Giáo trình Kỹ thuật sản xuất, chế biến muối chất lượng cao - Chương 3: Kỹ thuật nâng cao chất lượng muối
Nguyên tắc chung của sản xuất muối biển là làm bay hơi nƣớc ngọt để nƣớc
biển tăng dần nồng độ, đến khi nƣớc chạt đạt trạng thái bão hòa mà nƣớc ngọt vẫn
bay hơi thì nƣớc chạt chuyển sang trạng thái quá bão hòa đồng thời muối NaCl
đƣợc kết tinh ra. Có thể thực hiện quá trình trên bằng phƣơng pháp bay hơi mặt
bằng, phƣơng pháp nấu hoặc phƣơng pháp nào đó, dù dùng phƣơng pháp nào thì
quá trình kết tinh vẫn phải làm cho nƣớc ngọt bay hơi. Phƣơng pháp bay hơi mặt
bằng có ƣu điểm là tiết kiệm chi phí nhƣng tính chủ động trong sản xuất không
cao vì phƣơng pháp này phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, mặt khác do thiết
bị kết tinh muối “lộ thiên” nên rất khó vệ sinh theo ý muốn và khó thực thi các
biện pháp kỹ thuật nhằm thu đƣợc sản phẩm có chất lƣợng theo ý muốn. Để chủ
động hòan toàn trong sản xuất và chất lƣợng sản phẩm, ngƣời ta dùng phƣơng
pháp nấu. Cơ sở khoa học khoa học của công nghệ sản xuất muối bằng phƣơng
pháp nấu là đƣa dung dịch nƣớc chạt bão hòa “sạch” đến trạng thái nhiệt độ cao
bằng nguồn nhiệt nhân tạo và giữ nguyên trạng thái đó để nƣớc ngọt bay hoặc bốc
hơi, muối NaCl sạch kết tinh cho đến khi dung dịch đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật
quy định.
Có thể thực hiện việc kết tinh lại trong nồi hở (áp suất thƣờng) sử dụng
nguồn nhiệt trực tiếp nhƣ than, củi hoặc trong nồi kín (áp suất âm) tƣơng tự hệ
thống cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi sử dụng nguồn nhiệt là hơi nƣớc bão hòa
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Kỹ thuật sản xuất, chế biến muối chất lượng cao - Chương 3: Kỹ thuật nâng cao chất lượng muối
36 Chƣơng 3 KỸ THUẬT NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG MUỐI 3.1. Nâng cao chất lƣợng muối bằng phƣơng pháp kết tinh lại Nguyên tắc chung của sản xuất muối biển là làm bay hơi nƣớc ngọt để nƣớc biển tăng dần nồng độ, đến khi nƣớc chạt đạt trạng thái bão hòa mà nƣớc ngọt vẫn bay hơi thì nƣớc chạt chuyển sang trạng thái quá bão hòa đồng thời muối NaCl đƣợc kết tinh ra. Có thể thực hiện quá trình trên bằng phƣơng pháp bay hơi mặt bằng, phƣơng pháp nấu hoặc phƣơng pháp nào đó, dù dùng phƣơng pháp nào thì quá trình kết tinh vẫn phải làm cho nƣớc ngọt bay hơi. Phƣơng pháp bay hơi mặt bằng có ƣu điểm là tiết kiệm chi phí nhƣng tính chủ động trong sản xuất không cao vì phƣơng pháp này phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, mặt khác do thiết bị kết tinh muối “lộ thiên” nên rất khó vệ sinh theo ý muốn và khó thực thi các biện pháp kỹ thuật nhằm thu đƣợc sản phẩm có chất lƣợng theo ý muốn. Để chủ động hòan toàn trong sản xuất và chất lƣợng sản phẩm, ngƣời ta dùng phƣơng pháp nấu. Cơ sở khoa học khoa học của công nghệ sản xuất muối bằng phƣơng pháp nấu là đƣa dung dịch nƣớc chạt bão hòa “sạch” đến trạng thái nhiệt độ cao bằng nguồn nhiệt nhân tạo và giữ nguyên trạng thái đó để nƣớc ngọt bay hoặc bốc hơi, muối NaCl sạch kết tinh cho đến khi dung dịch đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật quy định. Có thể thực hiện việc kết tinh lại trong nồi hở (áp suất thƣờng) sử dụng nguồn nhiệt trực tiếp nhƣ than, củi hoặc trong nồi kín (áp suất âm) tƣơng tự hệ thống cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi sử dụng nguồn nhiệt là hơi nƣớc bão hòa. 3.1.1. Lưu trình công nghệ nâng cao chất lượng muối bằng phương pháp kết tinh lại Nƣớc chạt bão hòa có thể lấy từ đồng muối về hoặc hòa tan loại muối kém chất lƣợng, để có thể thu đƣợc muối chất lƣợng cao cần phải xử lý nƣớc chạt bão hòa trƣớc khi cô đặc. Nƣớc chạt bão hòa sau khi đã xử lý các tạp chất tan (đƣa tạp chất tan về dạng không tan) đƣợc đƣa vào thiết bị lọc, tại thiết bị lọc tạp chất không tan (bao gồm cả tạp chất tan đã đƣợc chuyển hoá) bị giữ lại, nƣớc chạt trong đƣợc đƣa vào thiết bị gia