Nghiên Ứu Đánh Giá Hiện Trạng Môi Trường Ngành Hế Biến Tinh Bột Sắn, Đề Xuất Á Giải Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Môi Trường Nâng Ấp Ải Tạo Hệ Thống Xử Lý Nướ Thải Nhà Máy Hế Biến Tinh Bột Sắn Đaklak.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THUÝ HÀ NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG, N[.]

NGUYỄN THỊ THUÝ HÀ

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NGÀNH CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG, NÂNG CẤP CẢI TẠO HỆ THỐNG

XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN TINH BỘT SẮN

ĐAKLAK

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN NGỌC LÂN

h-ớng dẫn tôi trong quá trình làm luận văn này Xin cảm ơn các thầy cô giáo Viện Khoa học và Công nghệ Môi tr-ờng – Tr-ờng Đại học Bách Khoa Hà Nội và các bạn lớp Cao học Công nghệ môi tr-ờng 2002 đã tạo điều kiện và đóng góp nhiều ý kiến cũng nh- kinh nghiệm trong quá trình làm luận văn

Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và các Cán bộ phụ trách kỹ thuật Nhà máy chế biến tinh bột sắn Đăklăk đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi tham quan, khảo sát thu thập số liệu thực tế của Nhà máy

Xin cảm ơn các đồng nghiệp tại Trung tâm T- vấn và Kỹ thuật Môi tr-ờng –IMI đã động viên và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học và làm luận văn Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình và ng-ời thân đã chăm sóc và động viên tôi trong toàn bộ quá trình học tập

Hà nội, ngày tháng năm 2004

Học viên

Nguyễn Thị Thuý Hà

Mở đầu

ở Việt Nam và nhiều n-ớc trên thế giới, sắn là cây l-ơng thực đứng hàng thứ

3 sau lúa và ngô, là cây dễ chăm sóc và chịu hạn tốt, năng suất ổn định và ít bị sâu bệnh Sắn th-ờng đ-ợc trồng ở những vùng đất bạc màu, những nơi đất trống đồi trọc mà ở đó những cây l-ơng thực khác không phát triển đ-ợc Cho nên sắn góp phần quan trọng trong việc phủ xanh đất trống, đồi trọc và tham gia đắc lực vào quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế, đặc biệt ở vùng trung du và miền núi

Sản phẩm của cây sắn đ-ợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế và đời sống Sắn là nguồn l-ơng thực trực tiếp cho con ng-ời, thức ăn cho gia súc, ngoài ra còn là nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp khác nh-: công nghiệp d-ợc, may mặc, thực phẩm Giá trị đích thực của cây sắn đ-ợc tăng lên sau khi đ-ợc chế biến

Đối với công nghiệp chế biến sắn, bên cạnh những giá trị to lớn do cây sắn mang lại thì vấn đề môi tr-ờng cũng rất cần đ-ợc quan tâm Trong quá trình sản xuất tinh bột một số l-ợng lớn n-ớc thải và bã thải đ-ợc xả vào môi tr-ờng mà hầu hết đều ch-a đ-ợc xử lý hoặc xử lý không triệt để gây ô nhiễm môi tr-ờng trầm trọng Xuất phát từ mục tiêu giảm thiểu ô nhiễm, giảm tác động đến môi tr-ờng và sức khỏe cộng đồng, cũng nh- đáp ứng đ-ợc những yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt của Luật Môi tr-ờng đối với chất l-ợng n-ớc thải, thì điều cần thiết và cấp bách là phải có giải pháp thích hợp nhằm xử lý kịp thời n-ớc thải, tránh ô nhiễm môi tr-ờng,

đảm bảo phát triển bền vững

Do đó tôi đ-ợc giao thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng môi

tr-ờng ngành chế biến tinh bột sắn Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng Nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý n-ớc thải nhà máy chế biến tinh bột sắn ĐakLak“

Nội dung luận văn gồm:

Mở đầu

Ch-ơng I: Tổng quan về công nghệ xử lý tinh bột sắn

Ch-ơng II: Hiện trạng môi tr-ờng của quá trình sản xuất tinh bột sắn

Ch-ơng III: Các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng của ngành chế

biến tinh bột sắn

Ch-ơng IV: Đề xuất biện pháp nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý n-ớc thải

nhà máy chế biến tinh bột sắn Đaklak

Ch-ơng V: Tính toán chi phí xây dựng và vận hành hệ thống

Kết luận

Ch -ơng I: Tổng quan về công nghệ sản xuất tinh bột

sắn

I.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và tại Việt Nam

I.1.1 Tình hình sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và khu vực Châu á

Sắn là cây l-ơng thực quan trọng ở nhiều n-ớc trên thế giới Sắn có xuất xứ từ Trung Nam Mỹ, sau đó đ-ợc phát triển sang Châu Phi và Châu Hiện nay, có – átrên 100 n-ớc trồng sắn với diện tích khoảng 16 triệu ha, với tổng sản l-ợng 155 

170 triệu tấn/năm tập trung ở những n-ớc có khí hậu nhiệt đới (từ 30o vĩ Nam 30 o

vĩ Bắc) [16]

Sắn dùng làm l-ơng thực cho ng-ời và thức ăn gia súc là chủ yếu: 58% đ-ợc

sử dụng làm l-ơng thực, 28% làm thức ăn gia súc, 3% dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp (nh- công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghiệp chế biến hàng tiêu dùng, công nghiệp hoá d-ợc phẩm…) 15% sản l-ợng còn lại đ-ợc xuất khẩu sang các n-ớc châu Âu, một số n-ớc châu và Nhật bản d-ới dạng tinh bột sắn, sắn ép áviên và sắn lát khô [16]

Hiện nay, sản l-ợng sắn toàn cầu đã không ngừng gia tăng từ năm 1999 Nigeria có sản l-ợng sắn lớn nhất thế giới với tổng l-ợng 32,7 triệu tấn năm 1999;

37 triệu tấn năm 2000 và 39,9 triệu tấn năm 2001 Trong năm 2000 diện tích trồng sắn của Nigeria là 3,072 triệu ha, n-ớc có diện tích trồng sắn lớn nhất thế giới Đứng thứ 2 trên thế giới là Brazil với tổng sản l-ợng sắn năm 1999 là 20,89 triệu tấn, năm

2000 là 22,96 triệu tấn và năm 2001 là 24,1 triệu tấn N-ớc đứng thứ 3 về sản l-ợng sắn trên thế giới là Thái Lan với sản l-ợng của các năm 1999, 2000, 2001 t-ơng ứng

là 16,51 triệu tấn, 19,05 triệu tấn và 18,23 triệu tấn Indonesia là n-ớc đứng thứ t- trên thế giới về sản l-ợng sắn với tổng sản l-ợng sắn củ t-ơi các năm 1999, 2000,

2001 là 16,44, 16,08 và 16,16 triệu tấn, đ-ợc trình bày trong Bảng 1.1

Bảng 1.1: Diện tích, sản l-ợng, năng xuất sắn trên thế giới từ năm 1998 2000 

ấn độ 244,96 250 250 5,868 5,800 5,800 23,96 23,19 23,19 Tanzania 692,96 700 848 6,193 7,812 5,758 8,94 10,26 6,79 Uganda 342,08 375 382 2,285 3,300 4,966 6,68 8,80 13,00 Mozambique 1.015,04 958 800 5,639 5,353 4,643 5,56 5,59 5,81 Các n-ớc

khác

4.530,56 4.723 4.802 34,426 36,603 36,713 7,60 7,75 7,64

Khi phân chia sản l-ợng sắn theo các lục địa, tổ chức L-ơng thực thế giới (FAO) -ớc tính sản l-ợng sắn ở Châu Phi năm 2000 là 92,7 tăng không đáng kể so với năm 1999 Mặc dù ở châu lục này sắn đ-ợc trồng ở 39 quốc gia song có tới 70% sản l-ợng sắn đ-ợc trồng ở Nigeria, Công gô và Tanzania Sắn hiện nay đã trở thành nguồn l-ơng thực chủ yếu cho các n-ớc trong khu vực, đ-ợc dự trữ làm nguồn l-ơng thực trong những tình trạng khẩn cấp, đặc biệt khi có chiến tranh và hạn hán

Khu vực Châu Mỹ La Tinh và vùng Caribê: Theo -ớc tính thì sản l-ợng sắn của vùng chiếm 20% sản l-ợng sắn toàn cầu Năm 2000 toàn khu vực có sản l-ợng sắn 32,1 triệu tấn, tăng 10% so với năm 1999 có đ-ợc chủ yếu do sự mở rộng thêm diện tích trồng sắn và áp dụng kỹ thuật tiến tiến trong quá trình t-ới tiêu Trong đó phải kể đến sự đóng góp không nhỏ của Brazil n-ớc chiếm 70% tổng sản l-ợng sắn toàn khu vực đã tăng thêm 12% tổng diện tích trồng sắn trong năm 2000 Giá sắn tăng cao đã khuyến khích ng-ời sản xuất mở rộng qui mô và diện tích trồng sắn

ở châu sản l-ợng sắn năm 1999 là 50,9 triệu tấn còn năm 2000 là 50,5 átriệu tấn, giảm ít so với năm 1999 (giảm 0,4 triệu tấn), chủ yếu là giảm sản l-ợng sắn ở Indonesia và Thái Lan (Thái Lan có sản l-ợng sắn cao nhất trong khu vực mỗi năm thu hoạch 17,7 19,1 triệu tấn) [18] Nguyên nhân của sự suy giảm này là do 

sự chuyển đổi cơ cấu cây trồng của một số nông dân Thái Lan từ trồng sắn sang trồng mía Tuy nhiên nhờ sự can thiệp rộng của chính phủ sản l-ợng bột sắn và sắn viên chỉ giảm xuống khoảng 1,3%, trong khi sản l-ợng sắn củ cần thay đổi là khoảng 0,8% Hậu quả của sự suy giảm sản l-ợng sắn chỉ là 0,5% Indonesia sự ởsuy giảm là 4% do đ-ợc mùa về gạo nên mức tiêu thụ sắn trong n-ớc cho các nhu cầu sinh hoạt cũng nh- công nghiệp đều giảm Ng-ợc lại, ở Việt Nam, sản l-ợng sắn tăng 13%, ấn độ tăng 2%, và thay đổi không đáng kể ở các n-ớc khác

Khả năng thu lợi cao từ việc xuất khẩu bột và tinh bột sắn khiến các n-ớc xuất khẩu chủ yếu sẽ thay các giống sắn truyền thống bằng các giống sắn mới cho năng suất cao, hàm l-ợng tinh bột lớn thích hợp với chế biến công nghiệp Có nh- vậy mới đáp ứng đ-ợc nhu cầu ở trong cũng nh- ngoài n-ớc đang gia tăng

