Phương pháp sunfit hóa và cacbonat hóa

quá trình thông CO2 lần 1 rất ít được sử dụng Ở đây có 1 lợi ích là giúp cho quá trình lọc và lọc sơ bộ diễn ra nhanh hơn. Chứ còn chúng ta bị mất đường và tạo thêm những chất không đường khác…Nên phải xem xét lượng nước mia sau quá trình CO2 lần thứ nhất để hoàn lưu ngược trở lại quy trình. PHƯƠNG PHÁP CACBONATE HÓA (CO2) PHƯƠNG PHÁP CACBONATE HÓA (CO2) Đây là một Phương pháp có nhiều ưu điểm và được dùng rất là nhiều trong những quốc gia sản xuất đường trên thế giới. Về phân loại phương pháp CO2 có 3 Phương pháp: Thông CO2 một lần Thông CO2 chè trung gian CO2 thông thường là Phương pháp mà ở đó CO2 được thông 2 lần và SO2 được thông 2 lần Sơ đồ công nghệ của Phương pháp CO2 một lần Thông CO2 một lần : hiện nay ngươi ta ít dung Phương pháp này Nước mía hổn hợp được đun nóng lần thứ nhất đến nhiệt độ 50 →55 0C rồi sau đó cho vôi vào trước sau khi cho vôi vào với độ kiềm từ 300 đến 500 CaO/l thì chúng ta sẻ thông CO2 đi vào thiết bị xông CO2 sau đó chúng ta ép lọc và thông SO2 đến PH 7 và đun nóng lần 2 đến 100 0C sau đó chung bốc hơi và thu được mật chè. Ưu điểm : chỉ cần thông CO2 một lần và cho toàn bộ sữa vôi vào trong nước mía một lần ( thiết bị đơn giản) Nhược điểm: nước mía chi đi qua một điểm đặc biệt duy nhất vì vậy sẻ loại được ít chất không đường Vì sục CO2 sau khi cho vôi nên đầu tiên vôi sẻ tạo Phức với đường, Phức này làm giảm khả năng hòa tan CO2 vì nếu như không tạo Phức với đường thì CO2+ Ca(OH)2 (vì CaO + H2O →Ca(OH)2) làm tăng khả năng hòa tan của CO2 tuy nhiên nêu như mình cho vôi vô trước thì vôi sẻ Phản ứng với đường trước để tạo Phức giữa vôi với đường trước khi tạo thành giữa vôi với đường thì việc tạo thành Ca(OH)2 sẻ ít đi, sẻ làm giảm Phản ứng giữa Ca(OH)2 + CO2 như vậy CO2 sẻ có xu hướng thoát ra bên ngoài vì lượng CO2 thoát ra ngoài nhiều sẻ làm ảnh hưởng tới lượng CO2 có trong sản Phẩm và tạo ra rất nhiều bọt cho sản Phẩm bởi vì CO2 có khuynh hướng thoát ra ngoài nhiều Sơ đồ công nghệ của Phương pháp CO2 chè trung gian. Nước mía hỗn hợp đun nóng tới 1030C ±30C sau đó cho vôi sử dung Ca(OH)2 đạt được PH 7.2→7.9 sau đó thực hiên quá trình bốc hơi để tạo chè trung gian với độ rít từ 35→40 độ rít công đoạn từ nước mía hỗn hợp tới chè trung gian là công đoan tao ra nước chè trung gian và chè trung gian. Sau đó chúng ta tiến hành thông CO2 Thông CO2 lần một chúng ta thông CO2 kết hợp với thông Ca(OH)2 để đat được Ca(OH)2 PH 10.5→ 11 sau đó lọc ép lần thứ nhất, sau khi lọc ép lần thứ nhất chúng ta tiến hành thông CO2 lần thứ hai ở PH 7.8→ 8.5 sau đó chúng ta đun nóng 75 tới 800C và tiến hành lọc ép lần thứ hai sau khi lần lọc ép lần thứ hai thông SO2 lần thứ nhất để đạt PH 7→ 7.2 rồi sau đó bốc hơi để đạt độ rít từ 55→60 độ rít, sau đó thông SO2 lần thứ hai để thu đươc PH 6→ 6.6 rồi sau đó kiểm tra để thu được mật chè trong Đăc điểm của Phương pháp này là khi đún nóng đến 1000C bốc hơi đến nồng độ mật chè khoãng 35→40 độ rít thì nước mía hỗn hợp mới dược sử lí bằng Phương pháp CO2 thông thường Khi cô đặc nước mía tới nồng độ cao thì hàm lương chất không đường trong nước mía tương đối tập chung Phản