nhiệt, tại đây nƣớc chạt nhận năng lƣợng dƣới dạng nhiệt năng (thiết bị gia nhiệt nhằm tận dụng nhiệt lƣợng và tiết kiệm năng lực cho thiết bị chính), ra khỏi thiết bị gia nhiệt nƣớc chạt đƣợc đƣa vào nồi nấu muối. 37 Tại nồi nấu muối nƣớc chạt đƣợc duy trì ở trạng thái nhiệt độ cao để tạo điều kiện cho sự bay hơi (hoặc trạng thái nhiệt độ sôi và áp suất thấp), muối NaCl đƣợc tách ra, muối NaCl đƣợc lấy ra khỏi nồi nấu đƣa vào thiết bị róc nƣớc cái để loại bỏ bớt phần nƣớc bám theo muối, ra khỏi thiết bị róc nƣớc cái muối NaCl đƣợc đƣa vào máy ly tâm, tại máy ly tâm lƣợng nƣớc bám theo muối gần nhƣ đƣợc loại bỏ hòan toàn. Ra khỏi máy ly tâm muối NaCl đƣợc đƣa vào thiết bị sấy. NƢỚC CHẠT THIẾT BỊ GIA NHIỆT NỒI NẤU MUỐI THIẾT BỊ CÂN, ĐÓNG GÓI THỜI GIAN RÓC NƢỚC CÁI THIẾT BỊ LY TÂM THIẾT BỊ SẤY SẢN PHẨM THIẾT BỊ LỌC THIẾT BỊ XỬ LÝ NƢỚC CHẠT SƠ ĐỒ KHỐI CÔNG NGHỆ NẤU MUỐI 38 Sau khi muối qua công đoạn sấy thì sản phẩm đã đƣợc gọi là muối tinh có độ khô cao. Để đa dạng hoá sản phẩm ngƣời ta có thể bổ sung thêm những nguyên liệu khác nhau tuỳ theo mục đích và ý đồ của nhà sản xuất, để nguyên liệu bổ sung thêm phân bố đều trong muối ngƣời ta thƣờng dùng phƣơng pháp phun - trộn. Tiếp theo, muối tinh hoặc muối đã bổ sung nguyên liệu đƣợc đƣa qua bộ phận cân và đóng gói sản phẩm. Tinh chế muối để cung cấp cho những khu vực xa biển ngƣời ta thƣờng bổ sung Iôt vào muối thành phẩm. Vì ở những nơi đó hàm lƣợng Iôt trong tự nhiên thấp, trong khi đó Iôt là nguyên tố rất cần cho sự phát triển của cơ thể con ngƣời. Tuy nhiên, để việc cung Iôt phù hợp với yêu cầu của sự phát triển cơ thể con ngƣời Nhà nƣớc Việt Nam có quy định bắt buộc phải thực hiện theo TCVN 6341-1998 đối với các cơ sở sản xuất, cất trữ, lƣu thông muối Iôt. Tinh chế muối để cung cấp cho những khu vực có khẩu vị ăn uống riêng thì sau khi sấy muối tinh ngƣời ta cho thêm vào muối tinh chất hoặc hỗn hợp chất có mùi vị đặc trƣng theo khẩu vị của con ngƣời vùng đó, loại sản phẩm này có tên chung là “bột canh”, thƣờng các cơ sở sản xuất bột canh luôn giữ bí mật “công thức” pha trộn cũng nhƣ thành phần pha trộn của mình để tạo ƣu thế cạnh tranh tiêu thụ sản phẩm (thành phần cơ bản của bột canh là muối sạch nghiền nhỏ, mì chính, đƣờng, bột hạt tiêu, bột tỏi khô). 3.1.2. Kỹ thuật nâng cao chất lượng muối bằng phương pháp kết tinh lại 3.1.2.1. Phương pháp cô đặc nồi hở a/ Đặc điểm của phƣơng pháp Phƣơng pháp nồi hở có đặc điểm là sự bay hơi xảy ra trên mặt nƣớc chạt nóng ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ điểm sôi vì thế tinh thể tạo ra hầu nhƣ hòan toàn ở trên mặt. Tinh thể phát triển ở biên trƣớc, dạng hình kim tự tháp ngƣợc, chỏm đáy tƣơng đối nặng. Ở nhiệt độ cao tỷ trọng giảm mặc dầu hàm lƣợng muối tăng. Đó chính là nguyên nhân các tinh thể hình thành trên bề mặt, khi đó nƣớc chạt quá bão hòa nhƣng lại có khối lƣợng riêng nhỏ hơn (chuyển động lên bề mặt chất lỏng). Khi tốc độ phát triển tinh thể chậm, các khối tháp muối đứng riêng lẻ, to và nặng. Những nồi hở sản xuất loại muối tinh thể này thƣờng vận hành ở nhiệt độ chỉ cao hơn nhiệt độ khí quyển một ít, gấp đôi những điều kiện ngoài 39 trời, do đó muối sản xuất ra có bề ngoài giống nhƣ muối sản xuất ra bằng cách phơi nƣớc chạt. b/ Các yếu tố ảnh hƣởng tới hình dạng muối trong nồi hở - Ảnh hƣởng của nhiệt độ Để điều chỉnh hình dạng tinh thể muối, ngƣời ta thay đổi nhiệt độ vận hành nồi hở. Vận hành nồi hở ở nhiệt độ cao sẽ không hiệu quả vì tốc độ bay hơi chậm, khi nhiệt độ cao chủ yếu tạo thành muối vảy nhỏ. Ở nhiệt độ điểm sôi các tinh thể lập phƣơng chỉ sinh ra trong lòng nƣớc chạt. Muốn đổi độ F sang độ C thì trừ đi 32, rồi chia cho 1.8 (hay là nhân với 5 rồi chia cho 9). Ngƣợc lại muốn đổi từ độ C sang độ F thì nhân với 1.8 (hay là nhân với 9, chia cho 5) rồi cộng thêm 32. Đổi từ Sang Công thức Fahrenheit (°F) Celsius (°C) °C = (°F – 32) / 1,8 Celsius (°C) Fahrenheit (°F) °F = °C × 1,8 + 32 - Ảnh hƣởng của các muối khác hòa tan trong nƣớc chạt (nƣớc ót) Canxi Clorua, Magiê Clorua, Magiê Sunfat ảnh hƣởng quyết định tới tinh thể muối sản xuất ra ở nhiệt độ nhất định và cũng ảnh hƣởng tới tốc độ sản xuất muối. Tinh thể muối sản xuất bằng nồi hở có chứa một lƣợng nƣớc (nƣớc chạt mà muối kết tinh ra) đáng kể, do đó quá trình sấy khô thêm khó khăn. Nếu nƣớc chạt có hàm lƣợng Canxi Clorua, Magiê Cloruacao, muối sản xuất ra dễ hút nƣớc so với muối sản xuất ra từ nƣớc chạt có hàm lƣợng Canxi Clorua, Magiê Clorua nhỏ. Khi nƣớc chạt loại trừ một phần hay toàn bộ phần canxi và magiê, những tinh thể rất mảnh sẽ đƣợc tạo thành trên bề mặt nƣớc chạt. Chúng có khuynh hƣớng phát triển bao phủ lên toàn bộ nƣớc chạt làm giảm tốc độ bay hơi và nâng cao nhiệt độ tới điểm sôi. Để tránh hiện tƣợng này nƣớc chạt cần đƣợc khuấy động, song muối sản xuất ra lại rất mảnh và dễ vỡ thƣờng không phù hợp với mục đích sử dụng nhƣ muối thô hạt to hơn. Nếu không xử lý nƣớc chạt thì độ tinh khiết của muối kém. Tạp chất chính là Canxi Sunfat, có thể xử lý Caxi Sunfat bằng cách tăng Canxi Clorua vì hàm lƣợng Canxi Sunfat tỷ lệ nghịch với hàm lƣợng Canxi Clorua (xem bảng). 40 Bảng 3.1. Chất lƣợng sản phẩm muối phụ thuộc vào tƣơng quan hàm lƣợng tạp chất trong nƣớc chạt Muối tạp chất Nhà máy I Nhà máy II Nhà máy III Nƣớc chạt chứa (g/lít) Thành phần sản phẩm muối (%) Nƣớc chạt chứa (g/lít) Thành phần sản phẩm muối (%) Nƣớc chạt chứa (g/lít) Thành phần sản phẩm muối (%) Ca2SO4 3,5 0,335 4,2 0,392 5,6 0,58 CaCl2 6,7 0,105 4,4 0,100 0,03 0,08 MgCl2 2,3 0,018 1,5 0,009 1,54 0,10 NaCl 300 99,542 300 99,499 300 99,24 Căn cứ số liệu trong bảng 3.1 thì dù hàm lƣợng Canxi Clorua có cao (6,7 g/lít) thì thành phần sản phẩm muối vẫn đạt 99,542 % khối lƣợng. Trong khi hàm lƣợng Canxi Sunfat cao (5,6 g/lít) thì thành phần sản phẩm muối chỉ đạt 99,24 % khối lƣợng. c/ Phƣơng pháp thu muối trong nồi hở Có 2 phƣơng pháp thu muối trong nồi hở: - Phƣơng pháp 1: Thƣờng muối đƣợc cào lên mặt nghiêng, róc nƣớc ở đầu nồi sau đó đƣợc đƣa vào băng tải hoặc máng nghiêng cùng với nƣớc chạt chuyển xuống thùng chứa. - Phƣơng pháp 2: Đẩy muối vào hộp thu muối (thùng rót muối) ở đầu nồi nấu rồi sau đó muối đƣợc đƣa vào thùng chứa. d/ Phƣơng pháp làm róc nƣớc cái và sấy khô muối - Dùng không khí nhiệt độ cao thổi qua muối. - Dùng máy li tâm kiểu gián đoạn để tách nƣớc cái, sau đó đem sấy khô. Làm khô muối nấu nồi hở là khâu khó khăn nhất của cả quy trình. Sấy khô kiểu tĩnh thƣờng làm cho muối đóng bánh, cần phải nghiền trƣớc khi đƣa sang sàng phân ly, do vậy sản phẩm nhiều hạt nhỏ. Cần phải dùng thiết bị làm khô mà tránh đƣợc đập vỡ nhiều. Ngƣời ta sử dụng máy sấy thùng quay, máy sấy sàng rung, sấy mâm. (hiện nay phƣơng pháp sử dụng máy sấy thùng quay muối ít bị vỡ, là phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến nhất). 41 3.1.2.2. Phương pháp cô đặc chân không a/ Nguyên lý cô đặc nhiều nồi Hình 3.1. Sơ đồ hệ thống cô đặc nhiều nồi (3 nồi) Các nồi đƣợc chứa chất lỏng cần cô đặc đến một mức đã định. - Bơm chân không hoạt động, các van V1, V2, V3 ở đƣờng thoát khí không ngƣng mở ra. Còn toàn bộ các van khác đều đóng lại. Lúc đó toàn bộ thiết bị sẽ hạ xuống một độ chân không nhất định theo độ chân không bơm tạo ra. Ví dụ 660 mmHg. - Van hơi S1 và van nƣớc ngƣng D1 mở ra để buồng hơi đốt của nồi I đạt tới áp suất Po (ứng với nhiệt độ to). Đuổi không khí hết qua van V1 sau đó V1 đƣợc đóng lại. Do chất lỏng trong ống trao đổi nhiệt của nồi I thấp nên hơi nƣớc bị ngƣng tụ. Một bộ thu hồi cho phép nƣớc ngƣng tụ thoát ra. Chất lỏng tăng dần nhiệt độ và đạt tới nhiệt độ sôi ở dƣới áp suất chân không đã định (660mmHg). Giả thiết rằng khi đó chất lỏng sôi ở 51,7oC. - Nhƣ vậy hơi nƣớc sinh ra sẽ đẩy không khí ở phần trên của thiết bị cô đặc (buồng bốc), vào trong ống hơi nối giữa buồng bốc nồi I và buồng đốt của nồi thứ II. Khi hơi