Công nghệ sản xuất đường, bánh kẹo

1. Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo
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 …
- 1 -

2. Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo
- 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
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
- 2 -

3. Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo
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.
1o
Bx = 1%
Nước mía 140
Bx: 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 – 6000
C, 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: 0
IU = k x 1000
- 3 -

4. Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo
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
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 (0
IU = 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; 0
IU
= 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
- 4 -

5. Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo
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
21. Nước mía trung hòa: là nước mía nhận được sau khi cho vôi Ca(OH)2 gồm nước
mía và kết tủa tạo thành
22. Nước mía lắng trong: là nước mía nhận được sau khi lắng
23. Nước mía lọc trong: là nước mía nhận được sau khi lọc
24. Chè trong: là nước mía nhận được sau quá trình làm sạch bao gồm nước mía lắng
trong và nước mía lọc trong.
25. Bùn lọc: là bã bùn nhận được sau khi lọc, được dùng làm phân bón vi sinh
26. Hiệu suất làm sạch: là tỷ lệ chất không đường loại được so với chất không đường
có trong nước mía hỗn hợp. Tùy theo phương pháp làm sạch mà tỷ lệ này có thể đạt 5
– 10%, cao nhất là 40%.
104
(AP chè trong – AP nước mía hỗn hợp)
E làm sạch = ------------------------------------------------------
AP chè trong (100 – AP nước mía hỗn hợp)
27. Mật chè: là mật nhận được sau khi làm bốc hơi chè trong, có nồng độ khoảng
60o
Bx
28. Đường non: là hỗn hợp nhận được sau khi nấu đường gồm có các tinh thể đường
và mật bao quanh nó. Ta có nhiều loại đường non: non A, non B, non C trong sản xuất
đường trắng; non R1, non R2 trong sản xuất đường tinh luyện.
29. Mật A: là mật nhận được sau khi ly tâm đường non A.
Ta có mật A1 và mật A2
Mật A1 (mật nguyên): là mật nhận được khi ly tâm chưa rửa nước.
Mật A2 (mật loãng): là mật nhận được sau khi rửa đường bằng nước nóng hoặc bằng
hơi trên máy ly tâm.
30. Đường thành phẩm: là đường thường nhận được sau khi ly tâm đường non A.
Nếu là đường thành phẩm tinh luyện thì nhận được sau quá trình ly tâm đường non R1,
R2 sau đó mang đi sấy, sàng và phân loại.
31. Mật B: là mật nhận được sau khi ly tâm đường non B
32. Mật C (mật rỉ): là mật nhận được sau khi ly tâm đường non C
33. Đường B: là đường nhận được sau khi ly tâm đường non B
34. Hồ B (Magma B): là hỗn hợp nhận được sau khi hòa đường B với nước hoặc với
chè trong, gồm có những hạt tinh thể nhỏ li ti và mật được dùng làm giống hay nham
để nấu một nồi đường non.
- 5 -

6. Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo
35. Đường C: là đường nhận được sau khi ly tâm non C
36. Hồi dung C: là dung dịch nhận được sau khi hòa tan đường C bằng nước hoặc chè
trong. Thường dung dịch này cho quay lại để nấu non A. Nồng độ dung dịch là 600
Bx.
37. Mật rỉ: là mật nhận được sau khi ly tâm đường non C. Là phế liệu của nhà máy
đường và là nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác.
38. Chữ đường (CCS): là lượng đường có thể thu được từ 100 phần mía hay lượng
đường (kg) có thể thu được từ 100 kg mía.
CCS =
2
3
P 