I.1.2 Tình hình sản xuất tinh bột sắn tại Việt Nam

Cây sắn (cây khoai mì) là một trong những cây trồng l-ơng thực chủ yếu, lâu

đời của n-ớc ta sau cây lúa, cây ngô, mục đích dùng làm l-ơng thực và thức ăn gia súc Đặc biệt đối với ng-ời dân vùng trung du, miền núi xa xôi hẻo lánh, đồng bào dân tộc cây sắn đ-ợc coi là cây l-ơng thực quan trọng

Trong những năm gần đây do yêu cầu phát triển của một số ngành công nghiệp, nhu cầu thị tr-ờng trong và ngoài n-ớc, cây sắn đang chuyển dần thành cây

có sản phẩm làm nguyên liệu không thể thiếu cho các nhà máy chế biến tinh bột sắn Từ năm 1999 trở lại đây cây sắn đ-ợc phát triển mạnh cả về diện tích năng suất

và sản l-ợng Bảng 1.2 thể hiện tình hình phát triển cây sắn ở n-ớc ta trong những năm gần đây

NguyÔn ThÞ

NguyÔn ThÞ Thuý Hµ- CH200Thuý Hµ- CH200Thuý Hµ- CH2002 2

B¶ng 1.2 DiÖn tÝch, n¨ng suÊt, s¶n l-îng s¾n cña c¶ n-íc vµ c¸c vïng [14]

ở n-ớc ta sắn đ-ợc trồng ở hầu hết các tỉnh, song tập trung nhiều nhất là ở các vùng núi và trung du phía Bắc, các tỉnh ven biển miền Trung, Tây Nguyên và miền Đông Nam Bộ

* Diện tích: Diện tích sắn không ngừng tăng nhanh từ năm 1999 đến nay

Năm 2002 cả n-ớc đạt 329.900 ha, tăng hơn so với năm 2001 khoảng 37.600 ha (t-ơng đ-ơng 12,8%) và tăng hơn năm 2000 là 92.300ha (t-ơng đ-ơng 38,8%) Năm

2003 (tính đến 30/08) cả n-ớc đã trồng đ-ợc 371,9 nghìn ha sắn [14]

Diện tích sắn tăng nhanh tập trung ở 2 vùng Tây Nguyên và Đông Nam Bộ Năm 2002 Bốn tỉnh Tây Nguyên diện tích trồng sắn đạt 53.000ha, tăng hơn năm

2001 là 15.500 ha (t-ơng đ-ơng 41,33%) và tăng hơn so với năm 1999 là 19.200ha (t-ơng đ-ơng 56,8%) Vùng Đông Nam Bộ năm 2002 đạt 94.200ha, tăng hơn năm

1999 là 73.500ha (t-ơng đ-ơng 355,1%)

Một số tỉnh năm 2002 có diện tích trồng sắn lớn nh-: Kontum 20.100ha; Gia Lai 19.600ha; Tây Ninh 27.000ha; Sơn La 17.200ha; Đồng Nai 16.000; Quảng Ngãi 14.400; Bình Thuận 11.600; Đaklak 12.200 Đây là các tỉnh trọng điểm trồng sắn ở n-ớc ta Các vùng Đông Bắc, Tây Bắc, Bắc Trung Bộ có chiều h-ớng giảm

* Năng suất: Năng suất sắn trong những năm qua tăng rất nhanh Năm 2002

cả n-ớc năng suất bình quân đạt 126,0 tạ/ha củ t-ơi tăng hơn năm 2001 là 5,9 tạ/ha (t-ơng đ-ơng 4,91%) và so với năm 2000 là 42,4 tạ/ha (t-ơng đ-ơng 50,7%)

Vùng Đông Nam Bộ năm 2002 đạt năng suất cao nhất trong cả n-ớc 186,6 tạ/ha tăng hơn năm 2000 là 97,3 tạ/ha (t-ơng đ-ơng 108,9%) Duyên Hải Nam Trung Bộ và các tỉnh Tây nguyên cũng có tốc độ tăng năng suất khá cao, năm 2002 tăng hơn năm 2001 theo thứ tự là 5,93% và 17,8%

Năm 2002 nhiều tỉnh có năng suất củ t-ơi bình quân cao trên 15tấn/ha nh- là Tây Ninh 20,33 tấn/ha; Bình Ph-ớc 21,46 tấn/ha; Đồng Nai 19,76 tấn/ha; Bình D-ơng 18,65 tấn/ha; An Giang 16 tấn/ha; ĐakLak 18,02 tấn/ha; Vùng Tàu 17,79 tấn/ha Nhìn chung tất cả các vùng, các tỉnh năng suất cây sắn có chiều h-ớng tăng

* Về sản l-ợng: Cùng với diện tích và năng suất, sản l-ợng sắn những năm gần đây tăng v-ợt bậc Năm 2002 cả n-ớc đạt 4.157.700 tấn tăng hơn năm 2001 là 648.500 tấn (t-ơng đ-ơng 109,31%)

Đông Nam Bộ trong năm 2002 có sản l-ợng cao nhất 1.757.700 tấn tăng hơn năm 2001 là 245.000 tấn (t-ơng đ-ơng 16,2%) và tăng v-ợt bậc năm 1999 là 1.542.200 tấn (t-ơng đ-ơng 715,63%)

Hiện nay ở Việt nam có rất nhiều loại hình chế biến sắn, tuỳ thuộc vào qui mô công nghệ, vốn, lao động nh-ng về cơ bản có thể chia thành 3 loại hình chế biến sắn nh- sau [6]:

- Doanh nghiệp t- nhân qui mô nhỏ (qui mô hộ gia đình nông dân): Loại hình này chủ yếu phát triển mạnh ở một số vùng đồng bằng và trung du nh- Hoà bình, Hà nam, Nam định, Vĩnh phúc, Phú thọ, Hà tây Sản phẩm chủ yếu là tinh bột sắn và các sản phẩm từ tinh bột sắn nh- bún khô, bánh đa Về thiết bị và công nghệ chế biến ở đây có mức độ cơ giới hoá thấp, chủ yếu lao động thủ công trong những làng nghề truyền thống ở các vùng nông thôn Một vấn đề chung đối với các doanh nghiệp loại này là nguồn ô nhiễm phân tán

- Doanh nghiệp t- nhân qui mô vừa: Mô hình "Hợp tác xã"

Hiện nay có rất ít doanh nghiệp qui mô vừa, ở mỗi tỉnh sản xuất nhiều sắn th-ờng có khoảng 4 6 doanh nghiệp loại này Doanh nghiệp qui mô vừa có khoảng 

10 15 công nhân Chế biến khoảng 10 100 tấn sắn t-ơi (chứa khoảng 25 27%   tinh bột sắn mỗi ngày, thu đ-ợc 4 20 tấn tinh bột [6] Các doanh nghiệp này sản xuất chủ yếu 2 loại sản phẩm: Tinh bột -ớt và tinh bột khô, mức độ cơ giới hoá ở các công đoạn: bóc vỏ, nạo sắn, thái, lọc và sấy khô Do đó quá trình chế biến đòi hỏi nhiều vốn, ít lao động và sử dụng nhiều n-ớc hơn Các doanh nghiệp này không

sử dụng SO2 để tẩy trắng tinh bột nh- trong các nhà máy lớn

- Nhà máy qui mô lớn: Để đáp ứng nhu cầu tinh bột sắn ngày càng tăng của các ngành công nghiệp nh- giấy, dệt, bột ngọt…trong những năm qua đã có nhiều nhà máy chế biến tinh bột sắn qui mô lớn đ-ợc xây dựng Các công ty này th-ờng là liên doanh giữa một công ty của Việt Nam với một công ty n-ớc ngoài và xuất hiện

từ những năm 90 Các công ty qui mô lớn có số l-ợng công nhân khoảng tà 50  150 ng-ời, chế biến từ 400 800 tấn sắn t-ơi mỗi ngày, tạo ra khoảng 100 200 tấn  tinh bột khô mỗi ngày [6]

Cả n-ớc hiện nay có 41 nhà máy chế biến tinh bột sắn với công suất tổng cộng là 3.130 tấn sản phẩm/ngày (t-ơng đ-ơng 313.000 tấn sản phẩm/năm) Trong

đó có 24 nhà máy chế biến tinh bột sắn đang hoạt động với công suất 1960 tấn sản phẩm/ngày và 17 nhà máy đang đ-ợc xây dựng với công suất 1170 tấn sản phẩm/ngày, có thể chế biến đ-ợc 40% sản l-ợng sắn củ t-ơi [5]

B¶ng 1.3: Mét sè nhµ m¸y s¶n xuÊt tinh bét s¾n qui m« lín ë

Sản phẩm của các doanh nghiệp này là tinh bột sắn cao cấp, có giá trị xuất khẩu cao Các công ty này th-ờng đ-ợc trang bị bằng công nghệ tiên tiến, nhập từ các n-ớc chế biến sắn hàng đầu nh- Thái Lan, Trung Quốc, Đài Loan Sắn đ-ợc chế biến hoàn toàn bằng máy do đó việc chế biến tinh bột sắn từ sắn củ t-ơi trở nên rất hiệu quả Cùng với sự đầu t- này đã làm tăng đáng kể sản l-ợng tinh bột sắn Năm 2002 chúng ta đã xuất khẩu đ-ợc 37 tấn tinh bột sắn, thu về 7.125$; 9.904 tấn sắn khô thái lát sang Trung Quốc thu về 817.413$ [18]

I.2 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn

I.2.1 Đặc tr-ng nguyên liệu

Sắn là loại cây l-ơng thực nhiều tinh bột đ-ợc trồng phổ biến ở khắp nơi trên thế giới, do có nhiều -u thế hơn một số loại cây khác: Sắn rất dễ trồng, có thể thích ứng với nhiều nguồn đất, đặc biệt là đất đồi, khí hậu ôn đới và nhiệt đới, ít tông công chăm sóc mà lại cho năng suất và giá trị kinh tế cao Năng suất tính theo calo của sắn có thể đạt từ 7,3 29 x10 6 kcalo/ha, cao hơn hẳn so với các cây khác nh- ngô (7,6 x106 kcalo/ha); lúa (5 x106 kcalo/ha); lúa mì (4,1 x106 kcalo/ha) [9]

Hiện nay trên thế giới có gần 100 loại sắn khác nhau Sắn có tên khoa học là Manihot, thuộc họ đại kích, -a ấm và ẩm Sắn có nguồn gốc ban đầu ở vùng hoang

vu thuộc Trung và Nam Châu Mỹ, về sau phát triển dần sang Châu Phi và Châu á ( chủ yếu là Châu á) n-ớc ta, sắn đ-ợc trồng từ cuối thế kỷ 19, các vùng trồng sắn ở

đ-ợc trải dài khắp đất n-ớc từ Nam ra Bắc, nhiều nhất vẫn là Trung du và miền núi nh- Tây Nguyên, Lâm Đồng, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hoà Bình, Hà Tây Sắn đ-ợc trồng 2 vụ trong năm: Vụ Xuân bắt đầu từ tháng 2 đến tháng 3 và thu hoạch vào cuối năm, vụ Thu trồng vào tháng 8 và thu hoạch vào tháng 5 hoặc tháng 6 năm sau

