Đường là một trong những chất làm ngọt được tiêu thụ rộng rãi nhất trên thế giới và việc sản xuất đường bao gồm một loạt các bước phức tạp để biến nguyên liệu nông nghiệp thô thành đường tinh luyện được sử dụng trong các hộ gia đình và các ngành công nghiệp. MỘT nhà máy đường là cơ sở diễn ra quá trình chuyển đổi này và việc hiểu rõ các quy trình cơ bản của nó sẽ tiết lộ cả sự phức tạp về mặt kỹ thuật và vận hành đằng sau việc sản xuất đường.
Tiếp nhận và chuẩn bị nguyên liệu thô
Quá trình bắt đầu với việc thu thập nguyên liệu , chủ yếu mía hoặc củ cải đường , tùy theo khu vực. Khi đến nhà máy đường, các nguyên liệu này được kiểm tra và chuẩn bị ban đầu:
- Vệ sinh: Bụi bẩn, lá cây và các chất lạ khác được loại bỏ khỏi cây trồng đã thu hoạch.
- Giặt: Nước được sử dụng để rửa kỹ nguyên liệu thô, loại bỏ các chất gây ô nhiễm có thể ảnh hưởng đến chất lượng nước ép.
- Cắt hoặc băm: Mía được cắt thành từng miếng nhỏ hơn, hoặc củ cải đường được cắt thành từng sợi mỏng để tạo điều kiện cho việc ép nước đạt hiệu quả cao.
Bước này đảm bảo nguyên liệu thô sạch, đồng đều và sẵn sàng cho quá trình chiết xuất.
Chiết xuất nước trái cây
Giai đoạn tiếp theo là chiết xuất nước đường từ nguyên liệu thô đã chuẩn bị:
- Nghiền hoặc xay xát: Mía đi qua một loạt các con lăn hoặc máy nghiền nặng để nghiền nát thân cây và giải phóng nước ép. Nhiều giai đoạn nghiền tối đa hóa việc thu hồi đường.
- Khuếch tán (đối với củ cải đường): Củ cải cắt lát được ngâm trong nước nóng, để đường khuếch tán ra khỏi nguyên liệu thực vật vào chất lỏng.
Chất lỏng thu được chứa nồng độ đường cao cùng với nước, chất xơ và các hợp chất hòa tan khác.
Làm rõ và thanh lọc
Nước ép thô chứa các tạp chất như hạt đất, tàn dư thực vật và các hợp chất hữu cơ phải được loại bỏ trước khi kết tinh:
- Xử lý vôi: Vôi hoặc các chất kiềm khác được thêm vào để trung hòa axit và kết tủa tạp chất.
- Sưởi ấm và giải quyết: Nước trái cây được làm nóng và để lắng, khiến các hạt không hòa tan tạo thành cặn.
- Lọc: Nước trái cây đi qua các bộ lọc để loại bỏ chất rắn còn sót lại, tạo ra chất lỏng trong hơn được gọi là nước ép loãng .
Bước làm rõ này rất quan trọng để đạt được đường tinh luyện chất lượng cao.
Bay hơi
Sau khi được lọc, nước trái cây vẫn chứa một lượng lớn nước. Bay hơi được dùng để cô đặc dung dịch đường:
- Nước trái cây được làm nóng trong thiết bị bay hơi đa tác dụng để loại bỏ nước dần dần.
- Quá trình này làm tăng nồng độ đường để tạo thành một loại xi-rô đặc gọi là mát-xa .
Bằng cách kiểm soát cẩn thận nhiệt độ và nồng độ, máy nghiền đảm bảo năng suất đường tối đa mà không làm giảm chất lượng sản phẩm.
Kết tinh
Kết tinh is the stage where sugar begins to take solid form:
- Xi-rô đậm đặc được gieo hạt với các tinh thể đường nhỏ, khuyến khích hình thành các tinh thể lớn hơn.
- Máy kết tinh hoặc chảo chân không thường được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ, nồng độ và khuấy trộn.
- Kết quả là một hỗn hợp các tinh thể đường và xi-rô còn lại được gọi là mát-xa .
Bước này biến đường lỏng thành tinh thể rắn sẵn sàng để phân tách.
Ly tâm và sấy khô
Sau khi kết tinh, tinh thể đường được tách ra khỏi chất lỏng còn lại (mật đường):
- Ly tâm: Massecuite được quay trong máy ly tâm để tách tinh thể đường khỏi mật đường.
- Giặt và sấy khô: Các tinh thể được rửa sạch để loại bỏ xi-rô còn sót lại và làm khô bằng không khí nóng, dẫn đến đường thô .
Mật thu được từ bước này có thể được chế biến thêm hoặc sử dụng trong thức ăn chăn nuôi, lên men và các ngành công nghiệp khác.
tinh chế
Đường thô thường chứa cặn màu và tạp chất nhỏ. tinh chế cải thiện độ tinh khiết và hình thức của đường:
- Quan hệ: Tinh thể đường được trộn với dung dịch xi-rô để loại bỏ tạp chất trên bề mặt.
- Nóng chảy và lọc: Đường được hòa tan và lọc qua than hoạt tính hoặc nhựa trao đổi ion để loại bỏ màu.
- Kết tinh and Drying: Xi-rô tinh khiết được kết tinh lại, tạo thành đường tinh luyện màu trắng , sau đó được sấy khô và đóng gói để bán.
Sản phẩm phụ và quản lý chất thải
Các nhà máy đường cũng quản lý một số sản phẩm phụ:
- Bã mía: Bã sợi từ cây mía thường được sử dụng làm chất nhiên liệu sinh học để sản xuất điện hoặc làm nguyên liệu sản xuất giấy.
- Mật đường: Được sử dụng trong quá trình lên men , thức ăn chăn nuôi, hoặc làm chất ngọt công nghiệp.
- Ép bùn hoặc bột củ cải đường: Có thể áp dụng như phân bón hoặc chất điều hòa đất.
Quản lý sản phẩm phụ hiệu quả là điều cần thiết cho sự bền vững về kinh tế và môi trường của nhà máy đường.
Phần kết luận
Quy trình chính của nhà máy đường biến mía thô hoặc củ cải đường thành đường tinh luyện qua một số giai đoạn được phối hợp nhịp nhàng: chuẩn bị nguyên liệu thô, chiết xuất nước trái cây, làm rõ, bay hơi, kết tinh, ly tâm, sấy khô và tinh chế . Mỗi bước được thiết kế để tối đa hóa năng suất đường, đảm bảo chất lượng và quản lý các sản phẩm phụ một cách hiệu quả. Nhà máy đường hiện đại kết hợp các quá trình cơ, nhiệt và hóa học với sự tự động hóa để sản xuất đường chất lượng cao, ổn định đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường.
