tai lieu huong dan sx sach hon

Tài liệu hướng dẫn Sản xuất LI B Ngành: Sản xuất tinh bột sắn N TT U Phiên bản: 06.2008 Cơ quan biên soạn BỘ CÔNG THƢƠNG Chương trình hợp tác phát triển Việt Nam – Đan Mạch môi trường Hợp phần Sản xuất công nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trung tâm Sản xuất Việt nam Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng http://elib.ntt.edu.vn BẢNG CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ BOD Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hoá học) COD Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hoá học) CPI Hợp phần sản xuất Công nghiệp CPC Trung tâm sản xuất DCE Chƣơng trình Hợp tác Việt Nam Đan Mạch Mơi trƣờng EPRO FOCOCEV HCN PP Công ty Cổ phần tƣ vấn Công ty Cổ phần Tinh bột sắn FOCOCEV Quảng Nam Axít Xyanuahydric polypropylene SBR Sequencing Batch Reactor SMB Chế phẩm tẩy trắng tinh bột SS Suspense Solite (Chất rắn lơ lửng) Cleaner Production (Sản xuất hơn) UASB Upflow Anaerobic Sludge Blanket (Xử lý yếm khí dịng chảy ngƣợc) N TT U LI B SXSH http://elib.ntt.edu.vn Mục lục Danh mục TT 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 Mô tả ngành sản xuất tinh bột sắn Về qui mô sản xuất tinh bột sắn Về đặc thù sản xuất Các thách thức Qúa trình chế biến tinh bột sắn Tiếp nhận củ sắn tƣơi Rửa làm Băm mài củ Ly tâm tách bã Thu hồi tinh bột thô Thu hồi tinh bột tinh Hồn thiện sản phẩm Đóng bao sản phẩm Các phận phụ trợ Chương Sử dụng tài nguyên ô nhiễm môi trường Tiêu thụ nguyên, nhiên vật liệu 6 8 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 B LI 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 1.2.8 1.2.9 Mở đầu Chương Giới thiệu chung U 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 Các vấn đề môi trƣờng 14 15 Nƣớc thải Khí thải Chất thải rắn Tiềm SXSH Chương Cơ hội sản xuất 15 18 19 20 21 Cơ hội triển khai khâu xử lý sơ Phân khu tàng trữ sắn vào theo thời gian nhập Bóc vỏ rửa Tách bỏ sỏi đá, đất cát trƣớc rửa Cải tiến thiết bị khuấy trộn rửa, điều chỉnh thông số Thu hồi tái sử dụng nƣớc rửa Cơ hội SXSH triển khai giai đoạn tách bột Cải tiến máy chặt, dao băm, máy nghiền Tối ƣu hố quy trình vận hành sàng quay Dùng ly tâm siêu tốc liên tục Thu hồi tinh bột từ bã thải 21 21 21 22 22 22 22 22 23 23 23 23 23 TT 1.1 Bảng chữ viết tắt Mục lục N Trang Thu hồi tinh bột tái sử dụng nƣớc lau lọc thô Sử dụng NaHSO3 chế phẩm SMB để tẩy trắng http://elib.ntt.edu.vn 3.2.7 3.2.8 3.2.9 3.2.10 3.2.11 Tận dụng bã sắn làm phân vi sinh Sử dụng mủ sắn để sản xuất sản phẩm phụ Tận dụng bã sắn làm chất nuôi trồng nấm