Do cây sắn có thời gian sinh tr-ởng dài vì vậy phải thu hoạch đúng thời vụ thì củ sắn mới t-ơi và hàm l-ợng tinh bột mới cao hơn Nếu để quá lâu (sắn l-u) củ sẽ nhiều xơ, hàm l-ợng tinh bột giảm, sắn bị s-ợng

* Phân loại sắn: Có rất nhiều cách để phân loại sắn phụ thuộc vào đặc điểm, thời gian sinh tr-ởng, hàm l-ợng độc tố nh-ng nói chung về ý nghĩa kinh tế và tính chất công nghệ trong sản xuất tinh bột thì sắn đ-ợc chia làm hai loại chính là sắn đắng và sắn ngọt Cách chia này phụ thuộc vào vào hàm l-ợng bột và độc tố có trong củ sắn [3]

- Sắn đắng (Manihot utilissma) hay còn gọi là sắn Dù, sắn say Sắn đắng cây thấp ( cây cao không quá 1m), nên ít bị đổ do gió bão, đốt ngắn thân cây khi non có màu xanh nhạt, củ có vỏ gỗ màu nâu sẫm, thịt củ có màu trắng, có hàm l-ợng tinh bột cao Tuy nhiên hàm l-ợng độc tố trong sắn cũng khá cao nên khi ăn t-ơi (luộc, nấu)

- Sắn ngọt (Manihot dulcis), gồm các loại còn lại nh- sắn vàng, sắn đỏ, sắn trắng

có hàm l-ợng độc tố thấp về hàm l-ợng tinh bột biến động mạnh giũa các giống sắn Mỗi loại sắn có đặc điểm riêng để phân biệt: Sắn vàng hay còn gọi là sắn Nghệ, khi non có màu xanh thẫm, cuống lá có màu đỏ sọc nhạt, vó gỗ của củ có màu nâu, vỏ cùi trắng, thịt củ lại có màu vàng nhạt Sắn đỏ có hàm l-ợng tinh bột thấp nhất chiếm khoảng 20% [3], sắn đỏ có thân cây thấp, khi nhỏ thân màu xanh sẫm, cuống

và gân lá có màu đỏ thẫm, củ dài, to, vỏ gỗ màu nâu đậm, vỏ cùi dày, màu hơi đỏ, thịt củ trắng Sắn trắng thân cao, khi non mầu xanh nhạt, cuống lá màu đỏ, củ ngắn

và mập, vỏ gỗ mầu xám nhạt, thịt củ và vỏ cùi trắng Nói chung so với sắn đắng thì sắn ngọt có hàm l-ợng tinh bột thấp hơn nh-ng ít độc tố nên có thể ăn t-ơi không bị ngộ độc, dễ chế biến

I.2.2 Cấu tạo và thành phần hoá học của củ sắn

a Cấu tạo của củ sắn [3]

Sắn là loại rễ củ có lõi nối từ thân dọc theo củ đến đuôi củ, củ sắn th-ờng vót hai đầu, kích th-ớc củ dao động trong khoảng khá rộng; chiều dài 0,1 1 m, 

đ-ờng kính 2 8 cm tuỳ thuộc vào giống, điều kiện canh tác, chất đất Đ-ờng kính 

củ không điều theo chiều dài củ, đầu cuống củ to và nhiều xơ còn chuôi củ nhỏ vuốt

và mềm, ít xơ hơn do phát triển sau

Cấu tạo của củ gồm 4 phần chính:

Vỏ gỗ: Hay còn gọi là vỏ lụa là lớp bao bọc ngoài cùng của củ sắn, dày khoảng 0,2 0,6 mm, th-ờng chiếm từ 0,5 3 % khối l-ợng toàn củ sắn [3] Lớp  

vỏ gỗ dày gồm những tế bào sít, thành dày đ-ợc cấu tạo chủ yếu từ xenlulô và hêmixenluloza không chứa tinh bột có tác dụng bảo vệ củ sắn khỏi bị tác động của các yếu tố bên ngoài làm h- hỏng, đồng thời có tác động phòng mất n-ớc cho củ Trong sản xuất tinh bột lớp vỏ gỗ đ-ợc loại bỏ

: hay vỏ thịt nằm trong lớp vỏ gỗ, lớp vỏ cùi dầy hơn vỏ gỗ ( khoảng 1

Vỏ cùi

3mm), chiếm 5 20% trọng l-ợng củ [3] Cấu tạo gồm các lớp tế bào mô cứng phủ ngoài, thành phần chủ yếu của lớp này là Xenluloza, pectin, tinh bột và chứa nhiều dịch độc khác từ bên ngoài bên trong lớp tế bào mô cứng là lớp tế bào mô mềm chứa các hạt tinh bột, hợp chất chứa Nitơ và dịch bào (mủ) có sắc tố, độc tố, các enzim Vì vỏ cùi có nhiều tinh bột (5 8%) nên khi chế biến nếu tách đi thì tổn thất tinh bột, nếu không tách thì chế biến khó khăn vì nhiều chất trong mủ ảnh h-ởng

đến màu sắc của tinh bột

Phần quan trọng nhất của củ sắn, chiếm khoảng 77 94% khối

l-ợng toàn củ sắn [3] Thịt sắn khi mới đào dỡ có màu trắng mịn Nếu bị sây sát hay bảo quản lâu sẽ chuyển sang màu vàng và đôi khi có các đốm đen Lớp ngoài cùng của củ sắn là lớp sinh gỗ chỉ mỏng Với củ phát triển bình th-ờng, thu hoạch đúng

vụ thì tầng sinh gỗ chỉ rõ sau khi luộc, còn với củ đào muộn thì thấy rõ hơn Tiếp trong phần sinh gỗ là thịt sắn, gồm các tế bào nhu mô thành mỏng là chính, chứa các hạt tinh bột, nguyên sinh chất, gluxit hoà tan, một l-ợng nhỏ protein, lipit, các khoáng chất, vitamin và một số ezim Đây là phần dự trữ chủ yếu các chất dinh d-ỡng của củ Trong tế bào thịt sắn cũng chứa dịch bào nh-ng hàm l-ợng ít hơn so với trong vỏ cùi (khoảng 0,3-5%) Ngoài các tế bào nhu mô, trong thịt sắn còn có các tế bào thành cứng mà thành phần chủ yếu là xenluloza nên cứng nh- gỗ gọi là xơ không chứa tinh bột Các tế bào này tạo thành những lớp xơ, th-ờng có nhiều ở

đầu cuống Đặc biệt ở sắn lâu năm sẽ hình thành các vòng xơ, mỗi năm một vòng, từ

số vòng xơ ng-ời ta biết đ-ợc l-u niên của sắn Sắn càng lâu niên cho hiệu suất tinh bột càng thấp Xơ sắn sẽ làm giảm hiệu suất của máy xay sát và máy thái (nếu có) Hàm l-ợng tinh bột phân bố trong lớp thịt sắn không đều, lớp thịt càng gần vỏ hàm l-ợng tinh bột càng cao, càng gần lõi hàm l-ợng tinh bột càng giảm

: Th-ờng nằm ở trung tâm của củ và chạy suốt từ đầu cuống tới chuôi

Lõi sắn

củ Càng sát cuống thì lõi càng lớn và nhỏ dần về phía chuôi củ Lõi sắn chiếm khoảng 0,3-1% khối l-ợng toàn củ sắn [3] Lõi sắn có thành phần chủ yếu là xenluloza, và một l-ợng rất nhỏ tinh bột Lõi có chức năng l-u thông n-ớc, chất dinh d-ỡng giữa cây và củ

b Thành phần hoá học của củ sắn

Thành phần hoá học của củ sắn phụ thuộc rất nhiều vào giống, loại đất trồng,

điều kiện đất đai, khí hậu, điều kiện chăm bón, sinh tr-ởng, thời gian thu hoạch

3, tháng 4 hàm l-ợng tinh bột lại giảm vì một phần tinh bột bị phân huỷ thành đ-ờng

để nuôi mầm non trong khi cây ch-a có khả năng quang hợp

: Trong sắn chiếm 1 3,1%, chủ yếu là Gulucoza và một ít mantoza,

Ngoài các thành phần trên, trong sắn còn có độc tố, tanin, sắc tố và cả hệ enzim phức tạp Những chất này gây khó khăn cho chế biến nhất là khi quy trình công nghệ không đ-ợc tối -u hoá, chất l-ợng sản phẩm sẽ kém

: Trong sắn củ t-ơi chứa một l-ợng hợp chất có tên glucozit linamarin

Độc tố

(C10H17O6) nhất là khi củ ch-a đ-ợc thu hoạch, bản thân hợp chất này không độc nh-ng khi trong môi tr-ờng axit (nh- trong dạ dày sau khi ăn hay trong dịch sản xuất tinh bột) bị phân huỷ và giải phóng ra axit cianhydric (HCN) là chất rất độc chỉ cần một l-ợng nhỏ cũng đủ gây chết ng-ời (l-ợng HCN có thể gây chết ng-ời là 1mg/kg cơ thể) Hợp chất glucozit có ở hầu hết các bộ phận của cây, ở sắn đắng chứa nhiều độc tố hơn sắn ngọt (ở sắn ngọt có khoảng 20 30g/1kg sắn, ở sắn đắng khoảng 60 150 g/1kg sắn) [6] Độc tố tập trung chủ yếu ở vỏ cùi và dễ hoà tan 

trong n-ớc vì vậy khi ăn t-ơi (dù là sắn đắng hay sắn ngọt) cũng nên bóc vỏ cùi, và ngâm trong n-ớc khoảng 2 3 giờ để loại độc tố 

Trong sản xuất tinh bột, HCN phản ứng với sắt th-ờng có trong n-ớc tạo thành xianat có màu xám đen, do đó không tách dịch n-ớc ra nhanh thì sẽ ảnh h-ởng đến màu sắc tinh bột, làm giảm chất l-ợng thành phẩm

: Các enzim trong sắn cho tới nay ch-a đ-ợc nghiên cứu kỹ, tuy nhiên

Ezim

trong hệ enzim của sắn các enzim polyphenolxydaza ảnh h-ởng nhiều đến chất l-ợng của sắn trong bảo quản cũng nh- trong sản xuất và chế biến Khi sắn ch-a thu hoạch thì hoạt độ của các enzim trong sắn yếu và ổn định nh-ng sau khi tách củ khỏi cây các enzim đều hoạt động mạnh polyphenolxydaza xúc tác quá trình oxy hoá polyphenol tạo thành octokinol sau đó trùng hợp với các chất không có bản chất phenol nh- axit amin để tạo thành các hợp chất có màu Trong nhóm polyphenolxydaza có những enzim oxy hoá các mono phenol mà điển hình là tirezinaza xúc tác sự ôxy hoá tiozin tạo ra các kinol t-ơng ứng Sau một chuỗi chuyển hoá, các kinol này sinh ra sắc tố màu xám đen (hiện tợng “chảy nhựa”), những vết đen này xuất hiện trong củ sắn bắt đầu từ lớp vỏ cùi

