Tổng quan quá trình làm sạch nước mía trong công nghệ mía đường (P1)

Nước mía hỗn hợp có một lượng lớn chất không đường, đa số những chất này gây ảnh hưởng không tốt cho quá trình sản xuất. Vì vậy mục đích chủ yếu của việc làm sạch nước mía là: Loại tối đa chất không đường ra khỏi hỗn hợp, đặc biệt là các chất có hoạt tính bề mặt và các chất keo, trung hoà nước mía hỗn hợp và loại những chất rắn lơ lửng trong nước mía.

Thành phần hỗn hợp nước mía sau khi ép

Hỗn hợp nước mía sau khi ép có thành phần tương đối phức tạp, các thành phần hoá học này thay đổi tuỳ theo giống mía, điều kiện canh tác, đất đai, điều kiện khí hậu, phương pháp và điều kiện lấy nước mía của nhà máy… Một số chất như: saccarose, slucose, fructose, xenlulose, pentosan, araban, linhin; Protein, amit, acid amin, acid nitoric, NH₃, xantin; Pectin; acid tự do; acid kết hợp; SiO₂; K₂O; Na₂O, CaO; MgO; Fe₂O₃; P₂O₅; SO₂; Cl; H₂O.

Các phương pháp làm sạch nước mía

Phương pháp vôi

Đây là phương pháp đơn giản nhất, được con người áp dụng từ rất lâu. Nước mía chỉ được làm sạch dưới tác dụng của nhiệt và vôi, thu được sản phẩm đường thô. Phương pháp vôi sử dụng để sản xuất mật trầm, đường cát vàng… Có thể chia thành 3 dạng sau:

a. Phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh

Trước hết nước mía được lọc bằng lưới lọc để loại các vụn mía, cân và bơm đến thùng trung hoà, sau đó cho vôi vào (khoảng 0.5 – 0.9 kg vôi/tấn mía). Khuấy đều nước mía, rồi đun nóng đến nhiệt độ 105°C trước khi cho vào thiết bị lắng, sản phẩm lắng thu được là nước lắng trong và nước bùn. Đem lọc nước bùn thu được nước lọc trong. Cuối cùng cô đặc hỗn hợp nước lắng trong và nước lọc trong.

b. Phương pháp cho vôi vào nước mía nóng

Tương tự như phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh, nhưng công đoạn gia nhiệt được thực hiện trước khi cho vôi vào. Trước khi trung hoà, một số chất keo như (anbumin, silic hidroxit…) bị ngưng tụ dưới tác dụng của nhiệt độ và pH. Nhờ vậy, tốc độ lắng nhanh, lượng vôi trung hoà giảm (khoảng 15 – 20%), hiện tượng đóng cặn giảm…

c. Phương pháp cho vôi phân đoạn

Đây là phương pháp tối ưu nhất của việc làm sạch nước mía bằng vôi. Trước tiên, cho vôi vào đưa hỗn hợp nước mía đến pH = 6,4, sau đó đun sôi hỗn hợp (t = 105 – 110°C), tiếp tục cho vôi vào đến pH = 7,6, rồi lại đun sôi tiếp tục (t = 105 – 110°C)…

Phương pháp phân đoạn tiết kiệm được 35% lượng vôi so với phương pháp cho vôi vào nước mía lạnh, rút ngắn thời gian lắng, độ tinh khiết nước mía tăng, hiệu suất làm sạch tốt.

Phương pháp sunfit hoá

Còn gọi là phương pháp SO₂, vì ta sử dụng lưu huỳnh dưới dạnh khí SO₂ để làm sạch nước mía. Có thể chia làm 3 loại:

Phương pháp sunfit hoá axit (thông SO₂ vào nước mía đến pH axit) Dùng phổ biến trong sản suất đường kính trắng.

Phương pháp sunfit hoá kiềm nhẹ (Chỉ xông SO₂ vào nước mía, không thông SO₂ vào mật chè và sản phẩm đường thô). Dùng để sản xuất đường thô, nếu so với phương pháp vôi thì hiệu quả loại chất không đường tốt hơn, tuy nhiên thiết bị phức tạp và tiêu hao nhiều hoá chất nên hiện nay ít phổ biến.

Phương pháp sunfit hoá kiềm mạnh: Đặc điểm của phương pháp này là dùng 2 điểm pH (pH trung tính và pH kiềm mạnh), do đó có thể loại được P₂O₅, SiO₂, Al₂O₃, FeO₃, MgO… Nhưng điều kiện công nghệ của phương pháp này còn chưa ổn định.

Phương pháp cacbonat hoá

Phương pháp này sử dụng khí CO₂ xông vào nước mía để loại các chất không đường, có thể chia làm 3 dạng:

Phương pháp xông CO₂ một lần

Đặc điểm của phương pháp là cho toàn bộ sữa vôi vào nước mía một lần và thông CO₂ một lần đến độ kiềm thích hợp. Do đó nước mía chỉ qua một điểm đẳng điện, nên loại chất không đường ít. Ngoài ra, vì thông CO₂ sau khi cho vôi nên tạo phức đường vôi ảnh hưởng đến hiệu suất hấp thụ CO₂ và tạo nhiều bọt.

Phương pháp xông CO₂ thông thường

Hay còn gọi là phương pháp xông CO₂ hai lần, xông SO₂ hai lần, được sử dụng trong sản xuất đường kính trắng chất lượng cao. Sơ đồ công nghệ như sau:

Phương pháp xông CO₂ chè trung gian

Sau khi đun nóng đến khoảng 100°C và cho bốc hơi đến nồng độ mật chè 35 – 40°Bx nước mía hỗn hợp được xử lí như phương pháp xông CO₂ thông thường.

Khi cô đặc đến nồng độ cao, hàm lượng chất không đường trong mía tập trung hơn, phản ứng triệt để hơn do đó tiết kiệm được nhiều hóa chất, loại nhiều tạp chất không đường, thiết bị ít đóng cặn. Tuy nhiên lượng đường tổn thất trong bùn nhiều.

Đón xem phần tiếp theo: Tổng quan quá trình làm sạch nước mía trong công nghệ mía đường (P2).

FOODNK