BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
*********&********

BÁO CÁO MƠN HỌC

CHỦ ĐỀ 03

TRÍCH LY NƯỚC MÍA BẰNG
PHƯƠNG PHÁP KHUẾCH TÁN
SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP KHUẾCH TÁN
VÀ PHƯƠNG PHÁP ÉP

GVHD : Ths. Thái Văn Đức
NHÓM: 02
LỚP : 51CBTP-1
Khánh Hòa, ngày 15 tháng 03 năm 2012


DANH SÁCH NHÓM 02- LỚP 51CBTP1
STT
1

HỌ VÀ TÊN
Đặng Thị Duyên

MSSV
51130255

2

Lê Thị Minh

51130912

3

Hoàng Thị Quỳnh Nga

51130973

4

Đặng Thị Phượng

50131219

5

Đặng Thị Phương

51131194

6

Hoàng Văn Thành

51131469

7


Nguyễn Thị Thanh Thảo

51131509

8

Trần Thị Thu

51131416

9

Trần Thị Thu Thủy

51131600

10

Nguyễn Thi Mỹ Thương

51131464

11

Trương Thị Tiến

51131639

12


Trần Thị Vẻ

51132056

13

Trần Xuân Sơn

50131344

GHI CHÚ

2


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………….4
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP KHUẾCH TÁN……...5
I.

HỆ KHUẾCH TÁN MÍA…………………………...7
1. Xử lí mía…………………………………………8
2. Khuếch tán mía…………………………………..9
3. Xử lý nước ép……………………………………14

II.

SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP ÉP VÀ PHƯƠNG PHÁP
KHUẾCH TÁN……………………………………..15


KẾT LUẬN…………………………………………………...20
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………21

3


LỜI MỞ ĐẦU
Nằm trong vùng có điều kiện khí hậu và đất đai thuận lợi cho sự
sinh trưởng và phát triển của cây mía nên diện tích mía được trồng ở
nước ta khá lớn. Trước kia với quy mô trồng và sản xuất nhỏ lẻ nên sản
lượng và chất lượng đường mía chưa cao và ngành cơng nghiệp đường
mía cịn non trẻ. Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, các
thiết bị máy móc hiện đại đã được sử dụng và làm tăng sản lượng đường
mía, tiết kiệm thời gian và nhân công, từ đây ngành công nghiệp đường
mía phát triển mạnh hơn, sản lượng mía cũng tăng mạnh.

4


TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP KHUẾCH TÁN
Phương pháp khuếch tán đã được sử dụng nhiều năm trong tất cả
các nhà máy trích ly đường từ củ cải đường.
Hiện nay nhiều nhà máy đường của nhiều nước trên thế giới như:
Haoaoi, Nam Phi, Pueroto Rico, Peru, ốtrây-lia đã dùng phương pháp
khuếch tán với các thiết bị khuếch tán khác nhau như: DdS, De Smet,
BMA, FS, Hulett, Saturne,….Ở nước ta, phương pháp khuếch tán được
dùng đầu tiên ở nhà máy đường mía La Ngà với thiết bị khuếch tán DdS
của Đan Mạch.
Tuy gọi là phương pháp khuếch tán nhưng không phải dựa hoàn

toàn vào khuếch tán để lấy đường như ở nhà máy đường củ cải. Qua thí
nghiệm, người ta thấy rằng khi cắt mía và củ cải thành từng lát có kích
thước tương tự và ngâm ở nhiệt độ 750c, thì thời gian khuếch tán của lát
mía so với lát củ cải tăng gấp ba lần.
Từ hình 1, ta thấy nồng độ đường ở lát củ cải giảm rất nhanh và
trên thực tế sau một thời gian nhất định, toàn bộ đường đã được trích ly.
Nhưng đối với mía, ở nhiệt độ 750c, nồng độ đường trong lát mía giảm
rất chậm mặc dù ngâm một thời gian khá dài một ít đường vẫn cịn trong
lát mía. Muốn trích ly đường tốt hơn phải tiến hành ở nhiệt độ 100 0c,
nhiệt độ cao đường saccarose sẽ bị chuyển hóa, chất khơng đường bị
trích ly vào nhiều.