Sắn bị chảy nhựa sẽ ảnh h-ởng không tốt đến chất l-ợng sắn cũng nh- quy trình công nghệ trong sản xuất tinh bột sắn và trong xử lý n-ớc thải Khi luộc sắn ăn thì bị s-ợng, còn khi mài sát khó phá vỡ tế bào để giải phóng tinh bột do đó hiệu suất thu hồi tinh bột giảm mạnh, tinh bột không trắng

Ngoài tirozinaza, các enzim ôxy hoá khử khác cũng hoạt động mạnh làm tổn thất chất khô của củ nh-:

: Hàm l-ợng tanin có trong sắn thấp, nh-ng sản phẩm oxy hoá tanin lại

Tanin

là flobazen có màu đen khó tẩy Mặt khác trong chế biến tanin còn tác dụng với sắt tạo thành tanat cũng có màu xám đen Cả hai chất này đều ảnh h-ởng đến màu tinh bột, do đó khi chế biến ta phải tách dịch bảo ra khỏi tinh bột cành nhanh càng tốt

: Cho tới nay sắc tố trong sắn ch-a đ-ợc nghiên cứu đầy đủ, tuy nhiên

Sắc tố

trong sản xuất, chế biến cũng nh- trong bảo quản đều xảy ra quá trình hình thành các sắc tố mới cho tác dụng của polyphenol tạo thành octoquinol và sau đó tạo thành flobazen có màu đen

Vitamin: Ngoài các thành phần kể trên trong sắn còn chứa một l-ợng rất nhỏ vitamin, chủ yếu là vitamin thuộc nhóm B, trong đó B1 khoảng 0,03mg/100g, B2 khoảng 0,03mg/100g và vitamin PP khoảng 0,6mg/100g [3]

I.2.3 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn trên thế giới và ở Việt Nam

Trong sắn, ngoài tinh bột còn có thành phần chất khô khác nh-: chất xơ, chất hoà tan, chất tạo mầu Vì vậy nhiệm vụ của quá trình sản xuất tinh bột sắn là lấy tinh bột tới mức tối đa bằng cách phá vỡ tế bào, giải phóng tinh bột và tác tinh bột khỏi các chất hoà tan cũng nh- các chất không hoà tan khác Để sản xuất tinh bột từ

Ph-ơng pháp lắng động: Là ph-ơng pháp -u việt hơn ph-ơng pháp lắng tĩnh,

đòi hỏi độ dài máng lắng rất lớn khó có thể đạt năng suất cao, gộp luôn các công

đoạn tách xơ, đạm, muối vô cơ ra khỏi tinh bột trên máng lắng nên chất l-ợng sản phẩm không cao, hiệu suất thu hồi tinh bột thấp, lao động vất vả khó đảm bảo vệ sinh công nghiệp

Ph-ơng pháp tách ly tâm: Là ph-ơng pháp dùng thiết bị ly tâm để thực hiện các quá trình tách, ph-ơng pháp này cho chất l-ợng sản phẩm cao, năng suất lớn, quá trình đ-ợc tự động hoá, diện tích sản xuất không đòi hỏi lớn, đảm bảo vệ sinh công nghiệp Ph-ơng pháp này là hiện đại nhất thế giới hiện nay

* Giới thiệu các quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn

I.2.3.1 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Thái Lan:

Thái Lan là n-ớc đứng đầu thế giới về xuất khẩu sản phẩm sắn Thái Lan ở

có nhiều tập đoàn và công ty sản xuất thiết bị chế biến sắn, nh-ng lớn nhất và có uy tín nhất là BANGNA STEEL WORKS LTD.PART và S.W.GROUP CO.LTD Nhìn chung quy trình công nghệ của các công ty Thái Lan cơ bản giống nhau và có dạng nêu ở Hình 1.1.

-u điểm chính của quy trình công nghệ Thái Lan là công đoạn trích ly, chiết suất đ-ợc thực hiện qua nhiều giai đoạn: Nghiền trích ly, chiết suất nghiền   trích ly, chiết suất kết hợp với xử lý bột bằng SO2 Do vậy quy trình công nghệ của

Th¸i Lan cho tû lÖ thu håi tinh bét cao, l-îng tinh bét th¶i ra theo b· cã thÓ h¹n chÕ tíi møc thÊp nhÊt

Vá s¾n, t¹p chÊt

I.2.3.2 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc:

Hình 1.2: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn kèm dòng thải

của Trung Quốc [16]

Trung Quốc không phải là n-ớc trồng nhiều sắn ở châu , song vì nhu cầu á

đối với tinh bột sắn ngày một cao, đặc biệt là mấy năm gần đây, nên Trung Quốc phải nhập sản phẩm sắn, nhất là sắn lát khô, chính vì vậy công nghiệp sản xuất thiết

bị chế biến sắn cũng phát triển Hình 1.2 là quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Trung Quốc Nhìn chung quy trình công nghệ của Trung Quốc cơ bản tuân thủ theo các b-ớc chính của một quy trình sản xuất tinh bột sắn, còn chi tiết từng công đoạn có khác với quy trình công nghệ của Thái Lan hay các n-ớc khác

Điểm đặc biệt chính của quy trình công nghệ Trung Quốc so với các công nghệ khác là trong khâu tẩy trắng không dùng SO2 (hoặc với số l-ợng không đáng kể), mà chủ yếu là lắng lọc tự nhiên kết hợp với các máy khử cát

I.2.3.3 Công nghệ sản xuất tinh bột sắn của Việt Nam:

a Công nghệ sản xuất tinh bột sắn quy mô công nghiệp:

Trong những năm gần đây có nhiều nhà máy sản xuất tinh bột sắn đ-ợc xây dựng với công nghệ và thiết bị t-ơng đối hiện đại cho năng suất thu hồi tinh bột cao

và định mức tiêu hao nguyên nhiên vật liệu thấp Công nghệ sản xuất tinh bột sắn ở các nhà máy chế biến tinh bột sắn ở Việt Nam với quy mô lớn th-ờng là nhập ngoại Một số nhà máy áp dụng công nghệ sản xuất tinh bột của Thái Lan: Nhà máy tinh bột sắn ĐakLak, Việt Nam Tapioca (Tây Ninh)… , Công nghệ của Trung Quốc nh-: Nhà máy tinh bột sắn Thừa Thiên Huế…

b Công nghệ sản xuất tinh bột sắn tại các làng nghề:

Sản xuất tinh bột sắn bằng ph-ơng pháp thủ công các công đoạn hết sức đơn giản, chỉ gồm những quá trình cơ bản để phá vỡ cấu trúc tế bào và thu hồi tinh bột Quá trình sản xuất gián đoạn, thiết bị cũ kỹ, thô sơ không đồng bộ nên mức độ cơ giới hoá thấp Vì vậy hiệu quả thu hồi tinh bột không cao và tổn thất khi vận chuyển bằng thủ công giữa các công đoạn lớn

Sơ đồ qui trình công nghệ:

* Các công đoạn trong quá trình sản xuất

- Công đo ạn rửa củ, bóc vỏ

Sắn củ t-ơi tối đa trong vòng 3 ngày sau khi thu hoạch phải đ-a vào chế biến Sắn đ-ợc băng chuyền xích đ-a đều đặn vào máy bóc vỏ có dạng trống quay hình trụ, nằm ngang Trong thiết bị có kết cấu gồm các thanh sắt song song với nhau, trên

có đục lỗ Khi động cơ làm việc, lồng quay, n-ớc đ-ợc phân phối đều Tại đây d-ới

sự va đập các củ sắn với nhau và va đập vào thành lồng, vỏ lụa ngoài của củ sắn sẽ tróc ra đồng thời loại bỏ đ-ợc đất cát bám trên củ

Sắn củ t-ơi sau khi bóc vỏ và rửa sạch đ-ợc băng chuyền đ-a vào máy nghiền búa Tại đây d-ới tác dụng của búa quay với tốc độ lớn (3.000vòng/phút) sắn đ-ợc

đập nhỏ, kết hợp với n-ớc bơm tạo thành hỗn hợp bã - n-ớc - bột Hỗn hợn này đ-ợc

đ-a đến bể chứa

Sau khi mài nghiền, nhựa sắn gồm các alkaloit, các cyanide đ-ợc giải phóng Hydrogen cyanide có khả năng bay hơi mạnh ở nhiệt độ 27oC, phần còn lại nằm trong khối bột nhão Khi cấu trúc tế bào bị phá vỡ, chúng lập tức phản ứng ngay với oxy ngoài không khí tạo ra các hợp chất có màu và có khả năng bám chặt vào tinh bột làm giảm chất l-ợng sản phẩm Do vậy ng-ời ta thêm dung dịch, NaHSO3,

H2SO3 hoặc sục khí SO2 vào để khử các chất màu nhờ vào thế khử mạnh của các hợp chất sunfua Ngoài ra, SO2còn hạn chế sự phát triển của vi sinh vật

- Công đoạn tách chiết suất

Đây là công đoạn quan trọng nhất quyết định tỷ lệ thu hồi và chất l-ợng của tinh bột Công đoạn này th-ờng đ-ợc tiến hành qua nhiều giai đoạn:

Giai đoạn 1: Sàng tách tinh bột, n-ớc ra khỏi bã

Hỗn hợp bã - n-ớc - bột từ bể chứa đ-ợc hút và bơm với một áp lực cao (3  4 at) vào sàng rung (hoặc sàng cong áp lực tĩnh) và máy ly tâm D-ới tác dụng của lực

ly tâm, tinh bột và n-ớc đ-ợc tách ra khỏi bã Quá trình chiết suất đ-ợc thực hiện lặp

đi lặp lại nhiều lần để tách triệt để tinh bột trong hỗn hợp bã - n-ớc - bột

Giai đoạn 2: Tách ly, chiết suất loại bỏ bụi bẩn và bã nhỏ

Bột lỏng thu đ-ợc có hàm l-ợng n-ớc rất cao và lẫn nhiều tạp chất nh- đất, cát, bụi bẩn Do vậy hỗn hợp này đ-ợc bơm hút và đ-a vào thiết bị Xyclon để tách cát, bụi bẩn Sau đó đ-ợc đ-a vào máy ly tâm dạng đĩa nhằm loại bỏ các loại bã nhỏ

và quan trọng nhất là thu hồi đ-ợc loại bột đồng nhất Để có chất l-ợng tinh bột cao công đoạn này cũng đ-ợc thực hiện hai lần liên tiếp Bã loại ra lại đ-ợc hoà với n-ớc

và đ-a lại máy nghiền để làm nhỏ và đ-a quay trở lại các thiết bị tách chiết suất để tận thu tinh bột Nh- vậy qua tất cả công đoạn này có thể thu đ-ợc 84 86% l-ợng tinh bột có trong sắn nguyên liệu [16]

Bã (xeluloza) thu đ-ợc từ công đoạn tách chiết suất có hàm l-ợng n-ớc rất cao (70 75%) và còn chứa 12 14% tinh bột Do vậy ở phần lớn các nhà máy sản  xuất tinh bột sắn đều dùng bã sắn để sản xuất cồn (Ethylic) hoặc làm thức ăn cho gia súc Việt nam, để xử lý bã sắn, biện pháp tốt nhất bảo đảm vệ sinh môi tr-ờng ở

mà nhà máy vẫn hoạt động liên tục là đ-a bã sắn vào thiết bị ép vít me nhằm loại bỏ bọt n-ớc (xuống còn khoảng 40%), sau đó đ-ợc sấy xuống độ ẩm 14 15% Bã này dùng để làm thức ăn gia súc, hoặc phân bón hữu cơ vi sinh

- Ly tâm tách n-ớc.