nƣớc choán toàn bộ không gian của các phần trên, van thoát khí không ngƣng V2 đóng lại. 42 - Hơi nƣớc ra khỏi nồi I sẽ trao đổi nhiệt với chất lỏng nồi II thông qua ống trao đổi nhiệt của buồng đốt nồi II rồi ngƣng tụ lại. - Van D2 mở ra để thoát nƣớc ngƣng. - Thông qua quá trình ngƣng hơi nƣớc trao đổi nhiệt cho chất lỏng trong nồi II, chất lỏng sẽ nóng lên. Do chất lỏng nóng lên mà chênh lệch nhiệt độ giữa chất lỏng và hơi nƣớc nhỏ đi, tốc độ ngƣng tụ giảm xuống, áp suất của buồng bốc hơi I tăng lên, nhiệt độ điểm sôi t1 của chất lỏng trong nồi I tăng lên do đó ( to-t1) giảm. Cứ nhƣ vậy tiếp diễn cho đến khi nhiệt độ chất lỏng trong nồi II đạt 51,7oC chất lỏng bắt đầu sôi. - Quy trình vận hành này đƣợc lặp lại ở nồi III, chất lỏng của nồi III nóng lên rồi cuối cùng là sôi, chênh lệch nhiệt độ giữa chất lỏng và hơi nƣớc (hơi thứ) từ nồi II đƣa sang giảm đi, làm cho áp suất hơi trong nồi II tăng lên, t2 tăng dẫn tới (t1-t2) giảm đi. - Sự giảm tốc độ ngƣng tụ và tăng áp suất hơi trong các nồi của hệ thống cô đặc tiếp diễn cho đến khi toàn bộ hệ thống nồi cô đặc đạt tới một sự cân bằng ổn định, chất lỏng sôi trong tất cả các nồi (ở đây là 3 nồi). - Mức chất lỏng giảm dần đi trong quá trình sôi. Khi mức chất lỏng ở nồi I hạ xuống, van tiếp liệu F1 đƣợc mở ra đủ để giữ cho mức chất lỏng trong nồi I nhƣ cũ. Cũng vậy khi bắt đầu nồi II sôi thì van tiếp liệu F2 đƣợc mở ra giữ cho mức chất lỏng trong nồi II nhƣ cũ, nồi III sôi thì van tiếp liệu F3 đƣợc mở ra giữ cho mức chất lỏng trong nồi III nhƣ cũ. - Chất lỏng trong nồi III đạt tới nồng độ mong muốn, mở van tháo chất lỏng đậm đặc (hoặc hệ rắn-lỏng) ra. Khi quá trình cô đặc đã bắt đầu vận hành ổn định, chất lỏng sẽ đƣợc liên tục cho vào nồi I, chất lỏng nồi I chảy trong ống vận chuyển sang nồi II, từ nồi II sang nồi III và từ nồi III chất lỏng hoặc hệ rắn-lỏng đƣợc tháo ra liên tục. Các đại lƣợng cần tính toán của quá trình cô đặc (lƣợng hơi đốt cần dùng để cô đặc một lƣợng chất lỏng nào đó, lƣợng chất lỏng đậm đặc hoặc hệ rắn-lỏng thu đƣợc, v.v...) học phần M10 „Hoá công‟ và học phần M21 „Kỹ thuật sản xuất muối‟ (đối với việc nấu muối) đã trang bị. Đối với việc nấu muối hay dùng nhất là hệ thống 4 nồi. b/ Vận hành hệ thống cô đặc nhiều nồi trong nấu muối * Các phương pháp tiếp liệu 43 Đặc điểm của tiếp liệu trong nồi cô đặc muối có khác với đặc điểm của tiếp liệu khác ở chỗ nƣớc chạt thƣờng là dung dịch đã bão hòa muối NaCl. Trong trƣờng hợp nhƣ thế nguyên liệu phải tiếp theo phƣơng pháp song song, nghĩa là nƣớc chạt phải đƣợc đƣa đồng thời mỗi nồi theo đúng yêu cầu của nó. Trong trƣờng hợp khác, khi nƣớc chạt có nhiều tạp chất (nhƣ Canxi clorua, Magiê Clorua), cần phải đƣa dung dịch này đến một nồng độ đặc biệt với các tạp chất này thì có thể tiếp liệu theo phƣơng pháp xuôi chiều hay ngƣợc chiều. Phƣơng pháp xuôi chiều: là nƣớc chạt đƣợc đƣa vào nồi I rồi chúng chảy từ nồi nọ sang nồi kia theo thứ tự I, II, II, IV dung dịch đậm đặc nhất đƣợc lấy ra ở nồi cuối. Phƣơng pháp ngƣợc chiều: là phƣơng pháp nƣớc chạt đƣợc đƣa vào nồi cuối, dung dịch đậm đặc nhất đƣợc lấy ra ở nồi đầu. Nếu nhiệt độ dung dịch thấp hơn điểm sôi của một nồi ở khoảng giữa hệ thống, dùng phƣơng pháp tiếp liệu ngƣợc chiều là kinh tế hơn cả, còn nguyên liệu nóng hơn thì dùng phƣơng pháp xuôi chiều. * Mức chất lỏng trong nồi - Nếu khi trao đổi nhiệt với hơi đốt thông qua ống trao đổi nhiệt mà chất lỏng đứng yên thì áp suất thuỷ tĩnh sẽ làm thay đổi nhiệt độ sôi của chất lỏng theo chiều cao và do đó làm cho chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và nƣớc chạt nhỏ dần từ trên xuống dƣới, có thể đạt tới Δt≤0. Kết quả làm giảm công suất thiết bị vì một phần ống trao đổi nhiệt không có tác dụng. - Thực tế, khi trao đổi nhiệt với hơi đốt thông qua ống trao đổi nhiệt chất lỏng không đứng yên vì lớp chất lỏng mỏng tiếp xúc trực tiếp với ống trao đổi nhiệt đã tăng nhiệt