Thu hồi tinh bột lọc túi Thu hồi tinh bột tháp rửa khí 3.2.12 Lựa chọn môi chất truyền nhiệt nƣớc hay dầu 3.3 Cơ hội SXSH khu vực thiết bị phụ trợ 3.3.1 Làm mềm nƣớc trƣớc cấp cho nồi 23 23 24 24 24 25 25 25 Tận dụng nhiệt khói thải từ nồi Thu hồi tái sử dụng nƣớc ngƣng Tận thu khí biogas từ hệ thống xử lý nƣớc thải Tận dụng nƣớc thải hồ sinh học sản xuất phân hữu Chương Thực đánh giá SXSH 25 25 26 26 26 4.1 4.1.1 4.1.2 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3 Bƣớc 1: Khởi động Nhiệm vụ 1: Thành lập nhóm đánh giá SXSH Nhiệm vụ 2: Phân tích cơng đoạn xác định lãng phí Bƣớc 2: Phân tích cơng đoạn sản xuất Nhiệm vụ 3: Chuẩn bị sơ đồ dây chuyền sản xuất Nhiệm vụ 4: Cân nguyên, nhiên vật liệu Nhiệm vụ 5: Xác định chi phí dịng thải Nhiệm vụ 6: Xác định nguyên nhân dòng thải 27 27 30 33 33 35 36 38 Bƣớc 3: Đề giải pháp SXSH Nhiệm vụ 7: Đề xuất hội SXSH Nhiệm vụ 8: Lựa chọn hội thực đƣợc Bƣớc 4: Chọn lựa giải pháp SXSH Nhiệm vụ 9: Phân tích tính khả thi kỹ thuật Nhiệm vụ 10: Phân tích tính khả thi mặt kinh tế Nhiệm vụ 11: Tính khả thi mơi trƣờng Nhiệm vụ 12: Lựa chọn giải pháp thực Bƣớc 5: Thực giải pháp SXSH Nhiệm vụ 13: Chuẩn bị thực Nhiệm vụ 14: Thực giải pháp Nhiệm vụ 15: Quan trắc đánh giá kết Bƣớc 6: Duy trì SXSH Nhiệm vụ 16: Duy trì SXSH 39 40 41 43 43 44 45 46 47 47 48 49 49 50 50 51 SXS bền vững Các yếu tố đóng góp cho thành cơng chƣơng trình SXSH Chương Xử lý mơi trường 5.1 5.2 5.3 Nƣớc thải Khí thải Bã thải rắn 52 55 57 4.6.2 4.6.3 LI U TT N 4.3.1 4.3.2 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.5 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.6 4.6.1 B 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 52 http://elib.ntt.edu.vn Mở đầu Sản xuất (SXSH) đƣợc biết đến nhƣ tiếp cận giảm thiểu ô nhiễm nguồn thông qua việc sử dụng nguyên nhiên vật liệu có hiệu Việc áp dụng sản xuất không giúp doanh nghiệp cắt giảm chi phí sản xuất, mà cịn đóng góp vào việc cải thiện trạng mơi trƣờng, qua giảm bớt chi phí xử lý mơi trƣờng Tài liệu hƣớng dẫn SXSH ngành sản xuất tinh bột sắn đƣợc biên soạn khuôn khổ hợp tác Hợp phần SXSH cơng nghiệp (CPI), thuộc chƣơng trình Hợp tác Việt Nam Đan Mạch Môi trƣờng (DCE), Bộ Công thƣơng Trung tâm Sản xuất Việt Nam, thuộc Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng, trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội Tài liệu đƣợc chuyên gia chuyên ngành nƣớc biên soạn nhằm cung cấp kiến thức nhƣ thông tin cơng nghệ nên tham khảo trình tự triển khai áp dụng SXSH B Các chuyên gia chuyên ngành dành nỗ lực cao để tổng hợp thông tin