Mục đích của công đoạn này là tách bớt n-ớc trong dung dịch sữa bột ra để giúp cho công đoạn sấy khô đ-ợc nhanh hơn Sữa bột lỏng thu đ-ợc qua hai lần ly tâm bằng máy ly tâm dạng đĩa đ-ợc đ-a vào máy ly tâm tách n-ớc để đ-a dung dịch sữa bột xuống độ ẩm 36 38% Th-ờng thiết bị này đ-ợc điều khiển tự động l-ợng sữa bột đ-a vào để đảm bảo cho máy làm việc với hiệu suất cao nhất

- Công đoạn sấy khô

Bột -ớt nhão đ-ợc sau công đoạn tách n-ớc đ-ợc chuyển sang sấy nhanh theo nguyên lý sấy phun đây d-ới tác dụng của dòng khí nóng với vận tốc 15 20m/s ở tinh bột đ-ợc xé tơi và làm khô rất nhanh (2 3 giây) Nhiệt độ tác nhân sấy 45  

500C do vậy mà tinh bột không bị hồ hoá Vì thiết diện của khoang sấy thay đổi nên vận tốc của các hạt trong khoang sấy cũng thay đổi Điều này bảo đảm cho những hạt tinh bột to l-u lại trong khoang sấy lâu hơn, vì vậy độ ẩm của sản phẩm tinh bột sấy xong rất đồng đều Sau khi đ-ợc làm khô tại khoang sấy, hỗn hợp tinh bột và khí nóng đ-ợc đ-a qua Xyclon ở đây tinh bột đ-ợc tách ra khỏi tác nhân sấy - khí nóng

- Sàng, phân loại, đóng gói:

Để nâng cao tính đồng nhất của sản phẩm, tinh bột thu đ-ợc sau công đoạn sấy đ-ợc đ-a vào sàng phân loại đây những hạt nhỏ, đạt tiêu chuẩn đ-ợc đ-a tới ởthùng chứa để đóng gói, những hạt to đ-ợc đ-a qua máy nghiền để nghiền nhỏ, sau

đó lại đ-a quay trở lại sàng để phân loại tiếp

Qui trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn đ-ợc trình bày ở trên đây đ-ợc áp dụng chủ yếu trong các nhà máy chế biến tinh bột sắn ở qui mô công nghiệp Đối với qui mô làng nghề thủ công về cơ bản bao gồm các công đoạn kể trên chỉ khác ở mức độ tự động hoá, cơ khí hoá

Ch -ơng II: Hiện trạng môi tr-ờng của quá trình sản

xuất tinh bột sắn

Chất thải từ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm nói chung và công nghiệp sản xuất tinh bột sắn nói riêng luôn là vấn đề bức xúc đối với mỗi quốc gia, không chỉ gây ảnh h-ởng tới môi tr-ờng đất, n-ớc và không khí, gây mất mỹ quan khu vực xung quanh mà còn ảnh h-ởng trực tiếp tới sức khoẻ của cộng đồng Công nghiệp sản xuất tinh bột sắn làm phát sinh cả ba dạng chất thải: khí thải, n-ớc thải

▪ Để tẩy trắng bột ở qui mô sản xuất lớn có thể lò đốt l-u huỳnh tạo sunfua dioxit, quá trình này làm phát sinh SO2 Ngoài ra SO2 còn phát sinh từ khu vực nghiền bột trong tr-ờng hợp định l-ợng quá nhiều SO2 vào dung dịch sữa bột

▪ Trong sản xuất tinh bột sắn, hợp chất cyanogenic glucozit thuỷ phân giải phóng HCN, đây là axit dễ bay hơi, chúng phát tán vào không khí gây ảnh h-ởng tới sức khoẻ của con ng-ời và gia súc

▪ Khí ô nhiễm còn có thể phát sinh từ quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong bã thải rắn hoặc trong n-ớc thải từ các hồ sinh học nh-: H2S, NH3, Indol, Xetol…có khả năng gây các bệnh về đ-ờng hô hấp, ung th- gây nguy hiểm cho con ng-ời

▪ Không khí còn bị ô nhiễm bởi bụi của quá trình vận chuyển sắn nguyên liệu từ các nông trại tới khu vực tập kết sắn của các nhà máy hoặc bụi bột phát sinh trong quá trình sàng, sấy khô và đóng bao

Ngoài ra còn phải kể đến ô nhiễm tiếng ồn từ các máy rửa, máy nghiền, máy

ly tâm…

II.2 N-ớc thải

II.2.1 Nguồn phát sinh và đặc tr-ng của n-ớc thải sản xuất tinh bột sắn

Quá trình sản xuất tinh bột từ sắn t-ơi và chế biến các sản phẩm từ tinh bột là một quá trình công nghệ có nhu cầu sử dụng n-ớc khá lớn, định mức khoảng 5  6

m3/tấn củ t-ơi t-ơng đ-ơng 25 40 m 3/tấn sản phẩm tuỳ thuộc vào các công nghệ khác nhau L-ợng n-ớc thải từ quá trình này chiếm khoảng 80 90% tổng l-ợng n-ớc sử dụng

N-ớc thải công đoạn rửa củ và trích ly chiết suất là 2 nguồn gây ô nhiễm chính trong công nghệ chế biến tinh bột sắn

❖ N-ớc thải từ công đoạn rửa củ và bóc vỏ chiếm khoảng 30% tổng l-ợng n-ớc sử dụng chứa chủ yếu là cát, sạn, hàm l-ợng chất hữu cơ không cao, pH ít biến động th-ờng khoảng 6,5 6,8 

❖ Trong khi đó n-ớc thải từ công đoạn trích ly chiết suất có hàm l-ợng chất ô nhiễm hữu cơ rất cao (COD: 11.000 15.000mg/l; BOD: 4.000 9000mg/l), hàm  l-ợng cặn lơ lửng, cặn khó chuyển hoá lớn (gồm xơ mịn, pectin và các cặn không tan khác), pH thấp 3,5 4 L-ợng n-ớc này chiếm khoảng 60% 

❖ Ngoài hai nguồn ô nhiễm chính còn có khoảng 10% n-ớc thải từ quá trình rửa nhà, sàn, thiết bị, n-ớc từ phòng thí nghiệm, từ quá trình sinh hoạt N-ớc thải loại này có COD khoảng 2.000 2.500mg/l; BOD 5 = 400 500mg/l 

Chính vì vậy đối với sản xuất tinh bột sắn thì n-ớc thải là vấn đề quan trọng nhất, gây sự quan tâm lớn nhất của các ngành chức năng

Bảng 2.1: Đặc tr-ng n-ớc thải sản xuất tinh bột sắn [6]

Thành phần Rửa củ Trích ly chiết suất TCVN 5945-1995-B

N (mg/l) 122 270 

Từ Bảng 2.1 nhận xét các chỉ tiêu n-ớc thải nh- sau: Hầu hết hàm l-ợng các chất ô nhiễm trong n-ớc thải ở các công đoạn chính đều v-ợt quá tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5945-1995-B) rất nhiều lần:

- N-ớc thải rửa củ có pH gần nh- trung tính, hàm l-ợng chất rắn lơ lửng cao từ

1150 2000 mg/l, hàm l-ợng BOD 500 1000 mg/l, COD 1500 2000 mg/l   v-ợt quá tiêu chuẩn cho phép từ 15 20 lần đối với chất rắn lơ lửng, từ 10  20 lần đối với hàm l-ợng chất hữu cơ BOD

- N-ớc thải từ công đoạn ly tâm (trích ly), pH thấp 3,4 4,5, hàm l-ợng chất rắn lơ lửng cao từ 1360 2000 mg/l gấp 15 20 lần tiêu chuẩn cho phép Nồng độ  BOD, COD của n-ớc thải trong khoảng 4.000 15.000 mg/l gấp hàng trăm lần 

so với tiêu chuẩn cho phép

Với đặc tr-ng của n-ớc thải sản xuất tinh bột sắn nh- trên cho thấy nếu n-ớc thải không đ-ợc xử lý tr-ớc khi thải vào môi tr-ờng, sẽ gây ô nhiễm môi tr-ờng nghiêm trọng và tác động xấu tới sức khoẻ cộng đồng Cụ thể:

▪ N-ớc thải chế biến tinh bột từ sắn có hàm l-ợng chất hữu cơ cao làm giảm oxy hoà tan trong n-ớc, thúc đẩy quá trình phân huỷ yếm khí các vi sinh vật trong n-ớc phát sinh mùi xú uế ảnh h-ởng nghiêm trọng tới chất l-ợng môi tr-ờng và gây mất

II.2.2 Hiện trạng xử lý n-ớc thải sản xuất tinh bột sắn.