5


Hình 1: Hiệu suất trích ly đường của lát mía và củ cải ở 750C
C0 : nồng độ đường ban đầu của lát mía và củ cải
C : nồng độ đường của lát mía và củ cải trong thời gian τ
Như vậy, muốn khuếch tán ở nhiệt độ 750c thì kích thước thiết bị
khuếch tán phải thật lớn và thời gian khuếch tán phải kéo dài, như vậy sự
phân hủy xeluloza sẽ làm giảm độ tinh khiết của nước mía.
Để lấy đường ở trong lát mía trong một thời gian nhất định, cần
phá vỡ tổ chức tế bào mía để trích ly nước mía dễ dàng. Vì vậy, phải có
dao băm mía, máy ép, dập, máy đánh tơi….để phá vỡ tế bào mía, ép ra
một phần nước mía sau đó dùng thiết bị khuếch tán để lấy phần nước mía
cịn lại.
Trên thực tế, thiết bị khuếch tán chỉ có thể thay thế một số bộ trục
ép ở giữa công đoạn ép nên có thể coi đó là phương pháp kết hợp giữa ép
và khuếch tán.


6


I. HỆ KHUẾCH TÁN MÍA
Hệ khuếch tán mía bao gồm việc xử lí mía, khuếch tán nước, ép nước
khỏi bã mía và xử lí nước ép.

Hình 2: Sơ đồ tổ hợp của các loại thiết bị khuếch tán
Sự tổ hợp các hệ khuếch tán mía khác nhau của một sớ nước trên
thế giới được biểu thị trên hình 2.

7


1. Xử lí mía
Để xử lí mía có thể dùng máy ép dập hoặc thiết bị đánh tơi hoặc có
nơi dùng cả hai.
Bruniche- Olsen đã so sánh hiệu quả trích ly đường của mía ép dập và
mía đánh tơi và cho thấy rằng ở mía đánh tơi có nhiều tế bào bị phá vỡ.
Ở những tế bào mía bị phá vỡ, thì trích ly đường trực tiếp. Những tế bào
chưa bị phá vỡ thì trích ly bằng phương pháp khuếch tán.
Người ta đã tiến hành thí nghiệm để so sánh hiệu quả trích ly của hai
loại mía đánh tơi và lát cắt. Kết quả ghi được ở bảng 5.
Từ bảng ta thấy hiệu quả trích ly và độ tinh khiết ở mía đánh tơi tốt
hơn nhiều so với mía thái lát.
Bảng 1: So sánh hiệu quả trích ly của mía đánh tơi và cắt lát

Mía
đánh
tơi

Mía
thái
lát

Thành phần nước mía trích ly, %
Pol
Độ
Tỉ số
Tro/100Bx
tinh
Glucoza
khiết

Số
đường
trích
ly, g

Tỉ lệ
trích
ly, %

Nồng
độ
chất
khơ
5,18

4,33


83,59

1,20

2,83

606,6

100

4,87

4,07

83,57

1,23

3,12

553,3

91

8


2. Khuếch tán mía
Có hai hệ khuếch tán mía chủ yếu : Khuếch tán mía và khuếch tán bã
mía.

Khuếch tán mía: cây mía được xử lí sơ bộ, nhưng giữ ngun trọng
lượng và tồn bộ đường trong đó và đi vào thiết bị khuếch tán. Ví dụ,
nếu 1 nhà máy đường xử lí 100 tấn mía/h có 14% đường thì 100 tấn mía
với 14 tấn đường đi vào thiết bị khuếch tán.
Khuếch tán bã mía: Sau khi xử lí, mía còn qua máy ép để ép 65- 70%
lượng đường trong mía, cịn lại 30- 35% đường trong bã mía đi vào thiết
bị khuếch tán. Một bộ trục có hệ khuếch tán có thể trích ly 65- 70%,
trong lúc đó mỗi bộ trục của hệ máy ép chỉ ép ra trung bình 16- 23%
lượng nước mía và hệ máy ép có từ 4 đến 6 bộ trục chỉ trích ly được 9495% đường trong mía. Mặt khác, khi đi qua bộ trục ép của hệ khuếch
tán, mía được chuẩn bị tốt hơn và sự tổn thất đường của vi sinh vật trong
khuếch tán bã giảm so với khuếch tán mía, thời gian khuếch tán rút ngắn
vì chỉ cần khuếch tán 4% đường ( tức 30% đường trong cây mía ) chứ
khơng phải 14%.
Có thể làm một phép tính đơn giản để so sánh . Ví dụ, hiệu suất lấy
đường chung là 97% , hiệu suất lấy đường bằng phương pháp ép là 65%,
hiệu suất lấy đường bằng phương pháp khuếch tán là 35% .
Như vậy hệ số khuếch tán đường ở bã mía :
(97 – 65) . 100 = 32%
Hiệu suất trích ly tương đối :

32
35

100 = 91%

9


Như vậy , việc trích ly sẽ dễ dàng hơn so với khuếch tán bã mía đơn
thuần (97%). Do đó, khuếch tán bã mía được dùng phổ biến trong nhà

máy đường .
Dưới đây là sơ đồ khuếch tán bã và khuếch tán mía với cách xử lý
nước ép khác nhau.

