Đặt vấn đề Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nước sản xuất đường, trong đó Việt Nam là một trong những nước sản xuất đường với sản lượng lớn. Diện tích trồng mía và sản lượng nguyên liệu mía hàng năm cao, điều đó thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất mía đường tại Việt Nam phát triển. Sản phẩm đường sản xuất ra ngày càng đa dạng và phong phú, đáp ứng được nhu cầu sử dụng đường của người tiêu dùng và trở thành một trong những ngành có tốc độ tăng trưởng cao tại Việt Nam. Hiện nay trong nước có rất nhiều công ty sản xuất mía đường như công ty mía đường Lam Sơn, công ty mía đường Sóc Trăng, công ty mía đường La Ngà, công ty TNNH đường mía Việt–Đài,.
Trong đó có công ty mía đường Việt–Đài sản xuất với ba sản phẩm chính đó là: Đường tinh luyện, đường vàng và men thực phẩm (gồm ba sản phẩm: Bột men, tinh bột men và cao men là nguyên liệu để sản xuất men lấy từ rỉ mật đường). Tương lai công ty sẽ sản xuất thêm đường phèn, đường đỏ và các chế phụ phẩm khác từ rỉ mật. Đường là một nguồn thực phẩm không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của mỗi con người và là nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp thực phẩm. Ngoài việc tạo một nguồn năng lượng cho cơ thể, đường được sử dụng trong sản xuất bánh kẹo nước giải khát, đồ hộp, sữa, làm thuốc và sản xuất acid hữu cơ… giá trị kinh tế cao như rỉ mật có thể sử dụng để sản xuất cồn, rượu, acid, mì chính… Đặc biệt những năm gần đây để đáp ứng nhu cầu của thị trường tiêu thụ.
Ở nước ta, đường mía được sản xuất dưới nhiều dạng thương phẩm khác nhau: Đường tinh luyện tinh luyện RE, đường đỏ, đường vàng và đường phèn… Các loại đường này đều theo một quy trình chung nhưng khác nhau ở quá trình làm sạch. Chính vì vậy việc tìm hiểu quy trình sản xuất đường nói chung và quá trình làm sạch nói riêng rất quan trọng. Quá trình làm sạch trong quy trình sản xuất mía đường là quá trình bao gồm các công đoạn đun nóng, gia vôi, trung hòa, xông CO2, lắng, lọc với mục đích để giảm màu vàng của nước mía, loại tối đa chất không đường ra khỏi nước mía hỗn hợp đặc biệt là những chất có hoạt tính bề mặt và chất keo, trung hoà nước mía hỗn hợp, loại tất cả những chất rắn dạng lơ lửng trong nước mía. Quá trình này giúp ta phân biệt được sự khác nhau của hai sản phẩm đường tinh luyện và đường vàng.
2 Đối với đường tinh luyện sẽ tiến hành bổ sung xông CO2, còn đường vàng sẽ không có công đoạn này trong quá trình sản xuất mía đường. Hiện nay, các đề tài nghiên cứu và tìm hiểu về quy trình sản xuất đường nói chung và quá trình làm sạch nói riêng còn rất ít, do vậy cần có những tìm hiểu về từng công đoạn trong trình quy sản xuất mía đường. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Khảo sát quy trình sản xuất mía đường và nghiên cứu công đoạn làm sạch tại công ty TNHH mía đường Việt–Đài”. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.
Mục đích của đề tài Khảo sát quy trình sản xuất mía đường kết hợp với nghiên cứu quá trình làm sạch trong quá trình sản xuất mía đường để tạo ra sản phẩm đường tinh luyện và đường vàng tại công ty TNHH mía đường Việt Nam – Đài Loan. Yêu cầu của đề tài 1. Khảo sát được quy trình sản xuất mía đường tại công ty TNHH mía đường Việt – Đài a. Tìm hiểu được nguyên liệu đầu vào b.
Tìm hiểu được quá trình xử lý nguyên liệu c. Tìm hiểu được công đoạn ép d. Tìm hiểu được công đoạn làm sạch e. Tìm hiểu được công đoạn bốc hơi nước mía (cô đặc) g.