Hiện nay vấn đề xử lý n-ớc thải trong quá trình chế biến tinh bột sắn ch-a

đ-ợc quan tâm nhiều ở các làng nghề thủ công N-ớc thải trong quá trình sản xuất tinh bột sắn, nhất là tại các làng nghề cùng với n-ớc thải sinh hoạt và n-ớc thải chăn nuôi đã đ-ợc xử lý bằng hầm Biogas ở một số hộ gia đình Tuy nhiên số l-ợng các

hộ gia đình có xử lý n-ớc thải bằng ph-ơng pháp này rất thấp nên n-ớc thải th-ờng

đ-ợc thải thẳng ra m-ơng dẫn chung mà không qua bất kỳ quá trình xử lý sơ bộ nào dẫn đến tình trạng ách tắc m-ơng dẫn, gây mùi hôi thối, ảnh h-ởng đến sức khoẻ ng-ời dân và gây mất mỹ quan khu vực

Đối với các cơ sở sản xuất tinh bột sắn ở qui mô công nghiệp: Tình trạng ô nhiễm môi tr-ờng trong chế biến tinh bột sắn đang ở mức báo động Hiện nay -ớc tính chỉ có khoảng 10% các nhà máy có xử lý n-ớc thải, trong đó 10% ch-a đạt yêu cầu [19] Các cơ sở này mặc nhiên để n-ớc thải chảy trên đồi hoặc xử lý sơ bộ bằng các ao hồ sinh học nh-ng phần lớn chỉ làm để đối phó với các cơ quan quản lý Nhà n-ớc về Môi tr-ờng

II.3 Chất thải rắn

II.3.1 Thành phần và tính chất của chất thải rắn

Trong quá trình sản xuất tinh bột sắn từ củ t-ơi, chất thải rắn chủ yếu phát sinh từ các công đoạn rửa củ, bóc vỏ và công đoạn lọc Chất thải rắn từ khâu rửa củ bao gồm đất, cát, lớp vỏ lụa và một phần thịt củ bị vỡ do va chạm mạnh hoặc do sắn nguyên liệu bị dập, thối L-ợng chất thải này chiếm khoảng 5% sắn nguyên liệu Trong công đoạn lọc tách bã, phần bã còn lại là nguồn phát sinh chất thải rắn vô cùng lớn, chiếm khoảng 40% sắn nguyên liệu [2] Có thể mô tả cân bằng vật chất trong quá trình sản xuất tinh bột sắn nh- sau:

Sắn củ

1 tấn (100%) 0,05 tấn (5%) Vỏ, tạp chất

Bột nghiền 0,95 tấn (95%)

Tinh bột 0,5 tấn (50%)

N-ớcc thải từ củ

Hình 2.1: Cân bằng vật chất trong sản xuất tinh bột sắn từ củ t-ơi [2]

Kết hợp cân bằng vật chất trên và số liệu thống kê với khoảng 60% sản l-ợng sắn cả n-ớc năm 2002 (4157,7 nghìn tấn) [14] đ-ợc làm nguyên liệu thì l-ợng chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất tinh bột sắn lên đến 1205,73 nghìn tấn Trong đó, l-ợng tạp chất là 207,88 nghìn tấn; l-ợng bã thải lên đến 997,85 nghìn tấn, với thành phần và tính chất của bã thải:

II.3.2 Hiện trạng xử lý chất thải rắn

Có thể nói sau n-ớc thải, chất thải rắn là mối quan tâm về vấn đề môi tr-ờng trong ngành chế biến tinh bột sắn Không chỉ riêng tại các làng nghề mà ngay ở các nhà máy trong n-ớc và trên Thế giới

Chất thải rắn từ quá trình sản xuất tinh bột sắn gồm các loại sau:

❖ Vỏ củ và tạp chất (đất đá) ở công đoạn rửa và bóc vỏ

❖ Bã sắn từ công đoạn trích ly chiết suất

❖ Bùn từ công đoạn xử lý n-ớc thải

Đối với các Nhà máy lớn thì vần đề xử lý chất thải rắn t-ơng đối thuận lợi do

từ khi hình thành Nhà máy, chất thải rắn đã có ph-ơng án xử lý Vỏ cùi và các tạp chất ở công đoạn rửa, bóc vỏ đ-ợc thiết kế khu chôn lấp riêng trong khuôn viên nhà

cơ sở sản xuất thức ăn gia súc và hàng ngày bã sắn đ-ợc chở đi liên tục do đó giảm

đáng kể ô nhiễm môi tr-ờng

Đối với các cơ sở làng nghề, ph-ơng h-ớng xử lý bã thải gặp rất nhiều khó khăn Mặc dù đã có những biện pháp tích cực trong giải quyết vấn đề chất thải rắn song do sản xuất manh mún kết hợp với ý thức ng-ời dân ch-a cao dẫn đến ô nhiễm môi tr-ờng do bã thải là đáng kể Bã thải chất đống trên đ-ờng đi, thậm chí nhiều khi còn đ-ợc xả thẳng cùng với n-ớc thải Nếu không đ-ợc vận chuyển kịp thời nhất

là vào mùa hè (khi nhiệt độ lên cao), các chất hữu cơ trong bã thải bị phân huỷ gây mùi khó chịu, làm ô nhiễm môi tr-ờng không khí, ảnh h-ởng xấu tới sức khoẻ ng-ời dân Còn về mùa m-a, cùng với đất cát và ph-ơng tiện giao thông, bã thải góp phần làm cho đ-ờng xá trở nên lầy lội, gây khó khăn trong việc đi lại và l-u thông hàng hoá Sự yếu kém trong việc qui hoạch bãi chôn lấp và ý thức của ng-ời dân còn làm mất mỹ quan làng xã Bên cạnh những yếu kém còn tồn tại, hiện nay tại một số làng nghề (D-ơng Liễu) cũng có những hình thức xử lý chất thải rắn khá hiệu quả: bã dong đ-ợc phơi khô làm nhiên liệu, làm thức ăn cho bò; bã sắn cùng với bột đen

đ-ợc sử dụng làm thức ăn trong chăn nuôi Vỏ đ-ợc tận dụng sản xuất phân hữu cơ…đây là cách tận dụng tốt nhất, vừa có ý nghĩa kinh tế vừa đảm bảo vấn đề vệ sinh môi tr-ờng

II.4 Hiện trạng môi tr-ờng tại nhà máy chế biến tinh bột sắn

Đaklak

Nhà máy chế biến tinh bột sắn Đắk Lắk là một trong những cơ sở chế biến tinh bột quy mô lớn ở Tây Nguyên Mặc dù mới đ-ợc xây dựng và đi vào hoạt động, nh-ng Nhà máy đã khẳng định đ-ợc vị trí, vai trò của mình trong việc giải quyết đầu

ra của cây sắn- cây l-ơng thực chủ đạo của bà con dân tộc ở Đắk Lắk Với công suất 10.000 tấn/năm và sẽ tăng lên gấp đôi trong giai đoạn hai, hoạt động của Nhà máy

đã góp phần chuyển dịch cơ cấu kinh tế miền núi, tạo việc làm cho một bộ phận lao

động, góp phần phủ xanh đất trống đồi trọc

Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích kinh tế, xã hội do Nhà máy mang lại thì hoạt động sản xuất của Nhà máy không tránh khỏi gây ô nhiễm môi tr-ờng Chất thải của nhà máy bao gồm các dạng: Khí thải, chất thải rắn và n-ớc thải

II.4.1 Khí thải

Khí thải của Nhà máy tinh bột sắn phát sinh từ các nguồn:

❖ Bụi phát sinh do hoạt động của các ph-ơng tiện giao thông ra vào Nhà máy Trong quá trình xe chạy và quá trình bốc xếp nguyên liệu, sản phẩm cũng gây ô nhiễm bụi cho khu vực xung quanh nhà máy

Theo nh- số liệu đã đ-ợc công bố thì c-ờng độ phát bụi do vận chuyển bằng

xe cơ giới trên mặt đ-ờng nh- sau [17]:

- Tr-ờng hợp mặt đ-ờng khô: Bụi sinh ra là 4000mg/s

- Tr-ờng hợp mặt đ-ờng ẩm: Bụi sinh ra là 300mg/s

Tuy nhiên, mặt đ-ờng khu vực xung quanh nhà máy hầu hết đ-ợc đổ bê tông nên l-ợng bụi sinh ra thấp hơn nhiều so với phần tính toán trên đây Đủ để thấy rằng vấn đề ô nhiễm bụi do giao thông tại Nhà máy là không đáng kể

❖ Khí thải từ lò đốt dầu tạo khí nóng để sấy khô sản phẩm Nhà máy dùng dầu

FO để đốt lò tạo không khí nóng cho quá trình sấy khô thành phẩm Định mức tiêu hao dầu là 37 l/tấn bột Chế độ hoạt động của Nhà máy 250 ngày/năm Vậy l-ợng dầu FO tiêu hao hàng năm khoảng 370.000l/năm t-ơng ứng khoảng 1.480 l/ngày

= 13,6 kg không khí/kg dầu FO

= 11,3 m3 không khí/ kg dầu FO (Lấy tỷ trọng không khí ở 20oC là 1,17kg/m3)

o L-ợng khí tạo thành:

Vt = (mf – m NC) + At (Trong đó: mf=1; mNC = 0,001 (độ tro trong nguyên liệu))

Vt = (1 – 0,001) + 13,6

= 14,6 kg khí thải / kg dầu FO = 12,5 m3 khí thải / kg dầu FO

L-ợng khí tính ở điều kiện nhiệt độ 473oK và hệ số không khí d-  = 1,15

V = 12,5 x 1,15 x

273

200

273 = 24,9 m3 khí thải/ kg dầu FO

= 27,6 m3 khí thải/ l dầu FO (Khối l-ợng riêng dầu ở 20oC là 900 kg/m3 )

Do l-ợng dầu FO Nhà máy tiêu thụ 1.480 l dầu FO/ ngày nên l-ợng khí thải

ra 40.848 m3/ngày, t-ơng ứng với 0,47 m3/s

Dựa vào hệ số ô nhiễm, tải l-ợng chất ô nhiễm sinh ra khi đốt dầu FO [15] ta có nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đốt dầu FO tại Nhà máy chế biến tính bột

sắn Đaklak đ-ợc thể hiện Bảng 2.4

Bảng 2.4 Tải l-ợng và nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải đốt dầu FO tại Nhà

máy chế biến tinh bột sắn Đaklak

Các chất ô nhiễm Tải l-ợng ô nhiễm

(g/s)

Nồng độ ô nhiễm (mg/m 3 )

TCVN 6993 – 2001 (mg/m 3 )

(Kết quả tính trong tr-ờng hợp hệ thống lò đốt không có hệ thống xử lý khí thải)

Nhận xét: So sánh nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải với tiêu chuẩn cho thấy các chỉ tiêu Bụi, CO, NOx đều nằm trong giới hạn cho phép Riêng có nồng độ

SO2 trong khí thải đốt lò cao hơn tiêu chuẩn cho phép khoảng 9 lần Tuy nhiên, với

hệ thống lò đốt tại Nhà máy đã có hệ thống xử lý khí thải nên l-ợng khí ô nhiễm

SO2 thấp hơn nhiều so với tính toán trên

❖ Bụi phát sinh từ khu vực tập kết nguyên liệu và đóng bao thành phẩm khoảng

160 kg/ngày L-ợng tinh bột từ quá trình này đ-ợc thu lại để tái sử dụng

❖ Các khí phát sinh do các quá trình phân huỷ sinh học từ các hồ sinh học Các

đống chất thải rắn th-ờng chứa các thành phần H2S, CH4, mecaptan, tạo ra mùi hôi thối rất khó chịu Tuy nhiên l-ợng khí thải này phát sinh không lớn và phạm vi ảnh h-ởng hẹp

II.4.2 Chất thải rắn

Chất thải rắn từ quá trình sản xuất tinh bột sắn gồm các loại sau:

❖ Vỏ củ và tạp chất (đất đá) ở công đoạn rửa và bóc vỏ phát sinh khoảng 8 tấn/ngày L-ợng chất thải này hiện nay Nhà máy xử lý bằng chôn lấp