liên quan đến trạng sản xuất tinh bột sắn Việt Nam, vấn đề liên quan đến SXSH môi trƣờng nhƣ thực hành tốt áp dụng đƣợc điều kiện nƣớc ta TT U LI Mặc dù SXSH đƣợc giới hạn việc thực giảm thiểu ô nhiễm nguồn, tài liệu hƣớng dẫn SXSH bao gồm thêm chƣơng xử lý môi trƣờng để doanh nghiệp tham khảo tích hợp SXSH nhằm đáp ứng tiêu chuẩn môi trƣờng N Hợp phần SXSH công nghiệp Trung tâm Sản xuất Việt Nam xin chân thành cảm ơn đóng góp TS Ngô Tiến Hiển, cán Công ty Cổ phần tƣ vấn EPRO đặc biệt Chính phủ Đan Mạch, thơng qua tổ chức DANIDA, Chính phủ Thụy Sĩ, thơng qua Tổ chức Phát triển công nghiệp Liên hợp quốc UNIDO hỗ trợ thực tài liệu Mọi ý kiến đóng góp, xây dựng tài liệu xin gửi về: Văn Phòng Hợp phần SXSH công nghiệp, email: cpi-cde@vnn.vn Trung tâm Sản xuất Việt Nam, email: vncpc@vncpc.org http://elib.ntt.edu.vn Chương Giới thiệu chung Chương cung cấp thông tin tình hình sản xuất, xu hướng phát triển thị trường, thông tin quy trình sản xuất tinh bột sắn Việt nam 1.1 Mô tả ngành sản xuất tinh bột sắn U TT N 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 LI B Việt Nam nƣớc xuất tinh bột sắn đứng thứ giới, sau Indonesia Thái Lan Năm 2006, diện tích đất trồng sắn đạt 475.000 ha, sản lƣợng tinh bột sắn đạt 7.714.000 Thị trƣờng xuất Việt Nam Trung Quốc, Đài Loan Cùng với diện tích sắn đƣợc nâng lên, suất thu hoạch sắn nhƣ sản lƣợng tinh bột sắn đƣợc sản xuất tăng lên theo thời gian Hình mơ tả tốc độ tăng trƣởng diện tích trồng sắn, suất sản lƣợng tinh bột sắn Việt nam Theo hình 1, tốc độ phát triển sản lƣợng tinh bột sắn cao gấp nhiều lần so với gia tăng diện tích trồng sắn Hình Biểu đồ tăng trưởng diện tích, suất sản lượng tinh bột sắn nước ta 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 DiÖn tÝch (1.000 ha) Sản l-ợng (10.000 tấn) Năng suất (100 tấn/ ha) Ngoài tinh bột sắn, sản phẩm đƣợc chế biến từ sắn gồm cồn, rƣợu, bột ngọt, axit glutamic, axit amin, loại si rô maltoza, glucoza, fructoza, tinh bột biến tính, maltodextrin, loại đƣờng chức năng, thức ăn gia súc, phân bón hữu cơ… 1.1.1 Về qui mô sản xuất tinh bột sắn Việt Nam tồn loại quy mô sản xuất tinh bột sắn điển hình sau: http://elib.ntt.edu.vn Qui mơ nhỏ (hộ liên hộ): Đây quy mơ có cơng suất 0,5 - 10 tinh bột sản phẩm/ ngày Số sở chế biến sắn quy mô nhỏ chiếm 70 - 74% Công nghệ thủ công, thiết bị tự tạo sở khí địa phƣơng chế tạo Hiệu suất thu hồi chất lƣợng tinh bột sắn không cao Qui mô vừa: Đây doanh nghiệp có cơng suất dƣới 50 tinh bột sản phẩm/ ngày Số sở chế biến sắn quy mô vừa chiếm 16- 20% Đa phần sở sử dụng thiết bị chế tạo nƣớc