10


mía

Máy ép
3 trục

Khuếch tán

Tách nước từ bã
ướt

Bốc hơi

bã

Nước
ép

Nước mới

Nước mía hỗn
hợp

Thiết bị đánh tơi


Máy băm mía

Đun nóng và cho
vơi

Thiếc bị lắng

Thiếc bị lọc

bùn

Sơ đồ 1. trích ly trước và xử lý nước ép

11


mía

Máy băm
mía

Ép dập 3
trục

Thiết bị khuếch
tán

Tách nước từ
bã ướt


bã
Nước ép

Nước khuếch
tán

Nước mới

Nước ép

Nước mía
hỗn hợp

Đun nóng và cho
vơi vào lắng

Sơ đồ 2: Khơng trích ly và khơng xử lý nước ép

12


mía

Thiết bị khuếch
tán

Máy băm mía

Thiết bị đánh tơi


Tách nước từ bã
ướt

Nước
khuếch
tán

Nước ép

Nước mới

bã

Đun nóng và cho vơi

Thiết bị lắng

Bốc hơi
Thiết bi lọc

Sơ đồ 3.khơng trích ly trước và có xử lý
nước ép

Ép nước từ bã ướt: Bã sau khi ra khỏi thiết bị khuếch tán còn chứa 8890% nước. Cần tách bớt nước ở bã để còn khoảng 45- 47 % nước để làm
nguyên liệu đốt lò hoặc các việc khác. Để tách nước, dùng máy ép ba
trục.
Từ kết quả thí nghiệm ở nhiều nước khác nhau ta thấy để tách nước ở
bã ướt dùng một bộ trục không đủ nhưng hai bộ hơi thừa. Hiện bay các
nhà máy đường đều dùng hai bộ phận ép.


13


3. Xử lí nước ép
Vấn đề tồn tại lớn nhất của kĩ thuật khuếch tán là phải xử lí một lượng
nước ép khá nhiều có hàm lượng đường thấp và nhiệt độ cao.
Xử lí nước ép có hiệu quả là một trong những giai đoạn quan trọng
của khuếch tán bã. Nếu có những điều kiện thích hợp cho hoạt động của
vi sinh vật, nước ép có thể dùng đủ cho một nhà máy sản xuất enzim.
Trong phương pháp ép, mặc dù dùng nước nóng để thẩm thấu nhưng
nhiệt độ nước hỗn hợp vẫn thấp. Trong phương pháp khuếch tán, nước
mía ó nhiệt độ cao và nồng độ chất khô thấp, rất thuận lợi cho hoạt động
của vi sinh vật so với nước ép cuối của phương pháp ép.

14


Hình 3: Xử lí nước ép

15


II. SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP ÉP VÀ PHƯƠNG PHÁP
KHUYẾCH TÁN
1-Tổng hiệu suất thu hồi đường :
Qua nghiên cứu hiệu suất thu hồi đường của 2 phương pháp ở một số
nước như Nam Phi, Peerru … đã đi đến kết luận tổng thu hồi của phương
pháp khuyếch tán tốt hơn phương pháp ép ( hình I ) .


Phương pháp ép

Bùn, mật cuối, không xác
định

16


Phương pháp khuyếch tán

Bùn, mật cuối, khơng xác
định

Hình 4: Sự phân bố thành phần đường ( Pol ) của phương pháp
ép và khuyếch tán

17


2- Tiêu hao năng lượng :
Theo tài liệu của Ai Cập, năng lượng tiêu hao cho một thiết bị
khuyếch tán 2000 tấn mía/ ngày là 132,480W. Với cơng suất trên, tiêu
hao năng lượng cho bộ máy ép là 438,160W. Do đó phương pháp
khuyếch tán tiết kiệm được 305,680W. Theo Bairow, một phân xưởng ép
có 18 trục, nếu thay một thiết bị khuyếch tán có thể giảm được 9 trục,
hiệu suất lấy nước mía đường cao hơn cứ 100kg mía thì tăng 0,3kg
đường thu hồi. Một nhà máy đường có năng suất 4000 tấn mía/ ngày nếu
tăng thêm 2 thiết bị khuyếch tán thì có thể xử lý được 8000 tấn mía/ ngày
mà cơng suất chỉ tăng khơng q 515400W.
3- Vốn đầu tư