❖ Bã sắn từ công đoạn trích ly chiết suất sau khi đã ép khô khoảng 24-32 tấn/ngày (chiếm 20-30% khối l-ợng củ) Bã này dùng để làm thức ăn gia súc, hoặc phân bón hữu cơ vi sinh Nhà máy ký kết bán bã sắn với một số Công ty chế biến thức ăn cho gia súc

❖ Bùn từ công đoạn xử lý n-ớc thải, hiện nay ch-a đ-ợc xử lý mà chủ yếu thải

ra các con suối gần Nhà máy

Định mức vật t-, nguyên, nhiên liệu trong sản xuất tinh bột tại nhà máy chế biến tinh bột Đăklăk đ-ợc thể hiện trong Bảng 2.5

Bảng 2.5 Định mức vật t-, nguyên, nhiên liệu (cho 1 tấn SP) [16]

Với định mức 40 m3/tấn SP, n-ớc đ-ợc sử dụng chủ yếu trong quá trình phân

ly tách tinh bột Toàn bộ n-ớc thải sau phân ly đ-ợc tái sử dụng cho quá trình rửa củ

và bóc vỏ Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn kèm theo dòng thải thể hiện trên Hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tinh bột sắn kèm theo dòng thải

tại Nhà máy chế biến tinh bột Đắk Lăk [16]

Theo số liệu khảo sát tại Nhà máy tinh bột sắn Đaklak, l-ợng n-ớc thải từ công đoạn này chiếm tới 90% tổng l-ợng n-ớc thải (khoảng 1.400 m3/ngày) N-ớc sau rửa củ đ-ợc tách tạp bằng l-ới lọc có COD = 12.371 mg/l (mẫu lấy ngày 8/7/2003), BOD5 (sau lắng) = 5.400 mg/l Đặc biệt, n-ớc thải công đoạn này có pH thấp (pH = 3,54 3,7) N-ớc thải từ rửa nhà x-ởng, phòng thí nghiệm và n-ớc thải sinh hoạt chỉ chiếm l-ợng nhỏ, khoảng 100 m3/ngày có COD = 2.178 mg/l, BOD5 =

COD (mg/l)

 N (mg/l)

N-ớc thải nói chung có độ ô nhiễm các chất hữu cơ khá cao (COD = 12.000mg/l; BOD5 = 5400 mg/l) v-ợt quá tiêu chuẩn n-ớc thải loại B đối với n-ớc thải sản xuất (TCVN 5945 - 1995) 108 120 lần Vì vậy, n-ớc thải Nhà máy chế biến tinh bột sắn ĐakLak cần thiết phải xử lý tr-ớc khi thải ra nguồn tiếp nhận

* Hiện trạng xử lý n-ớc thải tại nhà máy chế biến tinh bột sắn Đaklak:

Hiện tại n-ớc thải của Nhà máy ch-a đ-ợc phân luồng mà tất cả đ-ợc xả chung vào hệ thống xử lý n-ớc thải gồm các bể lắng, lọc và các hồ sinh học có diện tích 4,5 5 ha, đ-ợc xây dựng từ khi nhà máy bắt đầu hình thành Tuy nhiên hiện nay hiệu suất xử lý của hệ thống này rất thấp do n-ớc thải có hàm l-ợng các chất ô nhiễm đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ quá cao trong khi quá trình làm sạch tự nhiên của các hồ không đáp ứng đ-ợc yêu cầu xử lý n-ớc thải Do đó n-ớc thải sau khi ra khỏi

hồ vẫn rất ô nhiễm Điều này đặc biệt nghiêm trọng khi những ng-ời dân vùng sâu vùng xa th-ờng có thói quen sử dụng n-ớc suối cho ăn uống, sinh hoạt

Ch -ơng III: Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm trong

ngành chế biến tinh bột sắn

III.1 Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng không khí

III.1.1 Khống chế ô nhiễm do bụi

a Đối với ô nhiễm bụi do giao thông và từ khu vực tập kết nguyên liệu

Bụi phát sinh do hoạt động của các ph-ơng tiện giao thông ra vào nhà máy, bụi từ các khu vực tập kết nguyên liệu và đóng bao thành phẩm Do đây là nguồn ô nhiễm phân tán nên th-ờng dùng biện pháp phun n-ớc th-ờng xuyên tại khu vực bãi nguyên liệu và khu vực hoạt động của các ph-ơng tiện giao thông để khống chế nguồn ô nhiễm này Nguồn n-ớc t-ới có thể sử dụng nguồn n-ớc cấp của nhà máy

b Đối với ô nhiễm bụi tại công đoạn đóng bao thành phẩm

Công tác tháo bột thành phẩm từ silô chứa bột vào bao bì sẽ đ-ợc thực hiện với các thiết bị có bố trí hệ thống chụp kín (ngay tại ống rút bột), tạo áp suất âm để thu hồi bột tại thiết bị xử lý Thiết bị xử lý đ-ợc dùng hầu hết các nhà máy chế biến tinh bột sắn là thiết bị lọc bụi túi vải (đ-ợc bố trí bên ngoài phòng đóng bao thành phẩm)

Dòng khí chứa bụi bột khi đi qua thiết bị lọc bụi túi vải, bụi sẽ đ-ợc giữ lại và thu hồi để tái sử dụng, không khí sạch đ-ợc thải ra môi tr-ờng qua miệng thải trên cao của thiết bị

Do nồng độ bụi (bột) cao chỉ giới hạn trong phòng đóng bao thành phẩm và không ảnh h-ởng đến môi tr-ờng không khí ở các khu vực lân cận Do đó, khả năng bụi bột thoát ra môi tr-ờng bên ngoài chỉ xảy ra khi có ng-ời ra vào phòng thao tác

Do đó việc hạn chế ra vào đối với những ng-ời không có chức năng cũng là một biện pháp hạn chế ảnh h-ởng của nguồn ô nhiễm này

Sơ đồ khối công nghệ hệ thống hút và xử lý bụi:

Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống hút và xử lý bụi

III.1.2 Khống chế ô nhiễm khí thải từ lò cấp nhiệt sấy tinh bột

Hiện nay hầu hết các nhà máy chế biến tinh bột sắn dùng nhiên liệu dầu FO tạo hơi nóng cấp nhiệt để sấy khô tinh bột Khí thải từ quá trình đốt dầu phát sinh khí ô nhiễm nh-: bụi, SO2, NOx, CH Tuy nhiên biện pháp giảm thiểu hữu hiệu nhất có thể giảm thiểu ô nhiễm khí độc bằng thay thế nhiên liệu đốt dầu bằng các nhiên liệu sạch nh- gas, năng l-ợng mặt trời L-ợng nhiên liệu này có thể thu hồi từ khí biogas sinh ra trong quá trình xử lý n-ớc thải yếm khí thu hồi biogas Theo một

số tài liệu tính toán thì l-ợng nhiệt thu hồi từ quá trình xử lý n-ớc thải có thể giảm

đ-ợc 60% l-ợng nhiệt cần cung cấp cho quá trình sấy khô sản phẩm

Hoặc khi đặt hàng mua lò hơi, nhà máy nên đặt mua trọn gói cả bộ phận thu gom và xử lý khí thải đi kèm với thiết bị lò hơi Bộ xử lý có sẵn đi kèm với lò hơi th-ờng dựa trên nguyên tắc xử lý khí độc bằng ph-ơng pháp hấp thụ Khí thải tr-ớc khi thải ra môi tr-ờng đ-ợc đi qua tháp phun dung dịch kiềm hoặc sôda d-ới dạng s-ơng mù Ph-ơng pháp này có thể loại bỏ đ-ợc 90 95% khí độc hại và có thể loại 

bỏ đ-ợc các hạt bụi có kích th-ớc nhỏ đến 5 m Thực tế đã đ-ợc áp dụng cho nhiều 

lò hơi và kết quả cho thấy: Sau khi qua hệ thống xử lý thì hàm l-ợng khí độc nh-:

CO, SO2 và bụi đều đạt tiêu chuẩn thải cho phép theo TCVN 5939-1995, TCVN 6991-2001, TCVN 6996 2001 –

Qua ống thải ra ngoài môi tr-ờng

Nguồn phát sinh bụi (ống rút bột của silô chứa bột)

Chụp hút

Thiết bị lọc túi vải

Quạt hút

Tái sử dụng Bụi thu hồi

7

8 9

Ngoài ra, cần vận hành lò hơi đúng qui định, cửa khí và nhiên liệu phải đảm bảo, thông gió tốt cho lò hơi để đảm bảo hiệu suất đốt cháy

III.1.2 Khống chế ô nhiễm mùi từ bãi chứa chất thải rắn và n-ớc thải

✓ Bố trí nhà x-ởng thoáng, tạo điều kiện thông thoáng gió tự nhiên tại các vị trí phát sinh mùi hôi

✓ Không để bã thải rắn l-u cữu quá lâu, th-ờng xuyên dọn vệ sinh mặt bằng

✓ Vấn đề quản lý nội vi đ-ợc chú trọng, vệ sinh nhà x-ởng sạch sẽ, không để n-ớc tù đọng gây ô nhiễm mùi

✓ Hệ thống cống rãnh dẫn n-ớc thải phải đ-ợc khơi thông th-ờng xuyên tránh gây ùn tắc cục bộ, công nghệ xử lý n-ớc thải phải phù hợp

✓ Xử lý n-ớc thải phải triệt để, đạt tiêu chuẩn cho phép

III.2 Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng n-ớc

Nh- đã trình bày ở trên quá trình sản xuất tinh bột từ sắn t-ơi và chế biến các sản phẩm từ tinh bột là một quá trình công nghệ có nhu cầu sử dụng n-ớc khá lớn,

định mức khoảng 5 6 m 3/tấn củ t-ơi t-ơng đ-ơng 25 40 m 3/tấn sản phẩm Vì vậy, việc đ-a ra các biện pháp giảm thiểu l-ợng n-ớc sử dụng là rất cần thiết đối với

ngành chế biến tinh bột sắn, không những làm giảm chi phí nguyên liệu đầu vào, giảm giá thành sản phẩm mà còn giảm đáng kể l-ợng n-ớc thải cần xử lý, giảm dung tích bể yếm khí, qua đó nâng cao hàm l-ợng chất khô trong n-ớc thải để tăng l-ợng khí gas thu đ-ợc

III.2.1 Các biện pháp giảm thiểu n-ớc thải:

a Tái sử dụng n-ớc thải và sử dụng n-ớc sạch tiết kiệm hơn

ở hầu hết các doanh nghiệp chế biến tinh bột sắn, n-ớc sạch có thể đ-ợc sử dụng hiệu quả, tiết kiệm hơn nhờ tái sử dụng n-ớc thải Một số doanh nghiệp đặc biệt là các nhà máy qui mô lớn đã tái sử dụng một phần n-ớc thải Chẳng hạn n-ớc thải của quá trình phân ly có thể đ-ợc sử dụng lại trong giai đoạn nghiền nhỏ và trích ly (quá trình này cần đ-ợc thử nghiệm kỹ sao cho không ảnh h-ởng đến chất l-ợng sản phẩm tinh bột sắn) N-ớc thải của quá trình này cũng có thể tuần hoàn cho công đoạn rửa củ