nhƣng có khả hoạt động ổn định chất lƣợng sản phẩm không thua sở nhập thiết bị nƣớc ngồi Qui mơ lớn: Nhóm gồm doanh nghiệp có cơng suất 50 tinh bột sản phẩm/ ngày Số sở chế biến sắn quy mô lớn chiếm khoảng 10% tổng số sở chế biến nƣớc với công nghệ, thiết bị nhập từ Châu Âu, Trung Quốc, Thái Lan Đó cơng nghệ tiên tiến hơn, có hiệu suất thu hồi sản phẩm cao hơn, đạt chất lƣợng sản phẩm cao hơn, sử dụng nƣớc so với cơng nghệ nƣớc LI B Tới nƣớc có 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn qui mô lớn, công suất 50 - 200 tinh bột sắn/ ngày 4.000 sở chế biến thủ công Hiện tổng công suất nhà máy chế biến sắn qui mô công nghiệp xây dựng có khả chế biến đƣợc 40% sản lƣợng sắn nƣớc N TT U Theo số liệu thống kê chƣa đầy đủ, khoảng 40 - 45% sản lƣợng sắn dành cho chế biến quy mô lớn, hay cịn gọi quy mơ cơng nghiệp, 40 - 45% sản lƣợng sắn dành cho chế biến tinh bột qui mô nhỏ vừa, dùng để sản xuất sản phẩm sắn khô, chế biến thức ăn chăn nuôi 10 - 15% dùng cho ăn tƣơi nhu cầu khác 1.1.2 Về đặc thù sản xuất Củ sắn tƣơi khó bảo quản dài ngày nên hầu hết nhà máy chế biến sắn hoạt động theo thời vụ, chủ yếu từ cuối tháng năm trƣớc đến đầu tháng năm sau Vùng Đông Nam Bộ có điều kiện thuận lợi nhiệt độ cho phát triển sắn nên nhà máy chế biến tinh bột sản xuất đƣợc vụ Riêng nhà máy chế biến Tây Ninh có thời gian chế biến kéo dài 330 ngày/ năm Thời gian sản xuất năm nhà máy khác khoảng 200 ngày Theo công suất thiết kế, nhu cầu nguyên liệu sắn tƣơi là: 5.360.000 sắn tƣơi/ năm, chiếm 69,48% sản lƣợng sắn có Trong sản lƣợng sắn hàng năm dành làm lƣơng thực cho ngƣời cho chăn nuôi khoảng 3.000.000 Vì vậy, với sản lƣợng sắn 7.700.000 sắn/ năm, nhiều nhà máy chế biến tinh bột sắn bị thiếu nguyên liệu Một số kết nghiên cứu, chuyển giao công nghệ, sản xuất chế biến sản phẩm sau công nghiệp tinh bột sắn nhƣ: sản xuất tinh bột biến tính, http://elib.ntt.edu.vn maltodextrin, đƣờng glucoza, si rơ maltoza, lysin… góp phần kéo dài thời gian hoạt động doanh nghiệp sản xuất tinh bột sắn sau mùa vụ 1.1.3 Các thách thức Ngoài vấn đề nguyên liệu, doanh nghiệp sản xuất tinh bột sắn đối mặt với thách thức lớn nhiễm mơi trƣờng suy thối đất trồng sắn Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn đƣa hƣớng dẫn thực quy hoạch phát triển vùng nguyên liệu sản xuất sắn sản xuất tinh bột sắn nhằm đảm bảo phát triển bền vững trƣớc mắt lâu dài 1.2 Quá trình chế biến tinh bột sắn Quy trình chế biến thủ cơng U Quy trình chế biến bán giới: LI B Củ sắn mua đƣợc rửa tay gọt vỏ dao nạo thủ công bàn nạo/ mài thiếc sắt mềm có đục lỗ tạo gờ sắc bên Bột sau mài đƣợc đƣa vào vải lọc buộc bốn góc rửa vịi nƣớc Xơ sau rửa đƣợc vắt khô Sữa bột thu đƣợc chứa xô/ thùng chứa để chờ tinh bột lắng xuống Thay nƣớc nhiều lần để loại bỏ nhựa tạp chất HCN Bột ƣớt vớt lên khay vắt qua vải lọc để tách nƣớc đƣợc sấy khô tự nhiên N TT Trong quy trình này, việc gọt vỏ thƣờng đƣợc tiến hành thủ cơng Q trình nạo/ mài đƣợc tiến hành máy mài Lực để quay trống đƣợc truyền qua trục động điện dây curoa Trống có phủ kim loại đục lỗ đƣợc quay hộp máy có gắn phễu nạp củ phía bột sau mài đƣợc chảy xuống dƣới Quá trình mài đƣợc bổ sung lƣợng nhỏ nƣớc Lƣợng tinh bột đƣợc giải phóng hồ tan nhờ cách làm đạt hiệu suất 7090% Bột nhão thu đƣợc qua sàng lọc thô, lọc mịn lọc tinh Có thể bổ sung nƣớc tách tạp chất bã Dịch thu đƣợc qua giai đoạn lắng để tách nƣớc Lắng đƣợc tiến hành bể lắng bàn lắng (lắng trọng lực) Quá trình lắng đƣợc bổ sung hóa chất giúp lắng nhanh tẩy trắng Tinh bột đƣợc tách tay Sấy khô tinh bột phƣơng pháp tự nhiên cƣỡng Quy trình chế biến đại Yếu tố quan trọng sản xuất tinh bột sắn chất lƣợng cao tồn q trình chế biến, từ tiếp nhận củ đến sấy hoàn thiện sản phẩm phải đƣợc tiến hành thời gian ngắn đƣợc để giảm thiểu q trình oxy hoá, biến đổi hàm lƣợng tinh bột sau thu hoạch chế biến Tinh bột sắn đƣợc chế biến từ nguyên liệu củ tƣơi khô (sắn củ, sắn lát), với quy mơ trình độ cơng nghệ khác Qui trình chế biến sắn đƣợc thể hình http://elib.ntt.edu.vn Hình Cơng nghệ sản xuất tinh bột sắn Củ sắn tươi Tiếp nhận củ sắn Rửa làm - Rửa sơ - Tách vỏ - Rửa nƣớc Nƣớc Năng lƣợng Băm mài củ Nƣớc Năng lƣợng Đầu củ, xơ sắn B - Băm - Mài - Nghiền, xát Ly tâm tách bã - Tẩy mầu - Tách bã lần 1,2,3 LI SO2 Năng lƣợng Nƣớc U Nƣớc Năng lƣợng TT Thu hồi tinh bột thô N Nƣớc Năng lƣợng Vỏ, đất cát Nƣớc thải Năng lƣợng Bao gói Thu hồi tinh bột tinh - Cô đặc - Ly tâm tách nƣớc - Hồn thiện Làm tơi Sấy khơ ĐỊnh lƣợng Đóng gói Nƣớc thải Bã thải rắn Nƣớc thải Nƣớc thải Nhiệt thải Vật liệu bao gói hỏng Tinh bột sắn Lưu ý: Q trình sấy khơ sản phẩm sử dụng nhiều nhiệt Các trình sử dụng lƣợng khác nhƣ: chạy máy, băng tải sinh khí nhà kính CO2 Các dịng phát thải khí nhà kính chƣa đƣợc mô tả cụ thể sơ đồ quy trình cơng nghệ Theo sơ đồ hình 2, q trình sản xuất tinh bột sắn gồm cơng đoạn Mỗi cơng đoạn lại gồm số cơng đoạn nhỏ Chi tiết bƣớc công nghệ đƣợc mô tả cụ thể dƣới đây: http://elib.ntt.edu.vn 1.2.1 Tiếp nhận củ sắn tươi Củ sắn tƣơi có hàm lƣợng tinh bột khác nhau, đƣợc kiểm tra nhanh thiết bị phịng thí nghiệm Củ sắn đƣợc chứa sân rộng chuyển vào phễu chứa băng tải Trong q trình vận chuyển theo