độ và có một phần nƣớc đã chuyển sang thể hơi (bọt) làm cho hỗn hợp (chất lỏng chứa bọt) có tỷ trọng nhỏ nên nó chuyển động lên phía trên đồng thời lớp chất lỏng ngay bên cạnh sẽ vào chiếm chỗ, quá trình cứ tiếp tục diễn biến nhƣ vậy, chênh lệch nhiệt độ giữa chất lỏng và hơi đốt càng cao thì tốc độ tạo bọt càng nhanh và nhƣ vậy tuần hòan càng mãnh liệt gây nên hiệu ứng dâng bọt hơi nƣớc trong ống. Do đó nƣớc chạt đi vào ống tuần hòan có nhiệt độ thấp (tức Δt lớn) dù rằng áp suất thuỷ tĩnh lớn. 44 - Nƣớc chạt sôi ở ống trao đổi nhiệt dẫn tới hiện tƣợng muối kết trong ống trao đổi nhiệt (tạo thành lớp cao muối dày đặc dần) làm cho hiệu quả của quá trình trao đổi nhiệt với hơi đốt thông qua ống trao đổi nhiệt của nƣớc chạt giảm dần tới khi nƣớc chạt không sôi. Chú ý rằng tốc độ nƣớc chảy trên bề mặt ống trao đổi nhiệt (tốc độ tuần hòan của nƣớc chạt) lớn cũng ngăn hiện tƣợng muối kết này ... phẩm để tránh dẫn tới sự phân huỷ hoặc làm giảm thời gian bảo quản. - Không gây biến đổi màu sắc thực phẩm. - Độ hòa tan muối lớn, tốc độ hòa tan muối nhanh. Do đó yêu cầu chất lƣợng: - Cỡ hạt rất mịn, đều - Hàm lƣợng chất không tan nhỏ hơn 0,02%, không có cát Muối dùng trong công nghiệp thực phẩm còn đƣợc chia ra 2 cấp là muối cao cấp (muối tinh chế, hạt nhỏ chất lƣợng cao) và muối sạch (dùng chế biến thực phẩm) 3.3. Muối dùng cho chế biến hải sản: Loại muối dùng để chế biến hải sản cần bảo đảm không sắc cạnh làm sây sát bề mặt da cá và có độ hòa tan thích hợp theo quá trình phân giải chất khi muối cá (không tan quá chậm hoặc quá nhanh). Cỡ hạt muối thƣờng từ 2 đến 3mm) tỷ lệ chất không tan nhỏ hơn 0,3%. 72 Phụ lục 4 Một số thiết bị sử dụng trong nâng cao chất lƣợng muối H B A C D F GH E F C G Hình 4.1. Lò nấu muối A: Lò nấu muối B: Nồi hâm C: Ghi lò D: Cửa lò E: Lỗ móc sắt F: Cửa cào than G: Cầu lửa H: Đƣờng dẫn khói 73 M¸y thñy lùc èng gia Gi¸ treo èng gi÷a N-íc cao ¸p ChiÒu lïi ChiÒu tiÕn H¬i th«ng ¸p DiÖn tÝch 113 - 372 m2 Dµi 30,5 - 61 m Réng 3,7 - 6,1 m nhiÖt tõ b¬m Hình 4.2. Nồi nấu muối (nồi bằng) 74 Phụ lục 5 Một số loại nồi cô đặc chân không 5.1. Nồi cô đặc có ống tuần hòan ở tâm: Là loại phổ biến nhất. Hình 5.1. Nồi cô đặc có ống tuần hòan ở tâm Ống tuần hòan ở giữa, tiết diện ống tuần hòan thẳng chiếm 40÷100% tổng tiết diện toàn bộ ống trao đổi nhiệt. 5.2. Nồi cô đặc có thiết bị truyền nhiệt kiểu rổ: Hình 5.1. Nồi cô đặc có thiết bị truyền nhiệt kiểu rổ 75 Toàn bộ phần truyền nhiệt có kết cấu độc lập, có thể tháo dỡ dễ dàng để tu sửa. Hơi đốt đƣợc dẫn thẳng từ đỉnh nồi xuống hay ở bên cạnh nồi nhƣng có 1 núm ống đi qua vùng tuần hòan chất lỏng nối vào buồng nhiệt kiểu rổ. Tại đây có phần chi tiết máy hứng chất lỏng để chặn chất lỏng phun ra. Vì đối với nồi cô đặc ống thẳng đứng đặc biệt khi làm việc với mức chất lỏng thấp nó sôi rất mãnh liệt là nguyên nhân gây nên tổn thất. 5.3. Nồi cô đặc có thiết bị tuần hòan cƣỡng bức: 5.3.1. Loại “tuần hòan cƣỡng bức tiêu chuẩn” hay “tuần hòan cƣỡng bức truyền nhiệt bên trong” H¬i n-íc Muèi t-¬ng N-íc ng-ng Tho¸t khÝ N-íc ch¹t H¬i ®èt Hình 5.3. Nồi cô đặc có thiết bị tuần hòan cƣỡng bức tiêu chuẩn Ƣu điểm: - Nƣớc chạt tồn tại trong hệ thống toả nhiệt với một lƣợng tƣơng đối nhỏ trong mọi thời điểm. 76 - Ống hơi đốt nối với buồng gia nhiệt ở bên ngoài buồng bay hơi. Hơi nƣớc bị ngăn và đi song song với ống gia nhiệt từ trên xuống, đuổi đƣợc khí ra khỏi đáy buồng gia nhiệt. 5.3.2. Loại tuần hòan cƣỡng bức, truyền nhiệt bên ngoài, kiểu nằm ngang Loại này so với loại trên có ống truyền nhiệt có đƣờng kính lớn hơn. Ƣu điểm 1: Sự sắp xếp vật lí ngăn cản quá trình sôi trong ống nên ở đây không có muối bám lên trên bề mặt truyền nhiệt và thời gian giữa các chu kì sôi kéo dài hơn. H¬i n-íc Muèi t-¬ng N-íc ch¹t N-íc ng-ng H¬i n-ícH¬i ®èt Hình 5.4. Nồi cô đặc có thiết bị tuần hòan cƣỡng bức, truyền nhiệt bên ngoài Ƣu điểm 2: Cân đối giữa bề mặt truyền nhiệt và sự tuần hòan nên nhiệt độ nâng cao của nƣớc chạt trong bộ phận truyền nhiệt có thể duy trì tƣơng đối thấp, làm chất lỏng phun vào buồng cô đặc dƣới những điều kiện khống chế tối thiểu và những điều kiện tối ƣu để kích thƣớc tinh thể lớn. 5.3.2. Loại tuần hòan cƣỡng bức bên ngoài ống gia nhiệt thẳng đứng Loại này đƣợc sử dụng nhiều. 