ở một số công đoạn khác chẳng hạn nh- rửa sắn, n-ớc sạch đ-ợc sử dụng rất lãng phí, không tuần hoàn N-ớc sạch sẽ giảm đáng kể trong công đoạn này nếu n-ớc rửa sắn đ-ợc sử dụng lại nhiều lần, tạo ra một vòng khép kín Hơn nữa, n-ớc

đã sử dụng trong quá trình chế biến đều có thể sử dụng lại để rửa sắn

Việc tái sử dụng n-ớc sẽ làm giảm l-ợng n-ớc sạch sử dụng và làm n-ớc thải cô đặc hơn

b Ngoài ra các biện pháp quản lý nội vi đóng vai trò không nhỏ trong việc tiết kiệm n-ớc sử dụng

✓ Sửa chữa và phát hiện kịp thời những chỗ rò rỉ n-ớc và hơi từ các đ-ờng ống, van, các bích nối

✓ Chụp kín toàn bộ hệ thống vận chuyển nguyên liệu dạng bột và đậy nắp các

bể chứa thích hợp, tránh rơi vãi

✓ Kiểm tra th-ờng xuyên đ-ờng ống, mặt bích, nối, van để giảm rò rỉ Khoá các vòi n-ớc khi không dùng đến

✓ Giảm tối đa thời gian vận hành thiết bị trong dây chuyền khi đã chuyển các bán sản phẩm ra khỏi thiết bị đó

✓ Chọn thông số vận hành tối -u của các thiết bị trong dây chuyền Nhà máy

✓ Cải tiến quá trình xử lý nguyên liệu để giảm tỷ lệ thất thoát

III.2.2 Các biện pháp kỹ thuật áp dụng để xử lý n-ớc thải đối với ngành sản xuất tinh bột sắn:

III.2.2.1 Phân luồng dòng thải:

Cần phân luồng dòng thải để giảm tải l-ợng n-ớc thải cần xử lý, giảm thể tích bể cần xử lý Việc phân luồng dòng thải tr-ớc khi xử lý sẽ tiết kiệm đ-ợc chi phí đầu t- xây dựng, giảm diện tích mặt bằng cần thiết cũng nh- chi phí vận hành sau này:

Nh- ở phần hiện trạng đã nêu rõ n-ớc thải trong nhà máy chế biến tinh bột sắn có hai nguồn chính là n-ớc thải trong quá trình rửa củ và n-ớc thải trong quá trình sàng lọc trích ly, ngoài ra còn một l-ợng nhỏ n-ớc thải trong quá trình rửa sàn, phòng thí nghiệm, n-ớc thải sinh hoạt của nhà máy Vì vậy có thể phân luồng nh- sau:

- Dòng n-ớc thải ít ô nhiễm: N-ớc thải thu đ-ợc trong quá trình rửa sắn củ t-ơi chứa chủ yếu là đất, cát và một l-ợng nhỏ vụn sắn bị vỡ do va đập trong quá trình rửa củ L-ợng n-ớc này do có độ ô nhiễm không cao nên đ-ợc xử lý chủ yếu bằng cơ học: lắng, lọc để tách đất, cát và vỏ sắn N-ớc sau xử lý đ-ợc đ-a quay trở lại phối với n-ớc sạch để rửa sắn nguyên liệu Phần các tạp chất còn lại

đ-ợc đ-a đi chôn lấp

- Dòng n-ớc thải ô nhiễm vừa: N-ớc rửa nhà sàn, thiết bị, n-ớc thải từ PTN, từ sinh hoạt của cán bộ công nhân viên

- Dòng n-ớc thải ô nhiễm nặng: N-ớc thải trong quá trình sàng lọc và trích ly chứa hàm l-ợng chất hữu cơ cao, hàm l-ợng cặn lơ lửng lớn, pH thấp , n-ớc thải sản xuất tinh bột còn chứa các chất khó hoặc chậm chuyển hoá nh-: dịch bào, xơ sắn, pectin

Sau khi phân luồng có thể xử lý dòng ô nhiễm nặng tr-ớc để giảm hàm l-ợng các chất ô nhiễm, rồi kết hợp với dòng ô nhiễm vừa để tiếp tục xử lý tr-ớc khi thải

III.2.2.2 Biện pháp xử lý:

N-ớc thải sau khi phân luồng đ-ợc xử lý bằng các ph-ơng án khả thi khác nhau Với những đặc tr-ng chủ yếu của n-ớc thải chế biến tinh bột sắn là: hàm l-ợng chất hữu cơ cao và cặn lơ lửng lớn, pH thấp, n-ớc thải sản xuất tinh bột còn chứa các chất khó hoặc chậm chuyển hoá nh-: dịch bào, xơ sắn, pectin Vì vậy công nghệ xử lý n-ớc thải chế biến tinh bột sắn t-ơng đối phức tạp Ph-ơng pháp khả thi và hiệu quả để xử lý n-ớc thải sản xuất tinh bột là xử lý bằng ph-ơng pháp sinh học Tuy nhiên, để nâng cao hiệu quả xử lý ng-ời ta th-ờng kết hợp với các ph-ơng pháp cơ học và hoá lý

a Xử lý cơ học:

Bao gồm các quá trình xử lý sơ bộ, lắng và lọc Ph-ơng pháp này th-ờng

đ-ợc sử dụng trong giai đoạn tiền xử lý nhằm tách các vật rắn nổi có kích th-ớc lớn, tách các tạp chất rắn có thể lắng (lọc) ra khỏi n-ớc thải để bảo vệ bơm và đ-ờng ống, đồng thời giảm tải l-ợng chất ô nhiễm cho hệ thống xử lý tiếp theo

Có thể áp dụng ph-ơng pháp lắng lọc cơ học để xử lý n-ớc thải của qúa trình chuẩn bị nguyên liệu Qúa trình bóc vỏ, rửa sạch cuốn theo một l-ợng lớn đất, cát, sạn, vỏ gỗ… Những tạp chất này có kích th-ớc t-ơng đối lớn, dễ dàng tách loại bằng lắng trọng lực Phần cặn lơ lửng có kích th-ớc nhỏ hơn đ-ợc tách nhờ lọc, và ph-ơng pháp lọc đơn giản là lọc cát

Ngoài ra đối với n-ớc thải quá trình trích ly, chiết suất (lọc thô) có hàm l-ợng tinh bột và zenluloza lớn cũng cần lắng để tách cặn thô tr-ớc khi xử lý sơ cấp N-ớc sau lắng có hàm l-ợng SS, TS giảm, tạo thuận lợi cho qúa trình xử lý tiếp theo Cặn lắng chứa sơ mịn và tinh bột có thể tận dụng làm thức ăn gia súc hoặc làm phân bón

b Xử lý hoá lý:

Ph-ơng pháp hóa lý bao gồm: keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion… Các ph-ơng pháp hóa lý th-ờng đ-ợc ứng dụng để tách các chất ô nhiễm ở dạng keo, hoà tan, chất hoạt động bề mặt hay kim loại nặng trong n-ớc thải Trong đó keo tụ là ph-ơng pháp đơn giản, xử lý hiệu qủa n-ớc thải có hàm l-ợng cặn lơ lửng lớn, nên

có thể chọn để xử lý n-ớc thải công đoạn trích ly, chiết suất

Tác nhân keo tụ đ-ợc sử dụng trong xử lý n-ớc thải tinh bột sắn th-ờng là những chất có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp có thể là polyme hữu cơ (PAA),

đây là một trong những chất khá phổ biến, rẻ tiền, dễ sử dụng và đặc biệt là không gây ô nhiễm thứ cấp do dễ dàng tự hủy chỉ trong thời gian ngắn Đặc biệt, trong xử

lý n-ớc thải tinh bột sắn không nên dùng chất đông keo tụ có nguồn gốc là muối vô cơ (muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng) vì trong bùn thải sau xử lý có chứa muối các kim loại nặng sẽ không tận dụng bùn thải làm thức ăn cho gia súc hoặc phân bón vi sinh

Nhờ tác dụng t-ơng hỗ giữa tác nhân keo tụ và các hạt rắn (pectin không tan, xơ mịn, hạt tinh bột nhỏ…), tạo thành tập hợp hạt có kích th-ớc và tỷ trọng lớn nên

dễ dàng tách loại nhờ quá trình lắng

c Xử lý sinh học:

Là ph-ơng pháp đặc biệt hiệu qủa để xử lý n-ớc thải của chế biến thực phẩm nói riêng và các loại n-ớc thải có chứa hàm l-ợng chất hữu cơ cao nói chung

Cơ sở của ph-ơng pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật để phân giải các chất ô nhiễm mà chủ yếu là các chất hữu cơ có trong n-ớc thải Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh d-ỡng để xây dựng và đổi mới tế bào, đồng thời khai thác năng l-ợng cho qúa trình sống Nhờ hoạt động sống của vi sinh vật, các chất ô nhiễm đ-ợc chuyển hóa, n-ớc thải đ-ợc làm sạch

Ph-ơng pháp sinh học có -u điểm nổi bật là khá đơn giản, rẻ tiền, hiệu quả chuyển hóa BOD cao, không gây ô nhiễm thứ cấp, ngoài ra còn có thể thu đ-ợc lợi ích từ việc thu biogas trong quá trình phân hủy sinh học làm nhiên liệu khí đốt Dựa vào ph-ơng thức hô hấp của vi sinh vật trong quá trình phân giải chất hữu cơ mà chia thành hai ph-ơng pháp:

Cơ chế của qúa trình xử lý yếm khí:

Qúa trình phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ th-ờng xảy ra theo 4 giai đoạn:

+/ Giai đoạn thủy phân:

D-ới tác dụng của các enzim Hydrolaza, các hợp chất hữu cơ có phân tử l-ợng lớn nh- gluxit, lipit, protein bị thủy phân thành các chất hữu cơ có phân tử l-ợng nhỏ hơn nh- đ-ờng đơn giản, axit béo, axit amin, …

(C6H10O5)n + (n-1)H2O nC6H12O6

Tinh bột oligasacarit glucoza

Sau đó glucoza lại tiếp tục đ-ợc chuyển hóa đến các sản phẩm trung gian Các hợp chất hữu cơ phân tử l-ợng lớn nh- zenlulo, lignoxenlulo… đ-ợc phân hủy chậm

và không triệt để do cấu trúc phức tạp

+/ Giai đoạn lên men axit hữu cơ

D-ới tác dụng của vi sinh vật sản phẩm của giai đoạn thủy phân tiếp tục đ-ợc chuyển hóa thành các axit béo, axit hữu cơ có phân tử l-ợng nhỏ nh-: axit propionic, axit succinic, axit butyric, axit axetic, axit focmic,…hoặc các r-ợu, aldehit, axeton

Thủy phân Thủy phân