การควบคุมค่า pH ในการผลิตน้ำตาลทรายจากอ้อย pH Control in Cane Sugar Refineries

การควบคุมค่า pH ในการผลิตน้ำตาลทรายจากอ้อย
pH Control in Cane Sugar Refineries

  

By:  Mettler-Toledo (Thailand) Limited
MT-TH.Customersupport@mt.com

      การควบคุมระดับ pH ในกระบวนการกำจัดสิ่งปนเปื้อนให้ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตน้ำตาล โดยเฉพาะในระหว่างกระบวนการผลิตทั้งสามขั้นตอน ได้แก่ ขั้นตอนการเติมปูนขาว การเติมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และการเติมแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่งจำเป็นต้องใช้ระบบการวัดค่า pH ที่มีความทนทานและยอมรับได้ ปัจจุบัน มีเทคโนโลยีการวิเคราะห์เพื่อช่วยให้มั่นใจถึงการวัดค่าที่มีความน่าเชื่อถือ มีอายุุการใช้งานของเซนเซอร์ที่ยาวนานและลดขั้นตอนการบำรุงรักษา

ควบคุมค่า pH ใน 3 ขั้นตอนสำคัญของการผลิตน้ำตาลทรายจากอ้อย

ขั้นตอนที่ 1 การเติมปูนขาว
      ขั้นตอนแรกเป็นการเติมปูนขาวหรือน้ำด่าง ซึ่งมีฤทธิ์เป็นเบสลงในน้ำอ้อยดิบเพื่อเพิ่มค่า pH ของน้ำอ้อยให้สูงขึ้นเป็น 11 – 11.5 โดยวัตถุุประสงค์ของการเติม “น้ำด่าง” (แคลเซียมออกไซด์) มี 3 ประการ นั่นคือ (1) เพื่อทำให้ค่าความเป็นกรดในน้ำอ้อยมีสภาวะเป็นกลาง ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้น้ำตาลซูโครสกลายเป็นน้ำตาลอินเวิร์ต (2) เพื่อทำให้กรดอินทรีย์ตกตะกอนเป็นเกลือและถูกกำจัดออกในภายหลัง (3) เพื่อรักษาสิ่งแปลกปลอมต่างๆ ได้แก่ สารอินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำ โปรตีน และสารประกอบอื่นๆ ไว้ในรููปของสารแขวนลอยจนกว่าจะถูกกำจัดออกผ่านการกรอง

ขั้นตอนที่ 2 การเติมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
      ตะกอนปูนขาวทั้งหมดจะถูกกำจัดออกก่อนเข้าสู่ขั้นตอนการเพิ่มความเข้มข้น เพื่อป้องกันการเกิดตะกรันสะสมในท่อและภาชนะต่างๆ จากนั้นจึงเติมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ลงไปในน้ำอ้อย เพื่อทำให้ปูนขาวตกตะกอนเป็นแคลเซียมคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้น้อยลง ซึ่งปูนขาวจะช่วยจับกับเศษสิ่งสกปรกอื่นๆ ในระหว่างการตกตะกอนได้ โดยปกติแล้วแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกเติมแบบหลายขั้นตอนเพื่อหลีกเลี่ยงการตกตะกอนที่ไม่สามารถจัดการได้ ซึ่งอาจจะเกิดขึ้นในการเติมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์แบบขั้นตอนเดียวในระหว่างการเติมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะมีการวัดค่า pH เพื่อฉีดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในปริมาณที่เหมาะสม ซึ่งค่า pH ของน้ำอ้อยในขั้นตอนสุดท้ายควรจะลดลงเหลือประมาณ pH 9 และหลังจากเติมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เรียบร้อยแล้ว น้ำอ้อยจะถููกกรองเพื่อกำจัดอนุุภาคที่เป็นของแข็งออกให้หมดก่อนที่จะไหลไปยังหอเติมแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์

ขั้นตอนที่ 3: การเติมแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์
     แก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะถูกเติมลงในน้ำอ้อยเพื่อลดค่า pH ลงมาที่ระดับ 5 – 6 ก่อนที่จะส่งไปยังเครื่องระเหยเพื่อทำให้เข้มข้น รวมถึงแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ยังช่วยฟอกน้ำอ้อยเพื่อช่วยปรับปรุงรสชาติ เนื้อสัมผัส และสีอีกด้วย หากไม่มีขั้นตอนนี้ น้ำอ้อยที่มีฤทธิ์เป็นด่างจะถูกผลิตเป็นน้ำตาลและผลึกน้ำตาลซึ่งจะเกิดการเกาะติดกันกลายเป็นผลึก เนื่องจากเกิดการดูดซับความชื้นและทำให้ได้รับรสชาติที่ไม่พึงประสงค์

     In three critical refining processes including liming, carbonation, and sulfitation, maintaining the correct pH level is vital. Process conditions demand the use of robust, reliable pH measuring systems. Modern process analytical technology ensures dependable measurement, long sensor life, and reduced maintenance.

Maintaining pH value in 3 important steps for cane sugar refineries

Step 1: Liming
      Alkaline “milk of lime” is added to the raw juice to raise the pH to 11 – 11.5. The purpose of adding lime (calcium oxide) is threefold: (1) To neutralize acids in the juice, thereby preventing the sucrose present from turning into inverted sugar (2) To precipitate organic acids into salts for subsequent removal and (3) To keep foreign matter (insoluble organics, proteins, etc.) in suspension until removal by filtration.

Step 2: Carbonatation
      All traces of lime must be eliminated before the concentration step to prevent scale buildup in process pipes and vessels. Carbon dioxide is added to the juice to precipitate the lime as less soluble calcium carbonate, which also captures other impurities during precipitation. CO2 is usually added in several stages to avoid an unmanageable type of precipitate that can develop in a
single-stage carbonation. At each stage of carbonatation, the pH is measured, and an appropriate volume of CO2 is injected. By the final stage, the pH should be reduced to approximately 9. After carbonatation, the juice is filtered to eradicate all traces of solid particles before flowing into the sulfitation tower.

Step 3: Sulfitation
      Sulfur dioxide is added to the juice to lower the pH to 5 – 6 before it proceeds to the evaporators for concentration. The SO2 also bleaches the juice to improve flavor, texture, and color. Without this step, an alkaline juice would be produced, and the sugar crystals would stick together due to moisture absorption, developing an undesirable taste.