77 H¬i n-íc Muèi t-¬ng Côc cÆn N-íc N-íc ng-ng H¬i ®èt Chøa ®Çy vµ th¸o s¹ch ch¹t 78 Phụ lục 6 Công nghệ PHABA xử lý muối thô Công nghệ PHABA xử lý muối thô càng có hiệu quả khi muối đƣợc tạo ra từ công nghệ PHABA đồng muối có chất lƣợng cao. Công nghệ PHABA đƣợc thực hiện trong thiết bị đặc biệt đƣợc gọi là thiết bị nghiền ống (NGO). Quá trình phân ba đƣợc thực hiện theo 3 lớp do tỷ trọng khác nhau của hỗn hợp các chất trong thiết bị. Thiết bị làm việc tạo ra bọt lôi cuốn các chất hữu cơ, các tạp chất nhẹ, huyền phù lên phía trên của thiết bị và đƣợc tháo ra ngoài, các tạp chất không tan có tỷ trọng lớn nhƣ cát sỏi đƣợc lắng đọng và theo chu kỳ đƣợc loại bỏ. Phía giữa ống các hạt muối bị chà xát, bị bẻ gãy làm cho các khối nƣớc trong tinh thể bị phá vỡ, diện tích bề mặt của khối muối tăng lên tạo điều kiện thuận lợi cho dòng nƣớc rửa cuốn các tạp chất không tan bám trên lớp muối đi vào dung dịch rửa. Việc phân ba và quá trình loại bỏ đồng thời các tạp chất tan và không tan cũng nhƣ lựa chọn cỡ hạt muối đƣợc thực hiện trong cùng một thiết bị là nét độc đáo của công nghệ PHABA tinh chế muối thô đƣợc sáng tạo và áp dụng đầu tiên ở Việt nam. Ƣu điểm của công nghệ PHABA tinh chế muối thô là lƣu trình công nghệ gọn nhẹ, có thể sử dụng đối với các loại muối chất lƣợng thấp. 79 Lƣu trình chế biến muối tinh chất lƣợng cao, công suất 22.000 T/năm Theo công nghệ PHABA 1. Máy xúc đổ muối 8. Sàng tĩnh 15. Máy khuấy muối tƣơng 22. Máy ly tâm liên tục 29. Bồn chứa nƣớc chạt sạch 36. Máy sấy thềm động 43. Vít tải ra liệu muối sấy 50. Bơm nƣớc rửa khí 2. Xylô chứa muối 9. Thùng rửa muối thô 16. Bơm muối tƣơng trục ngang 23. Bể thu hồi 30. Bơm nƣớc chạt sạch 37. Buồng trộn gió nóng 44. Xylô chứa muối sấy 51. Bể chứa nƣớc ngọt 3. Thiết bị tiếp liệu dung 10. Máy khuấy muối thô 17. Tháp rửa tách lòng tải kết tinh 24. Bơm thu hồi 31. Thùng cao vị nƣớc ngọt 38. Quạt đẩy gió nóng 45. Máy đóng bao 52. Bể lắng muối bột 4. Băng tải 11. Bơm muối thô trục đứng 18. Thùng pha muối tƣơng 25. Vít tải ngang 32. Bơm nƣớc ngọt 39. Buồng đốt ga 46. Băng tải và máy khâu bao 53. Bể chứa nƣớc chạt thô 5. Thùng chứa muối thô 12. Tháp rửa tách lòng muối thô 19. Máy khuấy muối tƣơng 26. Vít tải đứng đóng bao 33. Vít tải nghiêng 40. Bình chứa ga 47. Quạt hút ẩm 54. Bể thu hồi chất thải rắn 6. Máy khuấy muối thô 13. Tổ hợp nghiền - rửa thủy lực 6 máy 20. Bơm muối tƣơng trục ngang 27. Bơm nƣớc chạt thô 34. Máy trộn Iôt 41. Quạt đẩy gió lạnh 48. Thiết bị rửa khí và ống khói 7. Bơm muối thô trục đứng 14. Thùng chứa muối tƣơng 21. Xyclôn thủy 28. Tháp lọc áp lực 35. Vít tải vào liệu máy sấy 42. Xyclôn khí 49. Thùng chứa nƣớc làm mát 80 Phụ lục 7 Phân tích chất lƣợng muối ăn Chất lƣợng muối ăn đƣợc xác định trong tiêu chuẩn quốc gia TCVN 3974 - 84. Tiêu chuẩn này đƣợc dùng cho sản phẩm muối NaCl sản xuất theo phƣơng pháp phơi nƣớc và phơi cát. Do những đặc điểm khác nhau của sản xuất, hàm lƣợng các chất trong muối phơi nƣớc và phơi cát khác nhau nên phân hạng tiêu chuẩn muối phơi nƣớc và phơi cát theo các tiêu chí có khác nhau. Phƣơng pháp thử theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3973 - 84. 