Trờng đại học vinh Khoa hoá học ======== Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế nhà máy đờng năng suất 5.000 tấn / ngày ph- ơng pháp làm sạch SUNFIT hoá sản phẩm đờng cát trắng Giáo viên hớng dẫn: TS. Trần Mạnh Hùng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Huyền Lớp: 47K - Công nghệ thực phẩm Lớp 47K - Hoá Thực phẩm 1 LỜI CẢM ƠN Trong 5 năm học tại trường Đại học Vinh, được sự giảng dạy, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn hóa thực phẩm Khoa hóa và cùng các thầy cô giáo trong trường, em đã hoàn thành chương trình học tập và trang bị được kiến thức để sẵn sàng đi vào hoạt động thực tế. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô! Sau 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp, em đã hoàn thành đồ án “thiết kế nhà máy đường”, áp dụng được kiến thức đã học và kiến thức thực tế. Em xin cảm ơn thầy giáo Trần Mạnh Hùng, bộ môn quản lý chất lượng và thực phẩm nhiệt đới đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian qua cùng các thầy cô giáo Khoa hóa trường Đại học Vinh đã giúp đỡ em rất nhiều trong việc hoàn thành đồ án. Do thời gian tìm hiểu còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong sự góp ý của thầy cô để đồ án được hoàn thiện hơn và được ứng dụng trong thực tế, đồng thời củng cố kiến thức giúp em vững vàng hơn khi làm việc. Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày 24 tháng 12 năm 2010 Sinh viên thực hiện Líp 47K - Ho¸ Thùc phÈm 2 LỜI NÓI ĐẦU Đường mía (hay còn gọi là đường saccarose) là một chất hữu cơ có vị ngọt và có giá trị dinh dưỡng cao. Đường là một phần không thể thiếu trong thức ăn của con người. 1kg đường cung cấp cho ta từ 3000 – 4000 kcalo. Ngoài ra đường còn cung cấp cho các ngành công nghiệp khác như sữa, bánh kẹo, cà phê… Chính vì vậy mà ngành sản xuất đường trên thế giới không ngừng phát triển. Cùng với sự phát triển chung của thế giới thì đất nước chúng ta đã triển khai thực hiện chương trình 1 triệu tấn đường của chính phủ năm 2000. Do đó nước ta đã tiến hành đầu tư, xây dựng các nhà máy đường hiện đại có công suất lớn, sản phẩm làm ra đạt chất lượng. Ngoài việc cung cấp cho nhu cầu sự dụng đường trong nước thì có một số nhà máy cũng tiến hành xuất khẩu đường ra nước ngoài điển hình như nhà máy đường Nghệ An Tate & Lyle và nhà máy đường Biên Hòa Đồng Nai đã xuất khẩu đường sang Philippin. Là một sinh viên chuyên ngành thực phẩm, với đề tài được giao “Thiết kế nhà máy đường 5000 tấn/ngày, phương pháp làm sạch sunphit hóa. Sản phẩm là đường cát trắng” với mong muốn là góp một phần công sức vào ngành sản xuất đường. Trong thời gian làm đồ án, với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Trần Mạnh Hùng cùng các thầy cô khoa Hóa, Đại Học Vinh em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế của mình đúng thời hạn. Em xin cảm ơn thầy giáo Trần Mạnh Hùng cùng các thầy cô giáo đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo cho em trong suốt thời gian qua. Do hiểu biết còn hạn chế vì vậy bài viết không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong các thầy cô chỉ bảo cho em để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Líp 47K - Ho¸ Thùc phÈm 3 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP