Trong ph−ơng pháp cacbonat hóa chia nhiều ph−ơng pháp: ph−ơng pháp xông CO1 1 lần, xông CO2 2 lần, xông CO2 2 lần gọi lμ ph−ơng pháp thông dụng.
1. Sơ đồ công nghệ của phương pháp xông CO2 thông dụng
2. Điều kiện công nghệ chủ yếu của ph−ơng pháp CO2 1. Xông CO2 lần thứ nhất
Tác dụng của xông CO2 I lμ tạo chất kết tủa có tính hấp phụ Ca(OH)2 + H2CO3 → CaCO3↓ + 2H2O
Trong dung dịch kiềm mạnh tạo phức CaCO3. CaO vμ sacaroza nh− chất kết tủa dạng keo, phức cacbonat đ−ờng vôi có dạng:
N−ớc mía hỗn hợp
Cho vôi sơ bộ (pH = 6,2 - 6,6) Gia nhiệt lần I (t = 50 - 550C)
Xông CO2 lần I (pH = 10,5 - 11,3, độ kiềm 0,04 - 0,06% CaO) Lọc ép lần I
Xông CO2 lần II (pH = 8,2 - 8,4, độ kiềm 0,025% CaO) Gia nhiệt lần II (t = 75 - 800C)
Lọc ép lần II
Xông SO2 lần I (pH = 6,8 - 7,2) Gia nhiệt lần III (t = 115 - 1200C)
Bốc hơi Mật chè thô
Xông SO2 lần II (pH = 5,8 - 6,2) MËt chÌ tinh
(C12H22O11). (CaCO3)y. (CaO)z Phức nμy tạp nhiều bọt vμ rất nhớt
Trong quá trình thông CO2 lần 1 cần duy trì nhiệt độ t = 500 - 550C vμ pH ≈ 11
để tránh tổn thất đường do trμo bọt.
2. Xông CO2 lần 2
- Tác dụng của xông CO2 lần 2 lμ giảm tối đa hμm l−ợng vôi vμ muối canxi trong nước mía vμ tiếp tục nâng cao độ tinh khiết nước mía
Ca(OH)2 + H2CO3 → CaCO3↓ + 2H2O
- Trong nước mía còn tồn tại KOH vμ NaOH gọi độ kiềm tự nhiên. Các chất kiềm nμy phản ứng với H2CO3
KOH + H2CO3 → K2CO3 + 2H2O
K2CO3 tiếp tục phản ứng với muối canxi hòa tan tạo kết tủa cacbonat K2CO3 + CaA2 → CaCO3↓ + 2KA
Độ kiềm tự nhiên cμng lớn hiệu quả loại canxi cμng nhiều. Nh− vậy, độ kiềm tự nhiên có tác dụng giảm l−ợng muối canxi hòa tan trong dung dịch. Đây cũng lμ tác dụng quan trọng của xông CO2 lần 2.
3. Xông SO2 lần 1
Được tiến hμnh trước bốc hơi, mục đích đưa pH đến trung tính, tránh sự chuyển hóa sacaroza vμ phân hủy đ−ờng.
4. Xông SO2 II
- Có tác dụng tẩy mμu, ngăn ngừa sự tạo mμu vμ giảm độ nhớt của mật chè.
Ngoμi ra, có tác dụng lμm giảm l−ợng muối canxi hòa tan trong dung dịch.
CaA2 + H2SO3 → CaSO3 ↓ + 2HA
Xông SO2 lμm giảm độ nhớt của dung dịch tạo muối trung tính K2CO3 + H2SO3 → K2SO3 + CO2 + H2O
Biện pháp tốt nhất giảm độ kiềm vμ độ nhớt lμ thông SO2 vì phản ứng cho muối sunfit trung tÝnh.
3. Ưu khuyết điểm của ph−ơng pháp CO2 1. ¦u ®iÓm
- Hiệu quả lμm sạch tốt. Chênh lệch độ tinh khiết của nước mía trong vμ nước mía hỗn hợp từ 4-5.
- Loại đ−ợc nhiều keo, chất mμu vμ chất vô cơ (Al2O3, Fe2O3, P2O5, SiO2, MgO).
Hμm l−ợng muối canxi trong n−ớc mía trong ít.
- Đóng cặn ở thiết bị ít, giảm l−ợng tiêu hao hóa chất thông rửa thiết bị.
- Chất l−ợng sản phẩm tốt, bảo quản lâu, hiệu suất thu hồi cao
2. Tồn tại
- Tiêu hao hóa chất nhiều. L−ợng vôi dùng gấp 20 lần so với ph−ơng pháp SO2 vμ 10 lần so với ph−ơng pháp vôi, dùng nhiều khí CO2.
- Sơ đồ công nghệ vμ thiết bị tương đối phức tạp
- Kỹ thuật thao tác yêu cầu cao. Nếu khống chế không tốt dễ sinh hiện t−ợng
đ−ờng khử phân hủy.
IV. Ph−ơng pháp Blanco - directo - Sản xuất đ−ờng trắng trực tiếp
1. Đặc điểm
a. Dùng khí SO2 để lμm sạch nước mía (lượng S so với mía khoảng 0,03 - 0,05%)
b. Mật chè sau bốc hơi xử lý lắng nổi
c. Bã nổi của lắng nổi mật chè hỗn hợp với n−ớc lọc của n−ớc bùn lại xử lý lắng nổi một lần nữa vμ đ−a đi bốc hơi, bã nổi lần thứ 2 hỗn hợp với n−ớc bùn đ−a đi lọc chân không.
d. Máy lọc chân không dùng lưới lọc kim loại, nước lọc đục nên đưa xử lý lắng nổi cho n−ớc lọc trong có chất l−ợng tốt, hỗn hợp với n−ớc mía lắng trong đi bốc hơi.
Chất l−ợng đ−ờng trắng theo ph−ơng pháp Blanco directo tốt hơn đ−ờng trắng
đồn điền: Pol ≥ 99,75%, RS = 0,02%, tro = 0,05%, độ mμu = 100 - 120 IU, độ đục = 20 - 500 (đơn vị quốc tế), SO2 = 5 - 8 ppm
2. Lưu trình công nghệ như sau:
N−ớc mía hỗn hợp Gia vôi, xông SO2
Gia nhiệt
Lắng N−ớc bùn
N−ớc lắng trong Lọc chân không Bã nổi Bốc hơi N−ớc lọc
Mật chè Dịch trong Xử lý lắng nổi Bã nổi
Xử lý lắng nổi
3. Ưu điểm chủ yếu của qui trình trên
a. Xông SO2 n−ớc mía thấp, giảm chất mμu tạo lại do bị oxy hóa
b. Xử lý n−ớc lọc có tác dụng loại chất không đ−ờng vμ nâng cao chất l−ợng sản phÈm.
c. Nước lọc không hồi lưu, giảm sự tuần hoμn của chất không đường vμ tổn thất
®−êng do chuyÓn hãa.
d. Tổng l−ợng gia vôi giảm, qua 2 lần lắng nổi có lợi giảm tro trong thμnh phẩm vμ tạp chất không tan.
e. Xử lý bã nổi tương đối tốt.
Phương pháp Blanco directo đã được dùng ở công ty đường Tate vμ Lyle (Nghệ An) vμ Công ty Cổ phần đường Lam Sơn (Thanh Hóa). Vụ ép mía 2007 - 2008 đã được ứng dụng có hiệu quả tốt tại Công ty Cổ phần mía đ−ờng Sông Con (Nghệ An) vμ Công ty Cổ phần mía đ−ờng Đắk Nông.
Ch−ơng iii- lắng n−ớc mía