Luận Văn Khảo sát quy trình công nghệ sản xuất và đánh giá ảnh hưởng của nguyên liệu mía đến sản lượng và chấ

Khóa luận tốt nghiệp
Đề tài: Khảo sát quy trình công nghệ sản xuất và đánh giá ảnh hưởng của nguyên liệu mía đến sản lượng và chất lượng đường thành phẩm


MỤC LỤC
Lời Mở Đầu . 4
Chương 1. Tổng Quan Về Công Nghệ Sản Xuất Đường Trên Thế Giới . 5
Chương 2: Tổng Quan Về Công Nghệ Sản Xuất Đường Tại Việt Nam . 6
Chương 3 : Tổng Quan Về Trồng Mía. 9
Chương 4. Phương Pháp Nghiên Cứu. . 13
I. Khảo sát thực tế quy trình dây chuyền sản xuất tại nhà máy . 13
II. Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nguyên liệu đến hiệu suất và chất lượng
đường thành phẩm . 14
1. Đặt vấn đề 14
2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 15
3.Phương pháp đánh giá. 18
Chương 5. Kết Quả Khảo Sát Quy Trình Và Dây Chuyền Công Nghệ . 20
I.Sơ lược về nhà máy. 20
1. Quá trình hình thành và phát triển của nhà máy. 20
2. Vị trí, vai trò nhà máy đường Cam Ranh đối với địa phương và đối với nền
kinh tế. . 22
3.Cơ cấu tổ chức của nhà máy đường Cam Ranh: 24
4. Tình hình hoạt động của nhà máy trong thời gian qua: 28
II.Công nghệdây chuyềnsản xuất đường tại nhà máy. 33
II.1. Nguyên liệu mía và thu hoạch mía. 33
II.2.Vận chuyển mía, xử lý sơ bộ và lấy nước mía. 33
II.3.Làm sạch nước mía 45
1. Nhiệm vụ của làm sạch nước mía . 49
2. Cơ sở lý thuyết của làm sạch nước mía 50
3. Làm sạch nước mía 60
4. Hiệu suất làm sạch . 66
5. Thiết bị của giai đoạn làm sạch nước mía 67
II.4.Cô đặc nước mía. . 77
1. Cơ sở lý thuyết . 77
2. Hóa học của quá trình cô đặc . 81
2
3. Cấu tạo của thiết bị cô đặc . 83
II.5 Nấu đường và kết tinh . 84
1. Động học của quá trình kết tinh đường . 84
2. Cơ sở lý thuyết của quá trình kết tinh và các yếu tố ảnh hưởng đến quá
trình kết tinh. . 86
3 .Quá trình nấu đường 88
II.6. Ly tâm, sấy, đóng bao và bảo quản đường 92
1. Ly tâm . 92
2. Sấy đường. . 93
3. Làm nguội,sàng đường . 94
4. Bảo quản đường . 94
III.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng đường thành phẩm 95
1. Nguyên liệu 95
2. Phương pháp xử lý mía sơ bộ . 96
3. Phương pháp làm sạch nước mía 96
4. Phương pháp cô đặc. 96
IV. Đánh giá về sản lượng, kinh tế, kỹ thuật 97
Chương VI: Kết Quả Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Nguyên Liệu Đến Chất Lượng,
Sản Lượng . 98
Chương VII. Kết Luận . 99
3
DANH MỤCCHỮ VIẾT TẮT
Sac :Sacarose
Fruc : Fructose
Glu : Glucose
4
Lời Mở Đầu
Ngành công nghệ sản xuất đường mía đã có từ lâu (cuối thế kỷ thứ IV)
nhưng gần đây mới cơkhí hoá toàn bộ cả dây chuyền và việc tự động hoá đã được
áp dụng ở nhiều khâu. Ở ViếtNam, giữa thế kỷ thứ 19 mới xuất hiện các nhà máy
Đường ở Miền Bắc, sau năm 1975 mở rộng thêm các nhà máy Đường ở Miền Nam.
