Thiết kế nhà máy đường thô hiện đại năng suất 2300 tấn míangày

Đồ án tốt nghiệp 11 đại Thiết kế nhà máy đường thơ hiện 2.4.2. Sự lớn lên của tinh thể: Sau khi nhân tinh thể xuất hiện mà dung dịch đường vẫn ở trạng thái q bão hồ thấp thì những phân tử đường ở gần nhân tinh thể khơng ngừng bị mặt ngồi 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 q trình đó , do các phân tử đường khơng 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 [8 – Tr43]. Qúa trình cứ tiếp tục như vậy làm cho tinh thể đường lớn dần lên. 2.4.3. Động học của q trình kết tinh đường Q trình kết tinh đường gồm hai giai đoạn: • Sự xuất hiện nhân tinh thể được biểu diễn theo đồ thị: Trạng thái của dung dịch sacaroza chia làm 3 vùng q bão hòa: - Vùng ổn định: Hệ số bão hòa α = 1,1 Đồ thị q bão hòa của sacaroza [3 – Tr 67 ] - 1,15. Trong vùng này tinh thể chỉ lớn lên mà khơng xuất hiện các tinh thể mới. - Vùng trung gian: α = 1,2 - 1 ,25. Trong vùng này, tinh thể lớn lên và xuất hiện một lượng nhỏ tinh thể mới - Vùng biến động: α >1,3. Ở đây, tinh thể sacaroza tự xuất hiện mà khơng cần tạo mầm hoặc kích thích. • Sự lớn lên của tinh thể: Các phân tử đường khuếch tán đến bề mặt mầm tinh thể và kết tinh làm tăng kích thước của tinh thể đường. Q trình kết tinh có ý nghĩa rất GVHD: T.s Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Đồn Kim Thơng Đồ án tốt nghiệp 12 đại Thiết kế nhà máy đường thơ hiện quan trọng, do đó chúng ta cần kiểm sốt tốt q trình này để nấu đường đạt hiệu suất cao. GVHD: T.s Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Đồn Kim Thơng Đồ án tốt nghiệp 13 đại Thiết kế nhà máy đường thơ hiện PHẦN III : CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CƠNG NGHỆ 3.1. Chọn phương pháp sản xuất : 3.1.1. Chọn phương pháp lấy nước mía. Hiện nay, trong cơng nghiệp sản xuất đường mía có hai phương pháp lấy nước mía. Đó là phương pháp ép và phương pháp khuếch tán. So sánh hai phương pháp trên, phương pháp khuếch tán có nhiều ưu điểm hơn như tiêu hao năng lượng thấp, chi phí đầu tư giảm, khả năng thu hồi đường cao hơn so với phương pháp ép, tuy nhiên việc sử dụng nước khuếch tán làm tăng khối lượng nước mía gây khó khăn cho q trình cơ đặc, thời gian cơ đặc kéo dài dể gây nên sự chuyển hố đường và các phản ứng caramen làm đậm màu nước mía. Trong điều kiện nước ta hiện nay việc áp dụng phương pháp khuếch tán là chưa thật sự thích hợp, trình độ sản xuất của cơng nhân còn thấp, chưa có chun gia vận hành hệ thống khuếch tán, trong q trình vận hành sẽ khơng tránh khỏi sự hư hỏng sẽ rất khó để điều chỉnh và sữa chữa. Với phương pháp ép tuy hiệu quả thấp hơn nhưng lại rất dễ vận hành, phù hợp với trình độ thao tác của cơng nhân. Khi gặp sự cố có thể tự điều chỉnh. Tuy có những hạn chế nhất định nhưng nhìn chung phương pháp ép vẫn là thích hợp hơn, trong nhiệm vụ thiết kế nhà máy em chọn phương pháp ép để lấy nước mía. 3.1.2. Chọn phương pháp làm sạch Ngày nay có nhiều phương pháp làm sạch khác nhau nhưng nhìn chung sử dụng nhiều hơn vẫn là 3 phương pháp sau: - Phương pháp vơi - Phương pháp SO2 - Phương pháp CO2 a. Làm sạch nước mía bằng phương pháp vơi Phương pháp vơi có từ rất lâu, là cách làm sạch đơn giản nhất. Phương pháp gia vơi được chia làm 3 loại sau: - Cho vơi vào nước mía lạnh GVHD: T.s Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Đồn Kim Thơng Đồ án tốt nghiệp - Thiết kế nhà máy đường thơ hiện Cho vơi vào nước mía nóng - 14 đại Cho vơi phân đoạn - Ưu, nhược điểm của phương pháp cho vơi phân đoạn. - Ưu điểm: + Quản lý và thao tác tương đối dễ + Dây chuyền