ứng tương đối hoàn toàn do đó chung ta tiết kiệm được hóa chất, loại được nhiều chất không đường, trong thiết bị ít đóng cặn. ( vd 1: bạn có 10 Phân tử tạp chất dung dich ban đầu 5lít thì sự Phân tán làn 10/5. Vd 2: còn nếu như bạn cô đặc lại từ 5lít xuống còn 2lít với lượng chất không đường vấn là 10 Phân tử thì 10÷2=5 còn vd1 10÷5=2 tức là trên 1lít dịch nếu như 10/5 túc là thể tich ban đầu của bạn là 5lít thì trên 1lít bạn sẻ có 2 Phân tử tạp chất còn nếu như bạn cô đặc lai còn 2lít thì trên 1lít thể tích dịch của bạn sẻ có tới 5 Phân tử tạp chất) Như vậy sự đâm đặc của tạp chất càng nhiều, càng cao như vây mình cho một lượng nhỏ síu Ca(OH)2 và CO2 ít thôi thì minh vẩn có thể kết tủa hết được PHần tạp chất đó thứ hai nữa là sự Phân tán kết tủa mình thu được vd như sự tập chung của tạp chất đậm đặc thành ra khi Phản ứng gom thành một khối lớn dể dàng lắng xuống , dể dàng loại ra còn nếu như nó Phân tán quá thì tủa nó nhỏ thì lúc đó mình rất khó lọc và thiết bị lọc của mình sẻ bị ngẹt. Một vấn đề nữa chúng ta cần xem xét là chúng ta chưa xác dịnh được nồng độ chè chung gian thích hợp và lượng đường tổn thất trong bả bùn,còn trong bùn sau quá trình lọc còn rất là nhiều SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TRONG PHƯƠNG PHÁP CACBONAT HÓA Sơ đồ công nghệ của phương pháp chè CO2 trung gian Nước mía hổn hợp đun nóng 100 đến 103 0C Cho vôi Tạo chè trung gian (độ prit từ 35 đến 40) PH 7.2 đến 7.9 Sử dụng Ca(OH)2 Thông CO2 (thông CO2 lần 1 kết hợp với thông Ca(OH)2 để đạt PH 10.5 đến 11) Lọc ép lần 1 thông CO2 lần 2 PH 7.8 đến 8.5 lọc ép lần 2 đun nóng 75 đến 800C thông SO2 lần 1 đạt PH 7 đến 7.2 bốc hơi độ prit 55 đến 60 thông SO2 lần 2 PH 6 đến 6.6 mật chè trong Đặc điểm của phương pháp này là khi đun nóng đến 1000C bốc hơi đến mật chè khoảng 35 đến 40 0 prit thì nước mía hổn hợp mới được xử lý bằng phương pháp thông CO2 thông thường. Khi cô đặc nước mía đến nồng độ cao thì hàm lượng chất không đường trong nước mía tương đối tập trung phản ứng tương đối hoàn toàn do đó tiết kiệm được hóa chất, loại được nhiều chất không đường , trong thiết bị ít chất đóng cặn. Ví dụ: có 10 phân tử tạo chất tỏng dung dịch. Dung dịch ban đầu 5 lít thì sự phân tán là 10/5. Nếu cô đặc xuống còn 2 lít và vẩn có 10 phân tử chất không đường.nếu trường hợp 10/5 thì trên một lít sẻ có 2 phân tử tạp chất. còn trường hợp 2 10/5 thì một lít có 5 phân tử tạp chất. Như vậy cho một lượng ít Ca(OH)2 và CO2 vẩn có thể kết tủa hết lượng tạp chất đó.vì lượng tạp chất cao nên khi phản ứng sẻ tạo thành khối lớn dể dàng lắng xuống và loại ra. Còn nếu phân tán thì tủa nhỏ sẻ khó lọc khiến thiết bị lọc sẻ bị ngẹt. Chúng ta chưa thể xác định được nồng độ chè trung gian thích hợp và lượng đường tổn thất trong bả bùn sau quá trình lọc còn rất nhiều. QUÁ TRÌNH THÔNG CO2 LẦN THỨ NHẤT Quá trình thông CO2 lần thứ nhất. Trong quá trình thông CO2 lần thứ nhất ta có 1 số ý sau: Quá trình hóa học của việc thông CO2 lần thứ nhất. Sơ đồ thông CO2 lần nhất. Hiệu quả của việc thông CO2 lần nhất. Trong quá trình hiệu quả của việc thông CO2 lần nhất ta có 1 số yếu tố ảnh hưởng: Lượng vôi. Tốc độ thông