Cây mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, đầu tiên người ta biết đến nhưlà 1 loại lau
sậy hoang dại, nay trở thành một cây công nghiệp quan trọng cho ngành sản xuất
đường. Mía là một cây thân trụđứng, hơi cong, thân chia thành nhiều dóngcao
khoảng 2-3,50m. Mía là một cây thích hợp với nhiều vùng đất: Ở Việt Nam mía
được trồng khắp các miền từ Bắc vào Nam. Theo hiệp hội mía đường Việt Nam cho
biết; niên vụ 2009-2010, tổng diện tích trồng mía của nước ta vào khoảng
290.000ha, với năng suất bình quân là 55tấn/ha.
Mía không những là cây giúp ta giải khát vào những mùa hè nóng lực, mà nó
còn là cây sản xuất ra loại đường kính trắng phục vụ cho việc sinh hoạt của bà con
nông dân và các ngành công nghiệp nhẹ khác: Ngành sản xuất bánh kẹo, ngành sản
xuất rượi bia.
Ngoài những đặc tính trên, người ta còn sản xuất mì chính từ phế liệu mía.
Nhưvậy cây mía là một cây công nghiệp có vài trò rất quan trọng, không những
cung cấp năng lượng cho con người mà nó còn góp phần làm tăng trưởng kinh tế
nước nhà, mà còn tạo công ăn việc làm cho người dân, tạo lợi nhuận cho nhà máy.
Đường kính là loại sản phẩm chính của ngành công nghiệp sản xuất Đường
mía. Để sảnxuất ra một kg đường kính trắng người ta phải đầu tưcả công nghệ sản
xuất và một dây truyền sản xuất với máy móc thiết bị hiện đại. Nhưvậy để sản xuất
được hiệu quả và có lợi nhuận cho nhà máy thì nhà máy phải thường xuyên cải tiến
công nghệ và dây truyền sản xuất, đồng thời hạn chế những nguyên nhân làm ảnh
hưởng hiệu xuất thu hồi đường và chất lượng đường thành phẩm.
Xuất phát từ lý do trên, đề tài: “ Khảo sát quy trình công nghệ sản xuất và
đánh giá ảnh hưởng của nguyên liệu mía đến sản lượng và chấtlượng đường thành
phẩm.” có ý nghĩa thực tế và tính bước thiết với muïc tiêu:
- Đưa ra biện pháp nâng cao, cải tiến dây truyền công nghệ để tăng năng
suất cho nhà máy.
- Đưa ra biện pháp làm giảm ảnh hưởng của yếu tố nguyên liệu đến hiệu
suất và chất lượng đường.
5
Chương 1. Tổng Quan Về Công Nghệ Sản Xuất Đường Trên Thế Giới
Vào những năm gần cuối thế kỷ thứ 4 ( năm 398) người ấn độ và Trung
Quốc đã chế biến mía thành tinh thể đường. Từ đó kỹ thuật sản xuất đường chuyển
sang các nước Châu Âu như Ba Tư, Italia, Bồ Đào Nha, đồng thời chuyển việc sản
xuất đường sang một ngành công nghiệp. Đến Tk 16, nhiều nhà máy được xây dựng
ở Anh, Pháp, Đức. Vào thế kỷ 19 nhà máy đường hiện đại đầu tiên được xây dựng ở
Anh.
Thuở sơ khai công nghiệp đường còn thô sơ, dùng trâubò kéo ép 2 trục bằng
gỗ, làm sạch chỉ dùng vôi, nấu đường bằng chảo dưới áp suất khí quyển, thực hiện
kết tinh tự nhiên. Đến khoảng 1867 ở đảo Ricuniông thuộc Pháp đã sử dụng máy ép
3 trục bằng gang, kéo bằng máy hơi nước. Sau đó máy ép được cải tiến dùng nhiều
trục ép, nhiều máy ép, và dùng nước thẩm thấu để nâng cao hiệu suất ép.
Làm sạch bằng phương pháp vôi được sử dụng lâu đời ở Ấn Độ nhưng
phương pháp vôi bộc lộ nhiều nhược điểm: lượng vôi dư trong nước mía làm tăng
sự phân hủy đường, khó kết tinh, làm tăng tổn thất đường. Năm 1812 ( ông Berrnell
người Pháp) đã dùng CO
2
để trung hòa lượng vôi dư và lọc để loại kết tủa. Cũng ở
Tk 19 kỹ sư Tratani người Italia dùng khí SO
2
để trung hòa lượng vôi dư và tẩy màu
nước mía. Nhờ sự phát hiện đó công nghệ sảnxuất đường đã tiến một bước dài đưa
phương pháp CO
2
đến hoàn chỉnh.