7.1. Cách lấy mẫu trung bình Tiêu chuẩn quy định cách lấy mẫu muối để phân tích. Theo đó chất lƣợng của một lô hàng đƣợc xác định trên cơ sở kết quả phân tích mẫu trung bình của lô hàng. Cách lấy mẫu giống nhau đối với muối rời đánh đống, muối rời chứa trong kho và muối rời chứa trong toa tàu. Đối với muối rời trong thuyền, trong xà lan, mẫu ban đầu đƣợc lấy 3 đợt: lúc bắt đầu dỡ hàng; sau khi dỡ đƣợc 1/3 lô hàng và sau khi dỡ đƣợc 2/3 lô hàng. Muối ở bao gói lớn hay đống nhỏ, mẫu ban đầu lầy trong 3% số bao nhƣng không ít hơn 3 bao hay đống và lấy theo kiểu chọn lựa tuần tự. Ví dụ: lấy bao thứ 20, 50, 80 trong 100 bao. Sau khi lấy mẫu, trộn đều mẫu chung rồi trải đều trên mặt phẳng sạch theo hình vuông, chia hình vuông theo đƣờng chéo thành 4 hình tam giác, bỏ hai phần đối diện, trộn đều phần còn lại. Tiếp tục lặp lại quá trình nhƣ vậy cho đến khi mẫu còn lại 1,5 kg. Đó là mẫu trung bình. Mẫu trung bình đƣợc làm 3 phần bằng nhau cho vào lọ nút kín hay cho vào túi polyetylen hai lớp rồi hàn kín miệng. Một phần để phân tích, một phần cho phân tích trọng tài, một phần lƣu ở ngƣời giao hàng hay nhận hàng. 7.2. Phân tích mẫu muối Trong tất cả các phép thử, dùng thuốc thử loại "tinh khiết cho phân tích". Các chỉ tiêu cần xác định chia làm hai loại: chỉ tiêu cảm quan và chỉ tiêu hóa lý. 81 Chỉ tiêu cảm quan gồm: Màu sắc; mùi vị; dạng bên ngoài và cỡ hạt. Chỉ tiêu hóa lý gồm: - Hàm lƣợng NaCl tính theo % khối lƣợng khô - Hàm lƣợng chất không tan trong nƣớc tính theo % khối lƣợng khô - Hàm lƣợng ẩm tính theo % khối lƣợng - Hàm lƣợng các iôn tính theo % khối lƣợng khô, bao gồm: Ca 2+ ; Mg 2+ ; SO4 2- Phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu: - Xác định độ ẩm: Sấy 2 gam muối ở nhiệt độ 140oC trong tủ sấy trong 3÷4 giờ khi sai số hai lần cân là 0,001 gam là đƣợc. - Xác định hàm lƣợng chất không tan: Lấy mẫu muối trọng lƣợng 10 đến 20 gam hòa tan và rửa bằng nƣớc cất đến khi nƣớc lọc với nitơrat bạc không còn clor. Sấy khô trong 3 giờ ở nhiệt độ 1050C cho đến trọng lƣợng không đổi. - Xác định hàm lƣợng clor: Theo Knudsen dùng dung dịch AgNO3 để chuẩn, chất chỉ thị là Kali Crômát theo phản ứng sau: Ag + + Cl _ = AgCl 42 2 4 CrOAgCrAg2 - Xác định hàm lƣợng sunfat: Toàn bộ SO 24 tác dụng với Bary dƣới dạng BaSO4 kết tủa, đƣợc nung ở nhiệt độ 650 đến 700oC để xác định hàm lƣợng Sunfat. 4 22 4 SOBaBaSO Ngoài ra còn có phƣơng pháp chuẩn độ bằng EDTA. - Xác định hàm lƣợng Canxi: Tạo kết tủa canxi oxalat, dùng axít mạnh hòa tan kết tủa dể tạo nên axit oxalic. Sau đó chuẩn độ bằng dung dich KMnO4. Trên cơ sở đó tính ra hàm lƣợng Canxi trong mẫu muối. Phản ứng nhƣ sau: 82 OHCOMnHMnOOCH OCHCaHOCaC OCaCOCCa 22 2 4422 422 2 42 42 2 42 2 8102625 2 Còn có cách chuẩn độ bằng EDTA. - Xác định hàm lƣợng Magiê: Trƣớc tiên tạo nên muối phốt phát kép của magiê và amôni. Sau đó đun nóng để chuyển hoá thành magiê pyrôphôtphát, nung 900-10000C để xác định hàm lƣợng magiê. Phƣơng pháp chuẩn độ bằng EDTA cũng đƣợc dùng để xác định magiê qua hiệu số tổng hàm lƣợng magiê, canxi và hàm lƣợng canxi (đã đƣợc xác định ở lần phân tích riêng canxi). - Xác định hàm lƣợng Kali: Dùng Natri Tetraphenylborát để kết tủa Kali dƣới dạng KB(C6H5)4. Kết tủa đƣợc hòa tan trong Axêtôn. Cho phản ứng với Nitrát bạc. Chuẩn độ Nitrát bạc dƣ bằng Kali Sunfoxyanua với chất chỉ thị Sắt(III) Sunfat. Có thể xác định kali theo phƣơng pháp côban. - Xác định hàm lƣợng Natri: Theo phƣơng pháp trọng lƣợng khi cho tác dụng với kẽm Uranylaxêtát tạo nên kết tủa màu vàng chanh dễ hòa tan trong nƣớc. Chuẩn dung dịch bằng EDTA tính ra lƣợng Natri. Sau khi xác định đƣợc hàm lƣợng các iôn nêu trên có thể chuyển sang biểu thị các hợp chất theo nguyên tắc kết hợp các iôn nhƣ sau: Cho Ca 2+ kết hợp với 24SO để biểu thị thành CaSO4 Phần 24SO còn lại kết hợp với Manhê để biểu thị lƣợng MgSO4 Lấy lƣợng Mg2+ còn lại kết hợp với clor để thành MgCl2 Lấy K+ kết hợp với Clo để tạo thành KCl Phần Cl- còn lại kết hợp với Na+ để thành NaCl 7.3. Chất lƣợng muối Iôt đƣợc xác định theo TCVN 5647-1992. 