CO2 . Nhiệt độ. Độ kiềm. Mục đích, ý nghĩa của việc thông CO2 lần thứ nhất: sau kh cho vôi vào nước mía ta tiến hành thông CO2 lần thứ nhất. Khí CO2 thường được lấy từ lò vôi ( lò vôi là lò nung CaCO3 thành cao và CO2 ). Khí CO2 thoát ra và ta lấy CO2 đó để thông CO2 lần thứ nhất. Múc đích: tạo kết tủa CaCO3 có tác dụng tăng tốc độ lọc nước mía, đóng vai trò như một chất trợ lực. Tuy nhiên, đây không phải là mục đích chính or mục đích chủ yếu của việc thông CO2 lần thứ nhất vì để có tác dụng lọc tốt thì chúng ta chỉ cần them những chất trợ lọc. VD: datomic, như trong công nghiệp sản xuất rượu bia… Như vậy, nhiệm vụ chủ yếu của việc thông CO2 lần thứ nhất là tạo kết tủa CaCO3 , nhưng kết tủa này lại tích điện dương và bề mặt CaCO3 có khả năng hấp thụ những chất tạo màu, những sản phẩm của quá trình phân hủy những chất hoạt động bề mặt mang điện tích âm. Như vậy, ta nhận thấy vai trò chính của việc thông CO2 lần thứ nhất là tạo CaCO3 và CaCO3 này có nhiệm vụ hấp thụ những chất màu, những chất phi đường. Vì dung dịch keo, dung dịch trong nước mía thì các loại keo đều tích điện âm, do đó cần tạo ra kết tủa tích điện dương mới hấp phụ những chất tích điện dương này. Tiếp theo ta nhận thấy rằng việc thông CO2 lần thứ nhất này cũng có vai trò rất lớn trong việc hỗ trợ quá trình lọc vì nó giảm lượng chất keo thu được, giảm keo có trong nước mía, tăng được quá trình lọc lần nhất. Ta thấy CO2 hòa tan trong dung dịch sẽ tạo thành acid cacbonic. Sau đó, nó lại phản ứng với vôi để tạo ra , nước và muối canxi ( cụ thể là canxicacbonat ) theo phương trình như sau: Ca(OH)2 + H2 CO3 -> CaCO3 + H2 O Ở giai đoạn đầu của việc thông CO2 lần 1 thì dung dịch lúc này có độ kiềm cao, độ nhớt khá cao do CO2 chưa phản ứng triệt để. Kết tủa CaCO2 có tính keo vì mới được hình thành nên còn khả năng hấp phụ. Đồng thời CaCO3 mới hình thành còn nhỏ nên quá trình lọc khó khăn. Chất kết tủa chứa CaCO3 nó kèm theo CaO và saccaro là lượng vôi mà chưa phản ứng với CaCO3 , còn saccaro do quá trình gia vôi sơ bộ lúc này chưa có cho CO2 thì vôi sẽ tạo phức với saccaro thì nó mới gom saccaro vào trong kết tủa luôn. Dần dần theo quá trình thông CO2 tính kiềm sẽ giảm vì lúc này CO2 có tính acid nên sẽ trung hòa Ca(OH)2 nhưng vẫn chưa hết. CO2 bị hấp thụ trong dung dịch nhiều hơn nên lượng bọt sẽ giảm. Do ban đầu Ca(OH)2 không phải là dạng keo hấp phụ nên độ nhớt dung dịch cao nên lượng bọt sẽ nhiều. Tiếp theo, kết tủa CaCO3 từ dạng keo chuyển sang dạng tinh thể CaCO3 , do đó sẽ lọc dễ dàng. Qua 1 số nghiên cứu thì sự tương tác giữa nước và CO2 là rất chậm. Tốc độ tương tác phụ thuộc vào nông độ đường có trong dung dịch. Nếu nồng độ đường tăng thì tương tác sẽ giảm. Do nồng độ chất khô cao, độ nhớt tăng, khả năng phân tán hoặc hòa tan CO2 sẽ giảm. Ở 20o c khi mà nồng độ đường trong dung dịch khoảng 10% thì tốc độ tương tác là rất chậm. Quá trình thông CO2 lần 1 có thể chia làm 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: tất cả các chất trong dung dịch tham gia phản ứng trong dung dịch kiềm mặn tạo phức CaCO3 sẽ diễn ra nhanh, nó tạo phức với CaCO3 và saccaro. Ba hợp chất sẽ kết hợp lại với