Tìm hiểu được công nấu đường và kết tinh h. Tìm hiểu được công đoạn trợ tinh k. Tìm hiểu được công đoạn ly tâm và sấy đường 1. Nghiên cứu được công đoạn làm sạch trong công nghệ sản xuất đường tại công ty TNHH mía đường Việt – Đài a.
Nghiên cứu công đoạn làm sạch trong sản xuất đường vàng - Xác định được ảnh hưởng của gia nhiệt lần 1 đến quá trình làm sạch - Xác định được ảnh hưởng của chế độ cho vôi ảnh hưởng đến quá trình làm sạch nước mía + Ảnh hưởng của nhiệt độ gia vôi đến quá trình làm sạch + Ảnh hưởng của tỷ lệ vôi đến quá trình làm sạch - Xác định được ảnh hưởng của quá trình gia nhiệt lần 2 đến chất lượng sản phẩm + Ảnh hưởng của pH đến chất lượng sản phẩm 3 + Ảnh hưởng của gia nhiệt lần 2 đến chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu công đoạn làm sạch trong sản xuất đường tinh luyện - Xác định được ảnh hưởng chế độ gia vôi trong làm sạch nước đường + Ảnh hưởng của nhiệt độ gia vôi đến quá trình làm sạch nước đường + Ảnh hưởng của pH gia vôi đến quá trình làm sạch nước đường - Xác định ảnh hưởng của của chế độ xông CO2 đến chất lượng sản phẩm + Xác định được ảnh hưởng của nhiệt độ xông CO2 chất lượng sản phẩm + Xác định được ảnh hưởng của tỷ lệ xông CO2 lần 1 đến chất lượng sản phẩm + Xác định được ảnh hưởng của tỷ lệ CO2 lần 2 đến chất lượng sản phẩm - Xác định được ảnh hưởng của bột trợ lọc chất lượng sản phẩm 1. Đánh giá được chất lượng sản phẩm đường tinh luyện và đường vàng 1. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1.
Ý nghĩa khoa học của đề tài - Tìm hiểu được quy trình sản xuất đường của công ty TNHH mía đường Việt – Đài, từ đó so sánh được sự khác nhau trong công nghệ sản xuất đường tinh luyện và đường vàng để có giải pháp nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm. - Nghiên cứu công đoạn làm sạch đường tinh luyện và đường vàng nhằm tìm ra các thông số làm sạch hiệu quả cao nhất để nâng cao hiệu suất làm sạch. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Khảo sát quy trình sản xuất kết hợp với nghiên cứu quá trình làm sạch trong quá trình sản xuất đường mía để so sánh sự khác nhau trong công nghệ sản xuất đường tinh luyện và đường vàng từ đó tìm ra cách giải quyết để nâng cao chất lượng đường thành phẩm của công ty trách nhiệm hữu hạn mía đường Việt – Đài. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Tổng quan về nguyên liệu 2. Nguồn gốc cây mía Mía là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất đường và một số ngành công nghiệp khác, ở nước ta hiện nay chưa có cây gì thay thế được nguồn nguyên liệu này. Cây mía được thuần hóa và trồng tại đảo Tân-Ghi-Nê bởi những người làm vườn từ thời đồ đá mới, sau đó cây mía được di chuyển sang Trung Quốc, Ấn Độ và các đảo Thái Bình Dương. Cây mía được trồng ở các nước vùng Địa Trung Hải vào khoảng đầu thế kỷ XIII.
Các nước thuộc Châu Mỹ trồng mía muộn hơn vào cuối thế kỷ XV vì đến chuyến vượt biển lần 2 năm 1490 Christophe Colombo mới đưa mía sang Châu Mỹ. Cây mía đầu tiên được trồng ở Santo Domingo sau đó đến Mêxxico (1502), Brazin (1532), Pêru (1530), Cuba (1650) [12]. Mía được trồng khắp các tỉnh trong cả nước ta. Cây mía có nguồn gốc nhiệt đới, do vậy cây mía thích hợp với khí hậu mưa nhiều, nhiệt độ cao.