ĐƯỜNG MÍA Ở NƯỚC TA Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đường trên thế giới, ngành công nghiệp đường mía ở Việt Nam đã có những bước tiến bộ nhất định nhưng vẫn chưa bắt kịp được với sự phát triển của các nước tiên tiến. Là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, thích hợp cho việc trồng mía đường. Cây mía đã được trồng ở nước ta và nghề làm đường thủ công ra đời. Trước cách mạng tháng tám thì ngành công nghiệp đường mía của nước ta hầu như chưa có gì. Chỉ có hai nhà máy đường đó là: - Nhà máy đường Hiệp Hòa ở Miền Nam và Tuy Hòa ở Miền Trung. Sau cách mạng tháng tám chúng ta đã xây dựng thêm ba nhà máy: - Việt trì: 350 tấn/ngày - Sông lam: 350 tấn/ngày - Vạn Điểm: 1.000 tấn/ngày Nhưng hiện tại các nhà máy đã lạc hậu, thiết bị quá cũ và đã bị giải thể. Sau ngày thống nhất đất nước và nhất là những năm đầu thập kỷ 90 số lượng các nhà máy mới được xây dựng tăng lên đáng kể với công nghệ khá hiện đại như: - Nhà máy đường Quảng Ngãi: 1.500 (tấn/ngày), mở rộng 4.500 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Hiệp Hòa: 1.500 (tấn/ngày), mở rộng 2.000 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Bình Dương 1.500 (tấn/ngày), mở rộng 2.000 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Duyên Khánh 400 (tấn/ngày), mở rộng 2.000 (tấn/ngày) Líp 47K - Ho¸ Thùc phÈm 4 Năm 1994 chương trình phát triển Quốc gia ra đời với chỉ tiêu của Chính phủ là phấn đấu đến năm 2000 phải đạt 1 triệu tấn đường/năm, đạt bình quân 12,5 kg đường/người/năm. Đến năm 2000 tổng doanh thu đạt 5000 tỷ đồng, thu hút 400.000 người lao động nông nghiệp trồng mía và 20.000 người lao động chế biến đường, đẩm bảo cung cấp đủ đường cho nhu cầu trong nước, đem lại hiệu quả kinh tê xã hội to lớn. Để giải quyết được mục tiêu trên thì phải mở rộng vùng nguyên liệu và xây dựng vùng nguyên liệu tập trung, đầu tư nghiên cứu giống mía mới có chất lượng, năng xuất cao và nhân ra trên diện rộng, thay dần các giống mía thoái hóa. Xây dựng vùng nguyên liệu phải đảm bảo cung cấp đầy đủ và liên tục cho nhà máy hoạt đọng hết công suất thiết kế với thời gian từ 5 ÷ 6,5 (tháng/năm). Xây dựng các nhà máy mới để phát triển lên 47 ÷ 50 nhà máy, có công suất khác nhau từ 700 ÷ 8.000 (tấn/ngày), do nhiều nước cung cấp thiết bị như; Anh, Pháp, Ấn Độ, Nhật Bản… Các nhà máy: - Nhà máy đường Tuyên Quang: 700 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Sơn La: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Hòa Bình: 700 (tấn/ngày) - Nhà máy đườn Nông Cống Thanh Hóa: 1.500 (tấn/ngày), mở rộng 2300 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Nam Quảng Ngãi: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Đắc Lắc: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Kon Tum: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Vị Thanh (Cần Thơ): 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày) - Nhà máy đường Sóc Trăng: 1.000 ÷ 1.500 (tấn/ngày) Líp 47K - Ho¸ Thùc phÈm 5 - Nhà máy đường Phú Yên: 1.250 (tấn/ngày) Và một số nhà máy lớn: - Lam Sơn II (Thanh Hóa): 4.000 (tấn/ngày), do Nhật Bản đầu tư - Nhà máy Thạch Thành (Thanh Hóa): 6.000 (tấn/ngày), do Đài Loan liên doanh - Tate & Lyle (Phủ Quỳ Nghệ An): 6.000 (tấn/ngày), do Anh liên doanh - Nhà máy đường Tây Ninh: 8000 (tấn/ngày), sau này mở rộng lên 16.000 (tấn/ngày), do Pháp liên doanh. Giải quyết các nguồn vốn xây dựng, cải tạo và sản xuất bằng các hình thức liên doanh, vay vốn ngân hàng trong nước và ngoài nước… việc đào tạo cán bộ kỹ thuật và công nhân, cán bộ nông nghiệp, cán bộ quản lý cũng rất quan trọng. Với xu hướng kinh tế hội nhập diễn ra một cách mạnh mẽ trên toàn thế giới, Việt Nam đã trở thành thành viên thứ 150 của WTO. Với sự gia nhập này sẽ là thời cơ và cũng là thách thức đối với nền kinh tế Việt Nam. Các doanh nghiệp của Việt Nam hầu hết là có vốn quyết định của nhà nước và do nhà nước nắm quyền điều hành vì vậy sẽ là một khó khăn khi hội nhập vào WTO. Do tình hình ngành công nghiệp đường mía của nước ta trong những năm gần đây có nhiều biến động. Tình trạng thiếu nguyên liệu do các hộ dân đã chuyển sang trồng các loại cây khác. Một số nhà máy làm ăn thua lỗ, không mang lại hiệu quả kinh tế, nợ nần chồng chất, mặt khác có một số nhà máy đặt không đúng chỗ dẫn đến khi xây dựng xong không có nguyên liệu để sản xuất dẫn đến phải đóng cửa hoặc phải di chuyển đến đĩa điểm khác gây tổn thất tiền của nhà nước. Để khắc phục những khó khăn đó và để chấm dứt việc bảo hộ cho ngành công nghiệp đường mía vào năm 2010 nhà nước đã có quyết định cho một số Líp 47K - Ho¸ Thùc phÈm 6 nhà máy dừng hoạt động do làm ăn không hiểu quả. Mục đích nhằm tập trung đầu tư và tạo điều kiện thuận lợi cho những nhà máy có những công suất lớn, làm ăn có hiệu quả hơn hoạt động sản xuất – kinh doanh, bên cạnh đó Chính Phủ đã tiến hành cho các công ty có vốn của nhà nước chuyển thành công ty cổ phần hóa, công ty TNHH một thành viên. Mục đích nhằm nâng cao tinh thần trách nhiệm, tính quyết đoán trong công việc và nâng cao khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thương trường tạo tiền đề cho sự phát triển bền vững của các công ty trong thời kỳ hội nhập kinh tế. Líp 47K - Ho¸ Thùc phÈm 7 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 1.1. Giới thiệu về nguyên liệu – Mía Mía là nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp sản xuất đường trên thế giới và là nguồn nguyên liệu duy nhất để sản xuất đường saccarose ở nước ta. Mía có nguồn gốc từ Ấn Độ, từ một loài cây hoang dại nay đã trở thành một loại cây quan trọng cho ngành công nghiệp đường. 1.1.1. Phân loại giống mía Những giống mía phổ biến trên thế giới là: - POJ (Proefstation Oast Java): trạm thí nghiệm mía miền đông Java; - H: Haoai; - C: Cuba; - E: Ai cập (Egypt); - F: Đài Loan (Formose); - CO: Ấn Độ (Coimbatore); - CP: trạm Canal Point bang Florida (Mỹ). Những giống mía từ nước ngoài đã được trồng phổ biến ở nước ta chủ yếu bao gồm các giống: - POJ: 3016, 2878, 2725, 2883; - CO: 290, 132, 419, 715, 775; - CP: 3479. Chúng ta cũng đã lai tạo một số giống mía như: - Việt đường 54/143: năng suất khá cao, hàm lượng đường cao là 13,5 ÷ 14,5 (%), thuộc loại chín sớm; - Việt đường 59/264: năng suất khá cao, hàm lượng đường là 14 ÷ 15 (%), không trổ cờ; Líp 47K - Ho¸ Thùc phÈm 8 - VN 65 – 71: năng suất mía đạt 70 ÷ 90 (tấn/ha). Qua thực tế trồng trọt có thể chia ra các giống: - Mía chín sớm: Việt đường 54/143 và 59/264, CP 3479; - Mía chín trung bình: POJ 3016, 2878, F 146, CO 290; - Mía chín muộn: F 134, CO 419. 