nhau để tạo kết tủa dạng keo. Khi mới cho CaO vào sẽ kết hợp với saccaro tạo phức. Sau đó , khi cho CO2 vô nữa thì nó sẽ tạo thành CaCO3 . CaCO3 có khả năng hấp thụ saccaro lên bề mặt tạo kết tủa dạng keo. ( C12 H22 O11 )x . (CaCO3 )y . ( CaO)2 X, y sẽ giảm dần theo quá trình thông CO2 , độ kiềm giảm vì khi cho CO2 vào, CaO sẽ phản ứng với CO2. Lượng z của CaO sẽ kết hợp với y của CaCO3 tạo thành (CaCO3 )y + z . Lúc này lượng CaCO3 đủ lớn để tach ra và lắng xuống. Còn đường C12 H22O11 cũng tách ra khi cho CaCO3. Theo nghiên cứu của Dobo thì phức đó có thành phần của canxi sunffat và CO3 – được biễu diễn như sau: ( Saccaro – O – Ca – CO3 – O - )m Sau khi cho lượng CO2 cần thiêt để trung hòa CaO thì giai đoạn thứ 2 bắt đầu: Ở giai đoạn này, lúc đầu tạo thành những kết tủa lớn nhằm tăng độ nhớt của dung dịch, nhưng kết tủa của CaCO3 lớn tì sẽ xuất hiện phân tán trong dung dịch, làm tăng độ nhớt. Sau đó độ kiềm giảm nhanh hơn do lượng CO2 cho vào. Do cho CO2 vào thì lúc này CaO bị tách ra tạo tạo thành CaCO3 nên độ kiềm giảm nhanh hơn. Đồng thời độ phân cực của dung dịch giảm chứng tỏ 1 phần saccaroso lien kết ở dạng rắn. Giai đoạn 3: giai đoạn kết tủa. Giai đoạn kết tủa càng nhanh khi cho CO2 càng nhanh và độ kiềm của dung dịch lọc càng lớn, đồng thời tính chất lí học của chất kết tủa cũng thay đổi. Kết tủa nhanh khi thông CO2 nhanh vì sẽ tạo điều kiện tăng nồng độ của chất trước phản ứng, phản ứng cân bằng theo chiều ngược lại, chống lại sự tăng đó, làm giảm lượng CO2, lượng CO2 sẽ được chuyển vào sản phẩm CaCO3 Độ kiềm của dung dịch lọc càng lớn: khi nồng độ kiềm dung dịch lớn thì Ca(OH)2 nhiều. khi này tất cả dạng Ca(OH)2 biến thành CaCO3 tức là đã đến giai đoạn cuối cùng của quá trình thông CO2 lần nhất. Độ kiềm của dung dịch giảm rất nhanh và kết tủa CaCO3 chuyển thành dạng tinh thể. Như vậy tất cả các giai đoạn biểu diễn theo sơ đồ vắn tắt sau: Ca2+ +2OH- +2H+ + CO32- à 2H2O + Ca2+ + CO32- Sau khi thông CaCO3 lần nhất trong dung dịch còn lại một lượng vôi hòa tan nhất định nhưng ít hơn nhiều, lượng vôi còn lại khoảng 0.04-0.06 % CaO. Như vậy muối vôi ít hơn và lượng hấp phụ xảy ra bề mặt kết tủa CaCO3 lượng canxi trong dung dịch giảm đi TÍNH CHẤT Độ kiềm Độ kiềm của nước mía thông CO2 lần thứ nhất có ý nghỉa rất quan trọng ,cần PHải có một độ kiềm phù hợp .phân tích hai trạng thái. Trạng thái thứ nhất: Nước mía có độ kiềm cao thì có nhiều Ca(OH)2 và Ca(OH)2 tạo phức với đường sẽ có phức giửa đường và vôi đó là một phức dạng keo khó lọc. Khi nước mía có độ kiềm thấp thì lượng CaO hoặc Ca(OH)2 ít thì nước mía sẽ bị quá bảo hòa, trong dung dịch của chúng ta vôi ít mà đường nhiều. Như vậy thì lượng đường trong nước mía sẽ bị quá bảo hòa và do đó màu của nó sẽ đậm hơn do tạo kết tủa Caa2 (canxi sẽ tạo kết tủa với một số hợp chất có hóa trị I) để tạo màu cho sản phẩm tuy nhiên quá trình lọc sẽ tốt hơn để giảm lượng anion a- trong dung dịch và đạt hiệu quả kết tủa hoàn toàn thì chúng ta cần tăng nồng độ Ca2+. Thực tế ta cần lượng vôi dư so với lượng CO2 dư sau quá trình thông CO2 lần thứ nhất. Nếu cho vào nước mía một lượng lớn dư nhiều Ca2+ ở dạng CaCl2 thì kết