Hiện nay, trên thế giới có trên 70 nước trồng mía, tập trung chủ yếu trong phạm vi 30 vĩ độ Nam đến 30 vĩ độ Bắc [8]. Ở Việt Nam trước đây, cây mía được trồng phần lớn trên đất ruộng màu và bãi bồi ven sông. Ngày nay bằng các tiến bộ khoa học kỹ thuật về giống, biện pháp kỹ thuật canh tác tiên tiến cho phép trồng mía trên đất đồi vẫn đảm bảo năng suất và sản lượng, đặc biệt nâng cao chất lượng đường trong mía nên dành đất bãi, đất ruộng cho trồng các loại cây lương thực, cây rau màu có giá trị thu thập cao hơn trồng mía. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của mía Thành phần hóa học của mía thay đổi phụ thuộc vào giống mía, thời vụ thu hoạch và đất canh tác.
Tuy nhiên, thành phần cơ bản là giống nhau chỉ khác nhau về số lượng [5]. Thành phần của mía Thành phần Tỷ lệ theo chất khô (%) Nước 70,0–75,0 Đường 9,0–15,0 Xơ 10,0–16,0 Đường khử 0,001–2,0 Chất không đường khác 1,0–3,0 5 Bảng 2. Thành phần của nước mía Thành phần Tỷ lệ theo chất khô (%) Saccharose 70,0–88,0 Phần đường Glucose 2,0–4,0 Fructose 2,0–4,0 Muối acid vô cơ 1,5–4,5 Muối acid hữu cơ 1,0–3,0 Acid hữu cơ tự do 0,5–0,6 Chất không đường Albumin 0,5–0,6 Tinh bột 0,001–0,05 Chất keo 0,3–0,6 Chất béo sáp mía 0,05–2,5 Chất không đường chưa xác định 3,0–5,0 Bảng 2. Thành phần tạp chất có trong nước mía hỗn hợp Thành phần Tỷ lệ các chất (%) Acid hữu cơ 13 Carbonhydrate 10 Hợp chất vô cơ có nitơ 34 Các chất màu sắc tố 17 Sáp mía 17 Muối vô cơ 7 Silic 2 Mỗi thành phần trong nước mía có ảnh hưởng khác nhau trong quá trình sản xuất đường.
Một số tính chất của thành phần có trong nước mía. Thành phần đường trong mía Trong nước mía, các thành phần đường có thể có lợi hoặc có hại trong sản xuất đường. Trong đó, đường có lợi cho quá trình sản xuất là đường saccharose chiếm tỷ lệ lớn (khoảng 90%) và đường có hại là glucose và fructose cả 2 loại đường này chiếm tỷ lệ thấp. Đường saccharose có công thức hóa học là C12H22O11 là đường có tính acid yếu, trong môi trường kiềm nhẹ thì saccharose có phản ứng và tạo ra saccarat canxi.
Khi mía non hàm lượng đường saccharose thấp, nhưng khi mía chín hàm lượng này tăng dần lên mức cao nhất (90%). Trong sản xuất, dưới tác dụng của nhiệt độ và 6 pH thì đường này dễ bị chuyển hóa thành glucose và fructose (khi nhiệt độ tăng lên thêm 100C thì tốc độ chuyển hóa tăng lên 3 lần và pH dung dịch cứ mỗi lần giảm 1,0 thì nồng độ ion H+ trong dung dịch tăng lên 10 lần và tốc độ chuyển hóa cũng tăng lên 10 lần). Đường glucose và fructose còn đường gọi là đường khử có chung công thức phân tử C6H12O6. Khi mía còn non hàm lượng glucose và fructose trong mía tương đối cao, nhưng khi mía chín hàm lượng đó giảm đến mức thấp nhất.
Tính chất hóa học của đường khử tương đối ổn định ở pH=3,0. Dưới tác dụng điều kiện khác nhau, có thể sản sinh các loại phản ứng hóa học khác nhau, tạo thành nhiều loại sản phẩm khác nhau như: rượu, ceton, acid.