Theo số liệu của BMA ( Cộng Hòa Liên Bang Đức ) thì vốn đầu tư
thiết bị của nhà máy dùng phương pháp khuyếch tán với công suất 500
tấn mía/ ngày có thể giảm 30% vốn đầu tư so với nhà máy đường dùng
phương pháp ép. Công ty BMA cũng đã so sánh hiệu quả kinh tế của
phương pháp và đưa ra những ưu điểm của phương pháp khuyếch tán ở
bảng sau :

18


Bảng 2: So sánh hiệu quả kinh tế 2 phương pháp của nhà
máy đường 1500 tấn mía/ ngày

Số

Chỉ tiêu

Đơn vị

Phương

Phương

thứ

pháp

pháp ép

tự


khuyếch

1

Hiệu suất lấy

%

tán
96,5

94,0

2

đường
Hiệu suất thu hồi

%

87,0

88,0

3
4

nấu
Tổng thu hồi

Thành phần đường

%
%

83,96
13,0

82,72
13,0

5

trong mía
Cơng suất nhà

Tấn mía/

1500

1500

6

máy
Số ngày sản xuất

ngày
Ngày/vụ


150

150

7

một vụ
Tỷ lệ đường so với

%

10,915

10,754

8

mía
Lượng đường sản

Tấn đường/

24558,75

24196,5

9

xuất một vụ
Chi phí vốn đầu tư


vụ
Đô la

2591615

2721077

Bảng 03: So sánh phương pháp ép và phương pháp khuyếch tán
Phương pháp ép

Phương pháp khuếch tán

19


- Hiệu suất trích li 92%

- Hiệu suất trích li 97%

- Tổng hiệu suất thu hồi 80%

- Tổng hiệu suất thu hồi 82%

- Tiêu hao năng lượng nhiều

- Tiêu hao năng lượng ít

- Vốn đầu tư cao


- Vốn đầu tư thấp (tiết kiệm khoảng

- Nhiên liệu dùng trongbốc hơi ít

30% so với phương ép)
- Tiêu hao nhiều nhiên liệu dùng

- Chất khơng đường trong nước mía hỗn

trong bốc hơi

hợp ít hơn, ít tổn thất đường trong mật

- Chất khơng đường trong nước mía

cuối thấp.

hỗn hợp nhiều, do dó tăng tổn thất
đường trong mật cuối.

Tồn tại của phương pháp khuyếch tán :
- tăng nhiên liệu dùng trong bốc hơi
- tăng chất khơng đường trong nứơc mía hổn hợp do đó tăng tổn thất
đường trong mật cuối
Tồn tại của phương pháp ép:
- trục ép là thiết bi thô kệch, nặng nề. Lỏi trục ép làm bằng hợp kim
đắt tiền, giá chế tạo, lắp đặt, bảo dưỡng nhiều
- tiêu hao nhiều năng lượng
- tổng hiệu suất thu hồi ít
Từ những so sánh trên cho thấy phương pháp khuyếch tán có nhiều ưu

điểm hơn phương pháp ép.
KẾT LUẬN

20


Với việc sử dụng thiết bị khuếch tán trong công nghiệp đường mía
đã góp phần vào việc tăng đáng kể hiệu suất thu hồi đường (hiệu suất
trích li 97%), chất lượng đường tăng và đảm bảo cho sản xuất liên tục,
không gián đoạn. Và khi chất lượng đường cao không những có thêm
nhiều thị trường mới, thúc đẩy ngành mía đường phát triển mạnh mà cịn
tăng diện tích trồng làm tăng sản lượng mía nhằm ổn định nguồn cung
cấp mía cho các công ty để sản xuất.

21


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình “ Cơng nghệ sản xuất đường mía”- Nguyễn Ngộ, NXB
Khoa học và kỹ thuật, 2006. Trang 73- 82.
2 />3.. />
22