tủa phần không đường sẽ không hoàn toàn,lắng cặng không hoàn toàn hoặc là hấp phụ chất không hoàn toàn thì ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình làm sạch qua đó ta thấy rằng khi nói đến lượng dư ion Ca2+ không có nghỉa chỉ nói đến Ca2+ còn phải đề cập đến lượng dư OH- độ kiềm tốt nhất trong quá trình thông CO2 lần 1 là PH từ 10.5 đến 11.3 tương ứng với độ kiềm từ 0.03 đến 0.12% CaO. ở độ kiềm đó thì quá trình lắng cặng trên bề mặt thiết bị bốc hơi sẽ ít do canxi không chuyển thành nhửng dạng muối hòa tan để bám lên trên bề mặt của thiết bị trong thực tế thì người công nhân lo ngại về tình trạng quá trình của họ không đạt được trạng thái bảo hòa và như vậy nguời ta muốn thu được dung dịch quá bảo hòa do đó người ta sẽ hạ độ kiềm xuống thấp hơn . ví dụ : công nhân thường hạ độ kiềm xuống 0.03% thì dung dịch chúng ta sẽ chuyển sang trạng thái quá bảo hòa,lúc đó đường nhiều và Ca2+ ít.như vậy thì dung dịch sẽ có nhiều muối hòa tan là nguyên nhân đóng cặn ở thiết bị bốc hơi.nếu canxi nhiều sẽ tạo tủa CaCO3 nhiều và canxi ít sẽ không tạo CaCO3 và sẽ tạo thành nhửng muối canxi hòa tan nguyên nhân là do sự cạnh tranh và khả năng tạo Phản ứng giửa CO2 và các chất không đường khác . khi dùng đá vôi có hàm lượng Magie cacbonat cao tức là khoảng 3% thì thiết bị bốc hơi sẽ có nhiều cặn chứa magiehidroxit (Mg(OH)2) để kết tủa hoàn toàn Mg2+ Chúng ta cần tăng lượng OH– tức là tăng độ kiềm để ngăn ngừa sự đóng cặn ở thiết bị bốc hơi. Tóm lại độ kiềm thường là tăng để tránh dung dịch quá bảo hòa tức là ở đó muối canxi sẽ chuyển thành dạng hòa tan và lắng cặng trên thiết bị bốc hơi ,còn đá vôi có magie cacbonat cao cần tăng lượng kiềm. Cần tăng lượng kiềm để tăng hiệu quả làm sạch tuy nhiên nếu dung dịch nước mía quá bảo hòa thì chúng ta củng thu được một lợi íchlà lọc sẽ tốt hơn. Sơ đồ thông CO2 lần thứ 2 Sơ đồ thông CO2 lần thứ nhất dạng dung dịch Ca2+,2OH-,K+OH- , Ca2+2OH-,saccarose và nhửng chất không đường. Dạng kết tủa có CaCO3 ,CaH2, …vv, protein,chất màu và những chất không đường. trong giai đoạn thông CO2 lần 1 nhửng chất hoạt động bề mặt , muối của axit hửu cơ và vô cơ, chất màu sẽ bị hấp thụ trên bề mặt của CaCO3 Hiệu quả của việc thông Co2 lần thứ nhất PHụ thuộc vào lượng vôi cho vào, tốc độ xông CO2 , nhiệt độ và độ kiềm củng có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xông CO2 lần thứ nhất. Đầu tiên là lượng vôi. Lượng vôi cho vào nước mía trong giai đoạn xông CO2 lần thứ nhất là 1.6 đến 1.8 %.CaO so với lượng nước mía. Đối với nước mía xấu mình có thể tăng lượng CO2 một ít. Nếu cho lượng vôi không dư sẻ rất khó khăn do kết tủa CaCO3 dạng keo, PHải lọc và do đó áp lực lọc sẻ tăng lên. Tăng lượng vôi thì kết tủa CaCO3 chuyển từ dạng keo sang dạng kết tinh, lượng vôi cho vào nhiều, hiệu quả thông CO2 sẻ tốt, khả năng hấp thụ CaCO3 tăng nhưng không tinh tế và ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản Phẩm. Khi tăng lượng vôi lớn hơn 2% thì tác dụng PHụ tăng rất ít. Tốc độ thông CO2 Sự tạo thành kết tủa và đặc tính của nó có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất làm sạch, để tăng hiệu suất làm sạch cần có