Ngành công nghiệp đường đã có từ Tk 16 nhưng gần đây mới được cơ khí
hóa, nhiều thiết bị quan trọng được pháp minh vào thế kỷ 19. Năm 1813 Howad
phát minh ra nồi bốc hơi chân không, nhưngmới chỉ dùng một nồi nên hiệu quả bốc
hơi còn thấp. Đến năm 1943 Rillicux phát minh ra hệ bốc hơi nhiều nồi, hiệu quả
bốc hơi cao, tiết kiệm hơn. Năm 1837 Ponzolat phát minh ra máy ly tâm chuyển
động ở đáy, lấy đường ở trên, kiểu kết cấu này không thuận lợi. Sau đó Bossener
phát minh ra máy ly tâm kiểu thùng quay. Năm 1867 Weston đã cải tiến truyền
động ở trên lấy đường ở dưới, nguyên lý này đang được dùng phổ biến ở các nhà
máy đường hiện nay. Năm 1892 máy ép 3 trục hiện đại được dùng ở Mỹ ; năm 1820
máy lọc ép khung bản ra đời; năm 1884 –thiết bị kết tinh làm lạnh; năm 1878 –
máy sấy thùng quay. Những thiết bị đó ngày càng được dùng trong các nhà máy
thực phẩm và hóa học
Công nghiệp đường mấy chục năm gần đây phát triển rất nhanh, đã cơ khí
hóa toàn bộ dây chuyền và việc tự động hóa đã được áp dụng khá rộng rãi ở nhiều
khâu ví dụ như cơ khí hóa việc chặt mía, dùng thiết bị khuếch tán liên tục, phương
pháp trao đổi ion, nấu đường liên tục và tự động, máy tính được sử dụng nhiều
trong các nhà máy đường.
6
Chương 2: Tổng Quan Về Công Nghệ Sản Xuất Đường Tại Việt Nam
Cùng với sự phát triển của ngành đường trên thế giới vào những năm 1958-1960 ở miền Bắc đã xây dựng 3 nhà máy đường hiện đại: Sông Lam, Việt Trì có
công suất 350 tấn mía/ngày, nhà máy đường Vạn Điểm có công suất 1000 tấn mía/
ngày , đồng thời xây dựng nhiều nhà máy đường thủ công, nhờ thế lượng đường
mật thủ công chiếm tỷ lệ khá cao trong tổng sản lượng đường của nước ta
Sau năm 1975 tiếp tục thêm một số nhà máy đường hiện đại miền Nam:
đường Quảng Ngãi(1500 tấn mía/ngày), Hiệp Hòa(1500 tấn mía/ngày), Bình
Dương( 1500 tấn mía/ngày). Có 2 nhà máy luyện đường Biên Hòa (200tấn đường
thô/ngày) và Khánh Hội (150 tấn đường thô/ngày). Và xây dựng thêm 2 nhà máy La
Ngà ( 2000 tấn mía/ngày) Lam Sơn (1500 tấn mía/ngày)
Năm 1995 theo Nghị định của Thủ tướng Chính phủ xây dựng chương trình
đến năm 2000 tổng sản lượng đường trong cả nước đạt 1 triệu tấn đường. Từ đó đến
nay nhà nước đã xây dựng thêm hơn 40 nhà máy đường được phân bố tương đố đều
ở 3 miền với tổng công suất thiết kế của nhà máy đường trong cả nước đủ để thực
hiện mục tiêu trên. Với số lượng nhà máy đường hiện nay cùng với sự quan tâm của
Đảng, Nhà Nước và các bộ ngành thì ngành đường Việt Nam sẽ phát triển không
ngừng, đảm bảo đáp ứng nhu cầu trong nước và tiến tới xuất khẩu ra nước ngoài.
Tại Hội nghị tổng kết sản xuất mía đường được tổ chức mới đây ở Hà Nội,
Hiệp Hội mía đường Việt Nam cho biết: niên vụ 2009-2010 diện tích mía nguyên
liệu cả nước dự kiến vào khoảng 290.000 ha, tăng 19.400 ha so với vụ năm trước,
trong đó diện tích vùng nguyên liệu tập trung của các nhà máy là 221.816 ha với
năng suất mía bình quân đạt 55 tấn/ha và sản lượng đạt 16 triệu tấn. Trong đó có
khoảng 40 nhà máy hoạt động với tổng công suất thiết kế là 105.750 tấn mía/ ngày.