cơng nghệ đơn giản, chi phí đầu tư thấp + Giảm 35% lượng vơi so với hai phương pháp cho vơi trên. + Hiệu suất làm sạch cao tốt, loại chất khơng đường cao, tốc độ kết lắng nhanh, dung tích bùn nhỏ - Nhược điểm + Hiệu suất thu hồi đường khơng cao + Nếu khống chế khơng tốt dễ gây chuyển hố và phân huỷ đường sacaroza + Chất lượng sản phẩm khơng cao nên chủ yếu là sản xuất đường thơ. b. Làm sạch bằng phương pháp sunphit hố. - Phương pháp sunphit hố axít - Phương pháp sunphit hố kiềm mạnh - Phương pháp sunphit hố kiềm nhẹ c. Làm sạch bằng phương pháp cacbonat hóa. - Phương pháp thơng CO2 một lần - Phương pháp thơng CO2 chè trung gian - Phương pháp thơng CO2 thơng thường(Thơng CO2 hai lần thơng SO2 hai lần) Tóm lại: Qua đặc điểm các phương pháp làm sạch trên, với sản phẩm là đường thơ thì cho vơi phân đoạn vẫn tốt hơn. Nếu xét về mặt chất lượng đường thành phẩm đối với phương pháp SO2, sử dụng lượng SO2 khơng thích hợp sẽ khơng 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 hố học trong đường, gây khó khăn và phức tạp cho việc luyện đường thơ thành đường cao cấp. Mặt khác trong điều kiện nước ta hiện nay so với phương pháp SO 2 thì phương pháp vơi GVHD: T.s Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Đồn Kim Thơng Đồ án tốt nghiệp 15 đại Thiết kế nhà máy đường thơ hiện thích hợp hơn mặc dầu hiệu quả làm sạch thấp, khả năng thu hồi đường khơng 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 khơng thấp hơn phương pháp SO2 là bao. Qua phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp, để sản xuất đường thơ ta chọn phương pháp vơi với phương pháp cho vơi phân đoạn. 3.1.3. Chọn chế độ nấu đường. Trong sản xuất người ta thường áp dụng hai chế độ nấu đường, chế độ nấu gián đoạn và nấu liên tục. Với chế độ nấu liên tục: thời gian nấu nhanh do đó nâng cao năng suất, ít tổn thất hơi, dễ tự động hố q trình nấu tuy nhiên phương pháp này vẫn tồn tại những mặt khơng tốt, vốn đầu tư cao, thiết bị chế tạo phức tạp, thao tác khó khăn đòi hỏi người vận hành phải có kinh nghiệm và trình độ cao, đồng thời do sự tự động hố hồn tồn khâu điều chỉnh nên u cầu về các thiết bị, dụng cụ kiểm tra có liên quan phải chính xác hồn tồn, thực hiện đồng bộ. Tuy tự động hố cao nhưng chất lượng đường khơng tốt. Vì thế đối với tình hình sản xuất đường như nước ta hiện nay có thể nói là khơng thích hợp. So với phương pháp nấu liên tục thì nấu gián đoạn tuy còn nhiều hạn chế nhưng phù hợp với thực tế sản xuất của nước ta hiện nay. Do trình độ vận hành của cơng nhân còn thấp nên trong q trình nấu khi gặp sự cố có thể xử lý được. Vì vậy để chọn chế độ nấu ta chọn chế độ nấu gián đoạn. Với phương pháp nấu gián đoạn, ta chọn chế độ nấu 3 hệ. GVHD: T.s Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Đồn Kim Thơng Đồ án tốt nghiệp 16 đại Thiết kế nhà máy đường thơ hiện 3.2. Dây chuyền cơng nghệ sản xuất đường bằng phương pháp cho vơi phân đoạn: Mía Vận chuyển, tiếp nhận và xử lý ngun liệu Nước thẩm thấu Máy ép Bã mía Nước mía hỗn hợp Cân định lượng Ca(OH)2 H3PO4 Gia vơi sơ bộ (pH = 6,4 ÷ 6,6) Gia nhiệt I (t = 70 ÷ 75oC) Ca(OH)2 Gia vơi II (pH = 7,6 ÷ 8,2) Gia nhiệt II (t = 102 ÷ 105) Lắng trong Nước bùn Lọc chân khơng Nước mía trong Nước lọc trong Gia nhiệt III (t = 110 ÷ 115oC) Cơ đặc Lọc kiểm tra Mật chè Nấu non A Nấu non B Nấu non C Trợ tinh Trợ tinh Trợ tinh Máng phân phối Ly tâm Máng phân phối Ly tâm Đường A Mật A Mật B Đường C Sấy Ly tâm Mật cuối Đường hồ Làm nguội Đóng bao Máng phân phối Hồi dung C Nấu non A Bể mật rỉ Bảo quản. GVHD: T.s Trương Thị Minh Hạnh SVTH: Đồn Kim Thơng