diện tích hấp thụ lớn và tốc độ lắng lọc tốt. Khi xông CO2 nhanh thì kết tủa CaCO3 có độ Phân tán cao, tăng khả năng hấp thụ. Thực tế cho thấy khi thông CO2 nhanh dung dịch lọc có màu sáng hơn. Nhưng tinh thể CaCO3 nhỏ lọc cũng tốt, tương tự như tinh thể CaCO3 lớn. Nguyên nhân làm cho CaCO3 nhỏ khó lọc là do tính chất keo của nó làm cho quá trình lọc trở nên khó khăn hơn. Nếu kích thước Phân tử CaCO3 quá lớn thì tổng diện tích bề mặt của chất kết tủa sẽ bé và không hấp thụ hết các Phân tử keo do đó sẻ làm tắt ống mao quản giửa các chất kết tủa và PHải lọc. Do đó quá trình lọc sẽ khó khăn. Ngoài ra tinh thể CaCO3 không đồng đều cũng làm cho quá trình lọc khó khăn. Hình dạng của chất kết tủ PHụ thuộc vào nồng độ kiềm ban đầu trước khi xông CO2. Điều quan trọng của thông CO2 lần thứ nhất là độ kiềm cuối cùng của dung dịch thông CO2 lần 1 cần duy trì độ kiềm nhất định để chất kết tủa không bị hòa tan trở lại, lượng CaO tự do chưa trong bùn đóng vai trò quan trọng…vv. Nước mía và bất kì Phương PHáp cacbonat nào đã dẩn đến trung hoà bùn lọc thì cũng sẽ giảm lượng CO2 và hiệu suất làm sạch. Nhiệt độ: nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến độ Phân tán của chất kết tủa CaCO3 , khi nhiệt độ thấp luôn tạo thành một lượng tinh thể nhỏ, ở nhiệt độ thấp thì màu sắc nước mía tốt hơn, lượng canxi trong nước mía giảm nhưng nước mía có nhiều bọt, lọc khó khăn (, khi nhiệt độ thấp luôn tạo thành một lượng tinh thể nhỏ, do tốc độ Phản ứng giữa Ca(OH)2 ,và CO2 thấp nên tinh thể sẽ nhỏ. Ở nhiệt độ thấp màu sắc nước mía tốt hơn, do nước mía không bị chuyển hóa quá nhanh, quá nhiều , lượng canxi trong nước mía giảm là do không hoàn thành nên các loại muối canxi có khả năng hòa tan. Ở nhiệt độ cao thì một số chất Phân hủy , kết hợp với canxi tạo thành dạng canxi có khả năng hòa tan. Như vậy ở nhiệt độ hàm lượng canxi sẻ tăng sau một thời gian Phản ứng. Còn ở đây canxi sẻ đi vào lượng kết tủa CO2 nhưng nước mía có nhiều bọt, lọc khó khăn. Nước mía có nhiều bọt là do Phản ứng giủa Ca(OH)2 với CO2 để tạo thành canxicacbonat bị giảm khi nhiệt độ thấp. Như vậy CO2 có khuynh hướng bị thoát ra bên ngoài tạo thành bột. Lọc khó khăn là do hình thành nên nhửng CaCO3 tinh thể mà có kích thước hạt nhỏ, nó sẻ có tính keo vì vậy quá trình lọc sẻ khó khăn. Ở nhiệt độ cao, dộ nhớt của dung dịch giảm, tốc độ lọc tốt hơn. Khi ở nhiệt độ cao nước muối tiếp xúc với chất kết tủa lâu sẻ dẩn đến Phản ứng Phân hủy, tăng khối lượng, tăng lượng muối canxi và màu sắc của dung dịch. Ở nhiệt độ cao, độ nhớt dung dịch giảm do ở nhiệt độ cao chuyển động nhiệt trung bình của các nguyên phân tử lớn. như vậy khả năng liên kết của các Phân tử bị giảm, do đó độ nhớt sẻ bị giảm . tốc độ lọc tốt hơn là do hình thành nên các loại tủa CaCO3 lớn, các loại tủa này không có tính keo nên sẻ hổ trợ quá trình lọc, hơn nửa khi hình thành CaCO3 dạng tinh thể lớn như vậy thì khả năng hấp thụ các chất keo, do đó làm giảm độ nhớt nhiều hơn nửa. đồng thời ở nhiệt độ cao, độ nhớt của dung dịch giảm vì vậy sẻ hổ trợ nhiều hơn cho quá trình lọc. Tiếp theo là ở nhiệt độ cao thì nước mía tiếp xúc chất kết tủa lâu sẻ dẩn đến