm, khi t0 < phân huỷ 550C, sản phẩm phân huỷ không màu - Phân huỷ nhiều, khi t0 > 550C, sản phẩm phân huỷ có nhiều axid hữu cơ và Tạo đường chất màu chuyển Không bò phân huỷ hoá Trang 17 Nhiệt độ Thời gian Tốc độ phản ứng hoá học tăng Số lượng sản phẩm tạo thành phụ thuộc vào thời... đường Hỗn hợp sau gia nhiệt sẽ được đưa đến thiết bò lắng Bùn được tách riêng và đem đi lọc, sau đó nước mía trong sẽ được trộn chung và đem đi cô đặc ở thiết bò cô đặc, thu mật chè trong Trang 32 Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục Trang 33 Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục 3.1 KHÂU LÀM SẠCH 3.1.1 Chọn thông số  Năng suất: Chọn năng suất nhà máy : 3000 tấn mía /ngày  Thành phần nguyên liệu: Thành phần... vôi vào nước mía lạnh , loại được nhiều chất không đường, giảm lượng bùn & hiệu suất làm sạch cao 2.1.1.4 Các điều kiện công nghệ của phương pháp vôi a Chất lượng vôi - Lượng vôi có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả làm sạch Nếu vôi có nhiều tạp chất, khi cho vôi vào nước mía sẽ làm tăng tạp chất, lắng, lọai và kết tinh khó khăn Do đó, tiêu chuẩn quy đònh như sau: Bảng 2.1: Thành phần vôi cho vào làm sạch. .. lọc ở giai đoạn sau, chất không đường hòa tan lại, sẽ làm giảm độ tinh khiết và tăng màu sắc dung dòch  Đóng cặn ở thiết bò bốc hơi, giảm khả năng bốc hơi  Tăng lượng mật cuối b Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lọc: Chất kết tủa: Chất kết tủa lớn rắn chắc có dạng tinh thể sẽ lọc được nhanh Dạng bé lơ lửng không đồng đều sẽ làm tắc các lỗ vải (môi chất) lọc sẽ chậm Kết tủa dạng keo (protein, muối... tăng đến nồng độ để có thể kết tinh đường được Qua hệ thống cô đặc bốc hơi, nước mía có nồng độ Bx = 10-14 được nâng lên nồng độ Bx = 60-65, ngoài sự bốc hơi còn giảm một số tạp chất bẩn trong nước chè Hệ thống cô đặc sử dụng nhiều nồi nối tiếp nhau mục đích tiết kiệm lượng hơi đốt, hơi thứ của nồi đầu được dùng làm hơi đốt cho nồi kế tiếp Như vậy ta chỉ cần cung cấp hơi từ nồi hơi để cô đặc nước mía ở... tạo thành nhanh chóng và kết tủa hoàn toàn CaSO3 trong phương pháp sunfite hoá, và kết tủa CaCO3 trong phương pháp carbonate hoá  Nếu không khống chế nhiệt độ tốt: - Nhiệt độ cao thúc đẩy phản ứng sinh màu Nếu nhiệt độ quá cao sẽ làm sôi nước đường gây khó khăn cho khâu lắng trong - pH acid và nhiệt độ làm cho đường saccharose bò phân huỷ làm tăng tổn thất đường - Nhiệt độ cao và thời gian dài sinh... nhiệt độ cao Ca(HSO 3)2 sẽ phân ly tạo chất kết tủa đóng cặn ở các thiết bò truyền nhiệt và bốc hơi • Nếu nước mía có tính kiềm đường khử sẽ bò phân hủy, tăng chất màu và acid hữu cơ, tăng lượng muối hữu cơ trong nước mía Mặt khác, trong môi trường Trang 31 Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục kiềm, do tính chất thủy phân kết tủa CaSO 3 nên tạo dung tích lớn, tăng lượng bùn lọc và do đó tăng diện tích ép... thời làm đóng cặn ở thiết bò truyền nhiệt và bốc hơi • Nếu nước mía có tính kiềm đường khử sẽ bò phân hủy, tăng chất màu và acid hữu cơ, tăng lượng muối hữu cơ trong nước mía Mặt khác, trong môi trường kiềm, do tính chất thủy phân kết tủa CaSO 3 nên tạo dung tích lớn, tăng lượng bùn lọc và do đó tăng diện tích ép lọc • Để tránh các hiện tượng trên, cần khống chế pH lắng trong khoảng 7,0 Do tính chất và. .. chè Hình 2.14: Quy trình công nghệ phân xưởng bốc hơi và làm sạch Trang 30 Ketnooi.com vì sự nghiệp giáo dục GIẢI THÍCH QUY TRÌNH Trong quá trình trồng trọt, do điều kiện đất đai, phân bón, khí hậu (hiện đang là một vấn nạn của ngành nông nghiệp ở nước ta) làm thành phần cây mía chứa nhiều chất không đường Những thành phần đó tồn tại trong nước mía, dẫn đến việc làm sạch nước mía rất khó khăn Bởi vậy,... ngưng tụ phân tán lơ lửng trong nước mía Người ta dùng quá trình lắng – lóng để làm trong nước mía a Nguyên lý thực hiện Dựa vào độ chênh lệch các khối lượng riêng của các hạt kết tủa với nước mía để làm sạch Trong quá trình làm sạch nước mía, cần phải tạo ra một lượng lớn các hạt kết tủa của sunfit canxi (CaSO 3) và photphat canxi [Ca3(PO4)2], lợi dụng diện tích mặt ngoài rất lớn của các hạt kết tủa ... dục 3.1 KHÂU LÀM SẠCH 3.1.1 Chọn thông số  Năng suất: Chọn suất nhà máy : 3000 mía /ngày  Thành phần nguyên liệu: Thành phần nước mía theo khối lượng sau: - Saccharose : 13% - Phi đường : 2.5%... gian đến phân huỷ đường khử sacaroza pH Đường khử Đường saccaroza < 7.0 > 7.0 Không bò - Phân huỷ chậm, t0 < phân huỷ 550C, sản phẩm phân huỷ không màu - Phân huỷ nhiều, t0 > 550C, sản phẩm phân. .. trình làm chủ yếu dựa vào lý thuyết hóa học chất keo Nước mía có nhiều thành phần chất không đường khác nên có nhiều phương pháp làm khác Hiện nay, nhà máy đường thường sử dụng phương pháp làm sạch: