1
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM, NÔNG NGHIỆP
TÀI LIỆU GIẢNG DẠY
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
ĐƯỜNG MÍA
(Tài liệu lưu hành nội bộ)
2
PHẦN 1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐƯỜNG MÍA
BÀI MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÀNH ĐƯỜNG
1. Ý nghĩa của đường và công nghệ sản xuất đường
1.1. Vai trò của đường
- Là chất dinh dưỡng cung cấp năng lượng
- Là loại thức ăn, thức uống, thực phẩm mang lại cho con người cảm giác dễ chịu
và được con người ưa thích
- Về công nghiệp: là nguyên liệu của nhiều sản phẩm thực phẩm và các ngành
công nghiệp khác (bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp, sữa, làm thuốc, thức ăn kiêng và
sản xuất acid hữu cơ).
1.2. Vai trò của công nghiệp đường
- Nguyên liệu sản xuất là mía, củ cải đường, thốt nốt…
- Mía chiếm 2/3 sản lượng đường thế giới. Mía là loại cây công nghiệp ngắn
ngày, sản xuất có hiệu quả, không kén đất. → phát triển nông nghiệp…
- Đường là sản phẩm chính. Ngoài ra còn sản xuất nhiều mặt hàng khác có giá trị
kinh tế cao.
Ví dụ:
Rỉ đường: sản xuất mì chính, làm thức ăn gia súc.
Bã mía: sản xuất giấy, ván ép, đốt lên làm phân bón.
Đường: sản xuất bánh kẹo
Mật rỉ đường: sản xuất rượu, acid citric, acid acetic, kháng sinh…
2. Sự phát triển ngành công nghiệp đường mía trên TG và ở Việt Nam
2.1. Trên thế giới
- Trên thế giới, Ấn Độ là quốc gia đầu tiên sản xuất đường từ cây mía. Năm
398, người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết chế biến mật thành đường tinh thể với công
nghệ đơn giản: Cây mía → Ép (dùng sức trâu, bò) → lắng (bằng vôi) → Cô đặc (bằng
chảo) → Kết tinh tự nhiên. Dần dần kỹ thuật sản xuất đường phát triển sang các nước
khác.
- Đến thế kỷ 19, nhà máy đường đầu tiên được xây dựng với các thiết bị hiện
đại thay thế công cụ thô sơ như nồi bốc hơi chân không, máy ly tâm, máy ép 3 trục,
thiết bị lọc khung bản, máy sấy thùng quay …
- Ngày nay, ngành đường được cơ khí hóa toàn bộ công nghệ sản xuất với quy
trình liên tục và tự động hóa hoàn toàn nhằm thúc đẩy gia tăng sản lượng đường. Trên
TG có khoảng 206 nước sản xuất đường, trong đó 2/3 số nước sản xuất từ mía, 9 nước
3
sản xuất từ mía và củ cải đường. Sản lượng đường trên TG khoảng 125 triệu tấn/năm.
Trong đó: nguyên liệu từ mía: 55%; từ củ cải đường: 44%; từ các loại khác: 1%.
- Nước sản xuất nhiều đường: Ấn Độ 15.6 triệu tấn; Braxin 14.6 triệu tấn;
Trung Quốc 6.5 triệu tấn; Thái Lan 6.3 triệu tấn. Bình quân tiêu thụ đường ở các nước
Châu Âu: 30 – 40kg/ người/ năm; Châu Á 14 – 16 kg/ người/ năm.
2.2. Ở Việt Nam
- Cây mía xuất hiện vào thế kỷ 14. Ngành sản xuất đường có từ lâu nhưng rất
thủ công. Trước 1945, VN chỉ có hai nhà máy đường là Tuy Hòa – Miền Trung và
Hiệp Hòa – Miền Nam. Sau 1954 có thêm 3 nhà máy đường ở miền Bắc là Vạn Điểm
– Hà Tây (1000 tấn mía/ ngày), Việt Trì (350 tấn mía/ ngày) và nhà máy đường Sông
Lam. Sau 1975 có 14 nhà máy đường.
- Trước 1995, ngành đường vẫn còn kém, sản xuất còn ít với 300.000 tấn
đường/năm. Hiệu suất sản xuất yếu: 16,17 tấn mía mới được một tấn đường.
- Sau 1995, chương trình quốc gia ra đời với tiêu chí sản xuất 1triệu tấn/ năm,
đảm bảo 12.5kg đường/ người/ năm. Sau đó cả nước có 50 nhà máy đường trong đó
nhà máy Bút Bông – Pháp có công suất 8000 tấn mía/ ngày; nhà máy Tateslane –
Nghệ An 6000 tấn/ ngày; nhà máy đường Lam Sơn – Thanh Hóa 4000 tấn/ ngày; nhà
máy Thạch Thành – Đài Loan 6000 tấn/ ngày. Các nhà máy nhỏ và vừa có công suất
700 – 1000 - 2000 tấn/ ngày.
- Về công nghệ, hiện nay áp dụng công nghệ hiện đại vào sản xuất, phần lớn
được cơ giới hóa và một số được tự động hóa.
- Khó khăn: có một số nhà máy thua lỗ phải ngừng hoạt động do nguyên nhân:
+ Vùng trồng nguyên liệu không tập trung, phân tán nhiều nơi dẫn đến thiếu
nguyên liệu và giá cả thu mua không hợp lý.
+ Do trình độ kỹ thuật còn yếu
3. Những định nghĩa và thuật ngữ áp dụng trong công nghệ sản xuất đường
1. Mía nguyên liệu: là mía được đưa xuống băng tải để sản xuất đường bao gồm mía
sạch và tạp chất (tấn).
2. Tạp chất: là phần chất bẩn bám trên cây mía như đất, cát, bùn, lá khô. Tạp chất
tính theo % khối lượng.
3. Bã mía: là chất khô không tan sau khi trích ép lấy nước mía trong cây mía.
4. Xơ mía: là thành phần cellulose của cây mía
5. Chất khô hòa tan: là chất rắn hòa tan không bay hơi có trong dịch nước mía (bao
gồm đường và các tạp chất hòa tan), tính theo % hoặc Bx.
1oBx = 1%
4
Nước mía 140Bx: có 14% chất khô hòa tan, 86% còn lại là nước
6. Pol (Polarimeter): là lượng đường tổng có trong nước mía (%). Pol được xác định
bằng PP phân cực một lần, đo bằng máy phân cực (phân cực trực tiếp).
7. Sac: là lượng đường saccacrose có trong dung dịch (%) được xác định bằng PP
phân cực hai lần (một lần trực tiếp và một lần chuyển hóa).
Phản ứng chuyển hóa: saccarose glucose + fructose
8. Độ tinh khiết: là tỷ lệ của đường và chất khô hòa tan tính theo %. Độ tinh khiết
càng cao thì chất lượng đường càng tốt.
Độ tinh khiết = (Đường / CKHT) x 100 (%)
• Độ tinh khiết đơn giản (Apparent purity – AP)
AP = (Pol / CKHT) x 100 (%)
• Độ tinh khiết trọng lực (GP)
GP = (Sac / CKHT) x 100 (%)
• Độ tinh khiết thực
P thực = (Sac / CKHT) x 100 (%)
CKHT xác định bằng PP sấy
Trong thực tế sản xuất chỉ dùng AP, coi Pol = Sac
9. Độ ẩm: là thành phần nước trong sản phẩm được xác định bằng PP sấy đến trọng
lượng không đổi: W = 100 – Bx
10. Đường khử (Reducing sugar – RS): là lượng đường khử của sản phẩm tính bằng
% - trong phân tử chứa nhóm aldehyt (CHO-) hoặc xeton (=CO)
11. Tro: là thành phần chất vô cơ còn lại sau khi nung cháy các chất hữu cơ.
Tro sunfat: nung ở nhiệt độ 500 – 6000C, cho H2SO4 vào để tăng tốc độ cháy
Tro % = tro sunfat x 0.9
12. Độ màu: là chỉ tiêu đo độ trắng của đường và độ sẫm màu của dung dịch. Độ màu
được đo bằng PP so màu trên máy đo quang phổ.
Sử dụng máy đo màu để đo mật độ quang D
D = k.c.b
Trong đó: b là bề dày lớp dung dịch trong cốc đo
c là nồng độ dung dịch đo
k là hệ số của máy
Độ màu quốc tế sử dụng trong ngành đường: 0IU = k x 1000
13. Các loại đường: có 3 loại chủ yếu:
• Đường thô (Raw sugar – R): là loại đường có hàm lượng đường tinh khiết thấp
nhất. Đây là đường nguyên liệu đối với nhà máy tinh luyện. Đường có dạng tinh thể
5
màu vàng, chưa qua sấy khô, có Pol = 96 – 98%. VD: nhà máy đường Lam Sơn sản
xuất đường thô.
• Đường trắng – đường cát (Refined standard quality – RS): Pol ≥ 99.5%; độ ẩm ≥
0.05%. Đây là sản phẩm của hầu hết các nhà máy đường VN và trên TG (0IU = 90 –
120).
Đường VN (theo TCVN) Đường TG
Loại hảo hạng: Pol = 99.7 99.75%
Loại một: Pol = 99.62
Loại hai: Pol = 99.48
• Đường tinh luyện (Refined extra quality – RE): là loại đường có chất lượng cao
nhất trong các loại đường. Pol = 99.8 – 99.85%; W < 0.05; tro < 0.03; RS <0.03; 0IU
= 20 – 40
14. Chất không đường: là chất khô hòa tan trừ đường saccarose. Như vậy, đối với
ngành sản xuất đường, những chất còn lại hòa tan trong dung dịch đều gọi là chất
không đường kể cả glucose và fructose. Những chất không đường đều có ảnh hưởng
xấu đến sản xuất nên phải loại ra.
15. Nước mía đầu (nước nguyên): là nước mía ép được từ máy ép đầu tiên.
16. Nước thẩm thấu: là nước nóng được cho vào trước máy ép cuối cùng để hòa tan
hết lượng đường trong bã mía, nâng cao hiệu suất ép.
17. Nước mía hỗn hợp: là nước mía nhận được từ máy ép 1 và 2 được mang đi chế
luyện. Dung dịch này được gọi là nước mía hỗn hợp vì gồm nước mía nguyên và nước
mía đã pha loãng.
18. Bã mía: là bã nhận được sau máy ép cuối cùng được làm nguyên liệu đốt lò hơi
hoặc cho các mục đích khác.
19. Hiệu suất ép: lượng đường ép được so với lượng đường có trong nguyên liệu (%).
Lượng đường ép được
HS ép (E) = ------------------------------- x 100
Lượng đường có trong mía
TL mía x Pol mía – TL bã x Pol bã
HS ép (E) = -------------------------------------------- x 100
TL mía x Pol mía
Hiệu suất ép nói lên năng lực làm việc của hệ thống máy ép. Với các nhà máy
đường ở Việt Nam, hiệu suất ép khoảng 94 – 96%.
20. Nước mía cuối: là nước mía nhận được từ máy ép cuối cùng