Phản ứng phân hủy. bản thân của quá trình gia vôi sơ bộ và bổ sung CO2 , sục CO2 lần thứ nhất thì PH của dung dịch là PH kiềm, nhưu vậy các loại đường khử sẻ Phân hủy rất nhanh, nếu như các lớp tiếp xúc được dữ lâu trong điều kiện như thế.PH sau quá trình sục CO2 3 lần 1 khoảng 10.5 đến 11.3 nhưng kết tủa sẻ phản ứng, thúc đẩy phân hủy một số chất phi đường hoặc phân hủy đường, tạo thành các loại muối canxi và do đó tăng lượng muối canxi có trong dung dịch và ảnh hưởng đến màu sắc dung dịch do phản ứng caramen và phản ứng maitmin, do đó quá trình thông CO2 lần 1 được tiến hành ở nhiệt độ thấp. ở nhiệt độ thấp người ta tiến hành tring thời gian rất nhanh và thời gian rất ngắn. Ở quá trình thông CO2 lần 1 nhanh là một chìa khóa của thành công. Nhiệt độ của giai đoạn thông CO2 lần 1 là 50-55 0C, thời gian đun nóng của nước mía trong thiết bị là 5 đến 10 phút.Nhiệt độ lần thứu nhất là 50-55 0C và không cao hơn,vì cao hơn sẻ thúc đẩy phản ứng phân hủy đường, do đó không thực hiện ở nhiệt độ cao hơn. Khi thời gian ngắn hạn chế tác hai của môi trường kiềm nên thực hiện trong thời gian 5 đến 10 phút. THÔNG CO2 LẦN THỨ 2 Các yếu tố ảnh hưởng: độ kiềm, nhiệt độ Mục đích: giảm tối đa hàm lượng vôi và muối canxi có trong nước mía tức là sau quá trình làm sạch chúng ta cần phải loại bỏ ion canxi2+ bởi vì bản thân ion Ca2+ là một chất không đường sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình kết tinh,hiệu quả của quá trình truyền nhiệt do canxi 2+ nếu như tồn tại tỏng dung dịch thì nó sẽ bám lên trên bề mặt thiết bị truyền nhiệt và làm giảm hiệu quả của quá trình truyền nhiệt do đó chúng ta PHải chuyển Ca 2+ dạng hòa tan sang dạng Canxi cacbonat hoặc là dạng kết tủa của nó để loại bỏ ra khỏi quá trình làm sạch như vậy thì khi loại bỏ Ca 2+ hoặc là làm giảm muối Ca hoặc giảm tối đa hàm lượng vôi thì chúng ta sẽ tiếp tục nâng cao được độ tinh khiết của nước mía bởi vì trong nước mía lúc này lượng Ca 2+ bị giảm đi. Nếu vôi và muối không được tách ra thì dỉ nhiên thiết bị bốc hơi sẽ bị đóng cặn nhanh chóng . sau khi thông CO2 lần thứ nhất thì lượng CaO còn lại khoảng( 0.04 đến 0.06 %) ở trong nước mía sau quá trình lọc trong sẽ đóng góp vào thành PHần các chất PHi đường. quá trình hóa học của việc thông CO2 lần thứ 2 tương đối Phức tạp hơn thông CO2 lần thứ nhất chúng ta thấy rằng Phản ứng sảy ra như sau: CO2 + OH →HCO3 →CO32-+ H+ CO32-+Ca2+=> CaCO3 Trong quá trình thông CO2 tổng lượng axit cacbonit kết hợp hay là ion CO3 2- và HCO3- tăng lên như Phương trình ta thấy rằng sẽ tạo HCO3- và CO3 2- Trong khi đó nồng độ OH- hay giá trị PH sẽ bị giảm do OH- tham gia Phản ứng giửa CO2 và OH- để tạo thành HCO3 và đồng thời trong ohanr ứng thứ 2 là HCO3 bị Phân hủy thành CO3 2- và H+ như vậy sẽ tăng hàm lượng H+ lên đồng nghỉa với việc giảm PH song song với quá trình giảm PH thì cân bằng giửa CO3 2- và HCO3- chuyển dịch theo chiều tăng bicacbonat thì H+ +CO32- → HCO3 tức là chuyển ngược lài thành HCO3 bởi vì PH giảm tức là H+ hình thành nhiều thì Phản ứng HCO3- → CO3 2-+ H+Sẽ chuển theo chiều ngược lại tức là sẽ chuyển theo chiều tạo thành HCO3- song song với việc tạo HCO3 