 +
−−




 +
−
100
3
1
2100
5
1
FBF
Công thức đơn giản: CCS = BP
2
1
2
3
−
Trong đó: P – Pol của nước mía đầu, %
B – Nồng độ của nước mía đầu, %
F – xơ mía
39. Tổng tổn thất (% tổn thất)
TTT = (TL đường mất đi / TL đường trong mía).100%
TTT = 100 – ETTT
Có 2 loại: Tổn thất vô hình (không xác định)
Tổn thất mất đi (có xác định)
40. Hiệu suất an toàn sản xuất: là tỷ lệ của thời gian ép thực tế so với tổng thời gian
Hs an toàn sx = {tép thực tế / (tép tt + tdo hỏng máy + tsự cố)}.100%
Sự cố: về nhân sự
về bão, thiên tai…: sự cố bất khả kháng
* Tham khảo thêm
41.Hiệu suất kết tinh
Là trọng lượng chất khô của saccarose tinh khiết nhận được từ 100 tấn chất khô
đường non
x(T) chất khô sac kết tinh từ 100 (T) chất khô đường non
Gọi AP đường non = J
AP mật = M
AP sac = 100
Trong đường non chỉ có sac và mật
x =
M
MJ
−
−
100
)(100
42. Hiệu suất thu hồi đường từ đường non
Là lượng chất khô của đường nhận được từ 100 tấn chất khô của đường non
- 6 -

7. Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo
AP đường non = J
AP mật = M
AP đường = S
x’ =
MS
MJ
−
− )(100
43. Hiệu suất thu hồi chế luyện (Ecl)
ECL = (TLĐ trong đường TP / TLĐ trong nước mía hỗn hợp).100%
44. Hiệu suất thu hồi chế luyện hiệu chỉnh (E85)
Chất lượng của nước mía hỗn hợp ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình chế
luyện, vì vậy quốc tế đưa về hiệu suất chế biến khi AP của nước mía hỗn hợp = 85
E85 = %100
)100(85
)85(100
x
Mv
Mv
−
−
Trong đó: Mv – độ tinh khiết của mật rỉ theo lý thuyết
45. Hiệu suất tổng thu hồi
ETTH = (Tổng lượng đường trong đường TP và bán TP/ tổng lượng đường trong
mía).100%
Eép = (Tổng lượng đường trong nước mía hỗn hợp/ tổng lượng đường trong
mía).100%
Echế luyện = (Tổng lượng đường trong đường thành phẩm và bán thành phẩm/ tổng
lượng đường trong nước mía hỗn hợp).100%
 ETTH =
100
.EclEep
 Ehiệu chỉnh =
100
85.5,12 EE
- 7 -

8. Bài giảng Công nghệ sản xuất đường mía và bánh kẹo
CHƯƠNG 1. NGUYÊN LIỆU – MÍA

1.1. Vùng nguyên liệu
• Nguyên liệu là vấn đề sống còn của nhà máy.
• Yêu cầu:
- Nguyên liệu phải đủ cho sản xuất: vùng chuyên canh và các vùng khác
- Nguyên liệu phải có điều kiện đất đai, khí hậu phù hợp
- Phải có giống tốt cho năng suất cao, chất lượng tốt.
• Quản lý nguyên liệu mía
Nhiệm vụ của sản xuất đường là lấy được nhiều đường trong cây mía. Để làm
tốt công việc chế biến đường, cần cung cấp đầy đủ nguyên liệu mía có chất lượng tốt
để nhà máy đường xử lý trong phạm vi thích hợp nhất, giảm thấp giá thành, tiêu hao ít,
thu hồi cao, có được nhiều đường và chất lượng tốt đạt hiệu quả kinh tế cao. Do đó,
làm tốt công tác quản lý nguyên liệu mía là một mắt xích quan trọng đảm bảo sản xuất
tiến hành thuận lợi và coi công tác đó là nhiệm vụ quan trọng nhất của sản xuất. Nội
dung của công tác quản lý mía là cần tìm hiểu và nắm vững tình hình phân bố vùng
nguyên liệu, giống mía, số lượng và thời gian chín của mía, đặc điểm công tác nông
nghiệp vùng mía và tình hình sắp xếp lực lượng lao động, lực lượng vận chuyển mía,
thời vụ ép và thời gian mía chín. Cuối cùng, khảo sát lượng mía xử lý ngày, tháng kinh
tế nhất.
1. Bố trí thời gian ép hợp lý
2. Thực hiện chín trước chặt trước, chặt xong vận chuyển ngay, mía về xưởng
trước xử lý trước.
3. Nâng cao chất lượng nguyên liệu mía
- Giảm thiểu tạp vật của mía
- Đánh giá đúng chất lượng mía, thực hiện chế độ nghiệm thu chất lượng mía.
- 8 -