83 Vì muối là nguyên liệu để pha Iôt nên chất lƣợng của NaCl trong muối Iôt đƣợc xác định theo TCVN 3974 - 84. Hợp chất Kali đƣợc dùng ở dạng dung dịch KIO3 phun vào muối. KIO3 có hàm lƣợng 99,5%, hàm lƣợng chì (Pb) không quá 0,002%, hàm lƣợng các tạp chất khác không quá 0,5%. Lƣợng Iôt trong muối đƣợc Bộ y tế qui định nhằm bảo đảm muối Iôt có tác dụng bổ sung đủ Iôt vào cơ thể ngƣời một cách thích hợp mà không gây biến chứng do quá liều Iôt. Cách tiến hành phân tích: Cân 20 gam muối ở mẫu thử với độ chính xác 0,01 gam hòa tan với 90 mililít nƣớc cất trong bình nón 250ml, thêm 1ml dung dịch KI 10% mới pha, 1ml dung dịch axít phốtphorich H3PO4 85% (d=1,7g/ml) lắc mạnh rồi để mẫu yên tĩnh nơi tối 5 phút. Sau đó thêm 1ml dung dịch hồ tinh bột 1% mới pha, rồi tiến hành chuẩn chậm (4 giây 1giọt) bằng burét thƣờng với dung dịch natri thiôSunfat 0,001mol/lít tới khi mất màu. Muối tinh chế dùng để pha Iôt có thể bảo đảm hàm lƣợng Iôt tồn tại trong đó hàng mấy năm. Do đó muối tinh chế là môi trƣờng lý tƣởng để vận chuyển Iôt vào cơ thể con ngƣời. 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TCVN 3974 - 84. TCVN/5647-1992. 2. Bộ Công Nghiệp Nhẹ: Một số vấn đề về kỹ thuật sản xuất muố.i Hà Nội, năm 1968. 3. Phúc Vĩnh - Phạm Nhất: Công nghệ sản xuất muối và nước ót (Bản dịch). Nhà xuất bản công nghiệp nhẹ Bắc Kinh, 1959. 4. Trƣờng chuyên nghiệp muối, đƣờng cô. Hà Bắc (Trung Quốc): Công nghệ sản xuất muối. NXB công nghiệp nhẹ Bắc Kinh, năm 1959. 5. Học viện công nghiệp Bắc Kinh: Công nghệ hóa học ngành muối. NXB công nghiệp nhẹ Bắc Kinh, năm 1962. 6. Sở muối Trung Ƣơng, Bộ tài chính: Vấn đề muối ở Đông Dương (tài liệu của Pháp viết 1940, dịch inrôniô tháng 3 năm 1958). 7. DW.Kowfmann: Chloride Sodium. Nữu Ƣớc, 1959 8. Phan Tam Đồng: Nâng cao hiệu quả sản xuất muối biển ở nước ta, Tạp chí “hoạt động Khoa học, ủy ban KHKT Nhà nƣớc, 3/1982. 9. Phan Tam Đồng: Nâng cao hiệu quả sản xuất muối biển bằng phương pháp bay hơi mặt bằng, UBKH&KT Nhà nƣớc, bằng chứng nhận quyền tác giả số 84-18-014. 10. Phan Tam Đồng: Sản xuất muối ăn pha Iôt bằng phương pháp công nghiệp, tạp chí KHKT Công nghiệp thực phẩm 10(4), 10/1982. 11. Phan Tam Đồng: Công nghệ phân ba (PHABA) tinh chế muối ăn, tạp chí Thƣơng mại, 12/2000. 12. Phan Tam Đồng & cộng sự: Hòan thiện dây chuyền công nghệ sản xuất muối tinh Iôt, đề tài nghiên cứu khoa học, dự án P cấp Nhà nƣớc, Hà nội 1999. 13. Phan Tam Đồng: Phương pháp sản xuất muối ăn, thạch cao từ nước biển hoặc từ nước mặn, bằng sáng chế 033 cấp ngày 30/05/1987. 14. Phan Tam Đồng, Nguyễn Gia Hùng, Nguyễn Đình Xuất, Nguyễn Ngọc Thu, Tô Trịnh Bích Diệp, Phạm Vƣơng Riến, Nguyễn Văn Khánh: 85 Phương pháp và thiết bị trộn Iôt, bằng độc quyền sáng chế 188 cấp ngày 25/10/1994. 15. Phan Tam Đồng, Nguyễn Đình Xuất, Nguyễn Ngọc Thu, Tô Trịnh Bích Diệp, Nguyễn Gia Hùng: Phương pháp và thiết bị nghiền rửa muối, bằng độc quyền sáng chế số 236 cấp ngày 22/08/1995. 16. Phan Tam Đồng, Nguyễn Ngọc Thu, Bùi Sơn Long, Tô Trịnh Bích Diệp, Nguyễn Gia Hùng: Phương pháp và thiết bị nghiền rửa muối, bằng sáng chế độc quyền số 2041 cấp ngày 03/05/2001. 17. Phan Tam Đồng, Nguyễn Ngọc Thu, Nguyễn Gia Hùng, Bùi Sơn Long, Cao Văn Hảo, Tô Trịnh Bích Diệp: Qui trình và hệ thống chế biến muối tinh và muối tinh iot liên tục, bằng độc quyền sáng chế số 3642 cấp ngày 08/07/2003. 18. Phan Tam Đồng: Giáo trình sản xuất muối biển, Tổng công ty muối Việt Nam. Hà nội, 2004. 19. Tài liệu lấy từ mạng Internet tháng 1†3 năm 2010 Sản xuất muối từ nƣớc biển tại Mỹ (Production of salt from sea water in the U.S) technologies/Solar-salt-sea-salt Sản xuất muối từ nƣớc biển tại Nhật Bản (Production of salt from seawater in Japan) Sản xuất muối từ nƣớc biển tại Australia (Production of salt from sea water in Australia) 86 Sản xuất muối từ nƣớc biển tại New Zealand (Production of salt from sea water in New Zealand) dia.org/wiki/Salt&ei=67i3TP5HIvCcfh_LMJ&sa=X&oi=translate&ct=result &resnum=1&ved=0CBoQ7gEwAA&prev=/search%3Fq%3DProduction%2B of%2Bsalt%2Bfrom%2Bsea%2Bwater%2Bin%2BNew%2BZealand%26hl% 3Dvi%26safe%3Doff%26sa%3DG
File đính kèm:
- giao_trinh_ky_thuat_san_xuat_che_bien_muoi_chat_luong_cao_ch.pdf