thì tốc độ tương tác giửa OH- và CO2 củng bị giảm vì HCO3 tích lủy nhiều ,khi tích lủy nhiều sẽ chuyển dịch theo chiều ngược lại tạo thành CO2 và OH- và cả 2 hiện tượng trên đều là nguyên nhân sinh ra lượng CO3 2- cực đại trong dung dịch ở một PH nhất định tức là phản ứng chuyển tới lui trong hai phản ứng CO2 +OH- → HCO3→CO3 2- + H Cứ chuyển như thế sẽ có một giá trị PH mà ở đó lượng CO3 2- sẽ đạt cực đại .mong muốn chúng ta là muốn hình thành được CO3 2- để từ đó sẽ tác dụng với Ca 2+ tạo thành canxicacbonat như vậy chúng ta phải chọn lựa một giá trị PH mà ở đó phản ứng sẽ đi theo chiều thuận tức là chiều để tạo ra CO3 2- .đây là quá trình thuận nghịch và chúng ta cần phải đưa giá trị PH làm sao đó cho việc hình thành CO3 2- là nhiều nhất Trong điều kiện khi chúng ta đả chọn được giá trị PH để hình thành nên nhiều CO3 2- thì lúc đó sẽ có phản ứng CO3 2-+Ca 2+ →CaCO3 Khi CO3 2- hình thành nhiều phản ứng tạo CaCO3 sẽ tiến hành theo chiều thuận là chiều hình thành nên CaCO3 khi hình thành nhiều CaCO3 thì ta thấy rằng CaCO3 hình thành nên kết tủa tách ra khỏi dung dịch và chúng ta loại kết tủa đi thì chúng ta đả lấy đi một lượng Ca 2+ trong dung dịch ra khỏi dung dịch,như vậy chúng ta đả giảm được một lượng a 2+ có trong dung dịch và như thế ta đang tăng độ sạch cho sản Phẩm nước mía. Như vậy thì quá trình thông CO2 lần thứ 2 cần một PH mà ở đó loại được nhiều Ca 2+ nhất và đó là PH thích hợp nhất cho quá trình thông CO2 lần thứ 2 trong quá trình cho vôi mổi phân tử CaO hòa tan trong nước sẽ tạo thành Ca(OH)2 , Ca(OH)2 không chỉ tạo ra ion Ca 2+ mà còn tạo ra cả ion OH- và hai ion này cần cho sự kết tủa CaCO3 khi thông CO2 tức là ion OH- sẽ cần cho quá trình hình thành nên HCO3- , HCO3- lại Phân hủy thành H+ ,CO32-,còn ion Ca2+ lại cần cho phản ứng giửa Ca2++CO3 2-→CaCO3. Mình cho vôi vào sẽ tạo thành hai ion Ca2+ và OH- đều là ion tham gia vào hai Phản ứng để tạo thành CaCO3 Tuy nhiên việc hình thành CaCO3 theo Phản ứng vẩn không đủ lấy hết Ca2+ ra khỏi dung dịch và chúng ta thấy rằng vẩn còn một PHần vôi dạng muối Ca hòa tan nằm trong dung dịch. Trước hết axit cacbonit sẽ phản ứng với hidroxit có trong dung dịch tạo thành cacbonat như sau: Môi trường trong bản thân nước mía củng có một lương chất kiềm : KOH (K+ ,OH -) hoặc là 2Na+OH- + 2H+CO32-→2K+CO32-+2 H2O Ta thấy rằng vôi hình thành tạo thành OH- .OH- sẽ kết hợp với K+ hoặc Na+ có trong nước mía ,khi mình loại một phần Ca nhờ vào việc kết tủa CaCO3 thì vẩn còn lại một lượng KOH và NaOH và KOH và NaOH sẽ tiếp tục Phản ứng với H2CO3 (khi sục CO2 vào phản ứng với H2O tạo thành H2CO3) tiếp tục nó sẽ tạo thành một dạng muối hòa tan là K2CO3 và H2O hoặc Na2CO3 và H2O. các loại muối này lại tiếp tục phản ứng với muối Ca hòa tan để tạo thành kết tủa canxicacbonat : K2CO3 + Ca2→ CaCO3(kết tủa)+ Ka (a là gốc axit hửu cơ) Đầu tiên cho Ca vào do Ca nhiều nên Ca sẽ phản ứng đầu tiên với các axit hửu cơ sau đó nó mới ưu tiên tiếp tục phản ứng với CO2, vì xét về mặt thực tế thì CO2 vẩn là một loại axit yếu so với các loại axit hửu cơ có một số loại mạnh hơn CO2 nên canxihidroxit sẽ tham gia Phản ứng với các axit hửu cơ