1.1.2. Hình thái cây mía a. Rễ mía Rễ mía có tác dụng giữ cho mía đứng và hút nước, hút các chất dinh dưỡng từ đất để nuôi cấy mía. Rễ mía thuộc loại rễ chùm, mỗi rễ bao gồm các phần: đầu, thân và tơ. Đầu rễ hình tròn và thuôn ở cuối. Ở đầu rễ có mũ chụp để bảo vệ rễ khi va chạm trong lúc rễ tiến sâu vào đất. Thân rễ là vùng mà rễ được phân chia và kéo dài. Tơ rễ mọc từ thân rễ, có nhiệm vụ tiếp xúc với các phần tử đất xung quanh để hút nước và các chất dinh dưỡng đi vào rễ để lên thân cây. Rễ mía thường tập trung ở độ sâu từ 0,3 ÷ 0,4m, cá biệt có nơi rễ ăn sâu tới 1 ÷ 1,5m. b. Thân mía Thân mía có hình trụ đứng hoặc hơi cong. Thân mía có màu vàng nhạt hoặc màu tím đậm. Trên vỏ mía có lớp phấn trắng bao bọc. Thân mía chia làm nhiều dóng. Mỗi cây mía có từ 10 ÷ 30 dóng. Mỗi dóng dài 0,05 ÷ 0,3m tùy thuộc thời kỳ sinh trưởng. Thông thường mía phát triển theo chiều cao từ 2,43 ÷ 3,65m trong một năm hay từ 2 ÷ 3 dóng/tháng. Dóng mía và đốt là những đơn vị cơ bản tạo thành cây mía. Tùy theo giống mía khác nhau mà hình dáng dóng mía cũng khác nhau: hình trụ, hình cong… trên mỗi dóng mía có một phần lõm gọi là rãnh mầm. Mỗi giống mía có rãnh mầm rộng hẹp, dài ngắn khác nhau. Mầm nằm trên đai rễ. Thường mỗi đốt mía có một mầm, cá biệt có khi 2 hoặc 3 mầm. Hình dáng, vị trí của Líp 47K - Ho¸ Thùc phÈm 9 chân mầm và đỉnh mầm, túm lông ở đỉnh mầm là cơ sở chủ yếu để nhận dạng các giống mía. Giữa hai dóng mía là đốt mía. Đốt gồm đai sinh trưởng, đai rễ, mầm, sẹo lá và đai phấn. Tùy thuộc giống mía, đai sinh trưởng và đai rễ rổng hay hẹp, thẳng hay cong lên ở đỉnh mầm. Đai rễ có rất nhiều điểm rễ sắp xếp thành nhiều hàng lộ xộn hay chỉnh tề. c. Lá mía Lá mía có nhiệm vụ quang hợp nước, CO 2 và các chất dinh dưỡng để biến thành gluxit, các chất tổng hợp có chứa Nitơ (N 2 ) và là bộ phận thở và thoát ẩm cho cây mía. Lá mía có chiều dài từ 0,91 ÷ 1,52m và rộng từ 0,01 ÷ 0,03m tùy thuộc giống mía. Số lượng lá từ 10 ÷ 15 lá. 1.1.3. Đặc tính các giống mía chính ở nước ta a. Giống POJ 3016 Loại giống mía này cây mọc thẳng đứng, thân to, khi còn non có màu xanh nhạt, khi chín có màu vàng lục, có lớp phấn dày, mầm không nhiều, mặt sau của lá không có lông nên thường được gọi Tuy Hòa không lông. Đặc điểm của giống mía này là kém thích nghi với hoàn cảnh tự nhiên, kém chịu hạn, chỉ thích nghi với vùng đất tốt, nhiều nước, khả năng đề kháng sự xâm nhập của vi sinh vật kém, hay bị sâu. Mía giống này thuộc loại chín sớm. Khi mía chín sớm thì hàm lượng đường là 10 ÷ 12%, chín muộn là 16 ÷ 17%. b. Giống POJ 2878 Loại giống mía này sinh trưởng tốt, thân thẳng đứng, màu vàng lục, lớp phấn màu trắng sáng có chấm đen. Giống mía hình tròn. Đặc điểm của giống mía này thích nghi với hoàn cảnh thiên nhiên, khả năng đề kháng sự xâm nhập của vi sinh vật tôt, chịu được gió hạn, bắt rễ nhanh nhưng thời gian chín Líp 47K - Ho¸ Thùc phÈm 10 . Trờng đại học vinh Khoa hoá học ======== Đồ án tốt nghiệp Đề tài: Thiết kế nhà máy đờng năng suất 5.000 tấn / ngày ph- ơng pháp làm sạch SUNFIT hoá sản phẩm. ÷ 1.500 (tấn/ ngày) - Nhà máy đường Hòa Bình: 700 (tấn/ ngày) - Nhà máy đườn Nông Cống Thanh Hóa: 1.500 (tấn/ ngày) , mở rộng 2300 (tấn/ ngày) - Nhà máy đường