Theo kế hoạch sản xuất của các nhà máy này dự kiến sản lượng đường chế biến sẽ
đạt 1,3 triệu tấn, 300.000 tấn đường tinh luyện
Tuy nhiên niên vụ 2008-2009 vừa qua, sản xuất mía giảm sút nghiêm trọng
về cả diện tích, năng suất và sản lượng. Tỷ lệ pháthuy công suất bình quân của các
nhà máy chỉ đạt 60,7% so với thiết kế, giảm công suất 83,3 % so với vụ tr ước.
Nguyên nhân chủ yếu do thiếu nguyên liệu.
7
Khắc phục tình trạng này cục Trồng trọt, Bộ nông nghiệp và phát triển nông
thôn đã xác định được 4 nhântố quan trọng: giống mía, phòng trừ sâu bệnh, tưới
tiêu, cơ giới hóa canh tác. Nhiều chương trình dự án khoa học nhằm nâng cao năng
suất mía. Song đến năm 2008 năng suất bình quân chỉ đạt 58 tấn/ha, tăng 6 tấn/ha
so với năm 1999
Năng suất mía của nước takhông chỉ thấp hơn so với mặt bằng chung thế
giới mà còn kém xa so với các nước trong khu vực. Theo số liệu của Viện quy
hoạch và thiết kế nông nghiệp được tính toán và báo cáo vào tháng 11/2008 (đầu vụ
thu hoạch mía) sản lượng bình quân năm 2009 sẽ đạt 59 tấn/ha. Nhưng tổng kết vụ
mía vừa qua cho thấy năng suất bình quân chỉ đạt 50tấn/ha thấp hơn cả trước đó 10
năm( năm 1999 đạt 51,6 tấn/ha)
Rất nhiều dự án đề tài giống mía cấp Nhà nước, cấp Bộ đã được triển khai
trong những năm vừa qua, kết quả là những giống mía mới có năng suất cao đã
được nghiệm thu và nhân rộng ra sản xuất. Song đến nay 60% diện tích đất canh tác
vẫn trồng những giống mía cũ năng suất thấp đã được trồng từ những năm 1980. Lý
giải nguyên nhân trên, trung tâm nghiên cứu và phát triển mía đường cho biết trong
số 39 giống mía mới đã được công nhận ở nước ta hầu hết khi đã trồng đại trà đựợc
1 thời gian đã xảy ra hiện tượng thoái hóa, năng suất và chất lượng đều giảm. Nhiều
nhà trồng mía đã nhập giống mía cao sản từ nước ngoài về cung cấp cho bà con
nông dân nhưng khi trồng lại phát sinh nhiều bệnh mới: bệnh trắng lá, trổ cờ sớm,
bệnh than, rệp hại .và đặc biệt trồi cỏ mía.
Ngoài ra còn bất cập từ sản xuất đến thu hoạch. Nhằm thúc đẩy cơ giới hóa
trồng mía, các nhà khoa học nước ta đã nghiên cứu thành công nhiều loại máy móc
phục vụ nghề này: các loại máy làm đất, máy làm cỏ, máy bón phân, máy chặt mía
rải hàng, máy liên hợp thu hoạch mía. Mặc dù vậy do các doanh nghiệp chế biến ít
đầu tư vào lĩnh vực cơ giới, nông dân trồng mía thì thiếu vốn mua máy móc thiết bị,
nên cơ giới hóa nghề trồng mía mới chỉ là khâu làm đất. Diện tích mía được đầu tư
đầy đủ và áp dụng đồng bộ các tiến bộ kỹ thuật còn rất thấp, đây chính là nguyên
nhân kiến năng suất mía của nước ta chỉ mới đạt 69-80% so với trung bình Thế
giới.


TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
1. Traàn Maïnh Huøng 2000 -Giaùo trình coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng mía
Nhaø xuaát baûn noâng nghieäp Haø Noäi
2. Nguyeãn Ngoä 1989 -Coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng mía
Nhaø xuaát baûnkhoa hoïc vaø kyõ thuaät
3. Coâng ngheä saûn xuaát ñöôøng mía
Nhaø maùy ñöôøng Cam Ranh