băng tải, cơng nhân loại bỏ rác, tạp chất thô Thời gian xử lý sắn củ tƣơi từ thu hoạch đến đƣa vào chế biến nhanh tốt để tránh tổn thất tinh bột Thực hành Việt Nam không 48 Thực hành số nƣớc khu vực không 24 Cổ phễu tiếp liệu thƣờng đƣợc chế tạo theo hình trụ, đáy hình chữ nhật với mặt nghiêng đảm bảo cho nguyên liệu trƣợt xuống Cấu trúc phễu cứng chắc, cho phép đổ sắn củ đầy vào miệng phễu Bên dƣới phễu đƣợc đặt sàng rung, sàng hoạt động tạo rung từ trục cam, quay mô tơ điện Sàng rung có nhiệm vụ tiếp tục tách phần tạp chất đất đá bám vào củ sắn 1.2.2 Rửa làm củ B Công đoạn đƣợc tiến hành nhằm loại bỏ tạp chất có vỏ củ sắn, bao gồm bƣớc rửa sơ bộ, tách đất đá, tách vỏ cứng rửa lại nƣớc N TT U LI Máy bóc vỏ đƣợc dùng để tách vỏ cứng khỏi củ Củ sắn đƣợc đƣa từ bồn chứa đến máy bóc vỏ băng tải Tại đây, cát, đất đá chất thải khác tiếp tục đƣợc loại bỏ điều kiện ẩm Máy bóc vỏ đƣợc thiết kế theo hình ống có gắn thép thành ống nhƣ lồng xốy có khe hở rộng khoảng 1cm, mặt máy có gờ xoáy giúp cho việc đƣa củ đến cách tự động Để tăng hiệu loại bỏ đất cát dùng gờ xốy dạng bàn chải Thơng thƣờng sắn phải đƣợc loại vỏ cứng vỏ lụa (dày khoảng 2-3 mm) nơi có chứa đến 50% tinh bột hầu hết lƣợng axit xyanua hydric (HCN) Củ sắn sau bóc vỏ đƣợc chuyển đến máy rửa Quá trình rửa đƣợc tiến hành cách phun nƣớc lên nguyên liệu củ sắn với bánh chèo đặt máng nƣớc Máng nƣớc máy rửa đƣợc thiết kế hình chữ U, cho phép củ sắn di chuyển với khoảng cách dài hơn, thời gian lâu Tại đây, trình rửa để làm sạch, loại bỏ lớp vỏ nhƣ tạp chất khác Cơng đoạn rửa nên sử dụng vịi phun áp lực cao để tăng hiệu rửa Nếu rửa khơng hiệu quả, hạt bùn dính củ sắn nguyên nhân làm giảm độ trắng dịch sữa sản phẩm Nƣớc rửa nƣớc dùng để bóc vỏ đƣợc lấy từ máy phân ly tinh bột Nƣớc rửa tái sử dụng đƣợc chứa bể chứa trƣớc dùng Củ sắn tƣơi sau rửa đƣợc băng tải chuyển đến công đoạn sau Sau công đoạn này, 1000 kg sắn củ tƣơi cho khoảng 980 kg sắn củ 10 http://elib.ntt.edu.vn ... thải 27 27 30 33 33 35 36 38 Bƣớc 3: Đề giải pháp SXSH Nhiệm vụ 7: Đề xuất hội SXSH Nhiệm vụ 8: Lựa chọn hội thực đƣợc Bƣớc 4: Chọn lựa giải pháp SXSH Nhiệm vụ 9: Phân tích tính khả thi kỹ thuật... thực Bƣớc 5: Thực giải pháp SXSH Nhiệm vụ 13: Chuẩn bị thực Nhiệm vụ 14: Thực giải pháp Nhiệm vụ 15: Quan trắc đánh giá kết Bƣớc 6: Duy trì SXSH Nhiệm vụ 16: Duy trì SXSH 39 40 41 43 43 44 45 46... nƣớc ta TT U LI Mặc dù SXSH đƣợc giới hạn việc thực giảm thiểu ô nhiễm nguồn, tài liệu hƣớng dẫn SXSH bao gồm thêm chƣơng xử lý môi trƣờng để doanh nghiệp tham khảo tích hợp SXSH nhằm đáp ứng tiêu