sản xuất sạch hơn trong sản xuất bún

Đặc điểm của gạo tẻ : tinh bột được cấu tạo bởi amylose và amylopectin , amylose có cấu tạo mạch thẳng là thành phần chính tạo cấu trúc sợi, còn amylopectin làm tăng tính dai của sợi.Gạo

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIỆN KHOA MÔI TRƯỜNG

TIỂU LUẬN:

ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN TRONG SẢN XUẤT BÚN

TẠI LÀNG BÚN PHÚ ĐÔ

GVHD : Phạm Thị Thúy

NHÓM 7 : Nguyễn Thị Hồng Nhung Nguyễn Thị Huế

Nguyễn Thị Nụ Hoàng Thị Trang

Nguyễn Thị Tươi Lê Thị Minh Tuyết

Nguyễn Thị Thúy Trần Thị Loan

Nguyễn Thị Thu Trần Thị Kỳ Duyên

Nguyễn Thị Trang

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

Khi nước ta chuyển sang cơ chế thị trường có sự định hướng của nhà nước thì các làng nghề thủ công truyền thống ở nhiều địa phương cũng được phục hồi và phát triển nhanh chóng Sản phẩm của các làng nghề không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn vươn ra thị trường nước ngoài thu được nguồn ngoại tệ lớn và cải thiện đời sống nhân dân Phát triển các làng nghề là hướng đi rất đúng vì tạo thêm việc làm cho người dân tại các làng nghề lại giữ gìn bản sắc dân tộc Tuy nhiên song hành cùng với những lợi ích mà làng nghề mang lại là vấn đề ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng Với sự phát triển tự phát của các làng nghề cùng với công nghệ sản xuất lạc hậu, không có quy hoạch cụ thể thì việc phát sinh chất thải trong quá trình sản xuất là không thể tránh khỏi

Để giải quyết bài toán ô nhiễm môi trường tại các làng nghề, việc áp dụng công nghệ sạch, sản xuất sạch hơn (SXSH) là một hướng đi cần thiết, giúp giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn thông qua việc sử dụng có hiệu quả nguyên nhiên liệu, qua đó giúp cắt giảm chi phí sản xuất, cải thiện hiện trạng môi trường, đảm bảo phát triển bền vững các làng nghề Một trong những địa phương đó phải kể đến làng bún truyền thống Phú Đô (Mễ Trì

-Từ Liêm - Hà Nội) hiện đang đối mặt với rất nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường từ hoạt động sản xuất của mình Để khắc phục tình trạng này, một số giải pháp đã được đưa ra nhằm đảm bảo giảm thiểu ô nhiễm, và sản xuất sạch hơn là giải pháp hàng đầu được ưu tiên áp dụng

I. TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT

1. Giới thiệu về làng bún Phú Đô

Làng bún Phú Đô, xã Mễ Trì, huyện Từ Liêm, Hà Nội là một làng nghề cổ truyền chuyên sản xuất và cung cấp bún cho Hà Nội và các vùng lân cận từ hàng trăm năm nay Theo số liệu thống kê năm 2004, làng Phú Đô có khoảng 5.600 người, với 1.068 hộ gia đình Trong đó, số hộ làm bún chiếm khoảng 50%, còn lại 10% số hộ sản xuất phục vụ làng nghề như: sản xuất công cụ làm bún (cơ khí), xay xát gạo, cung cấp than củi; 20% số

hộ làm dịch vụ thương mại cho nhân dân trong thôn và các khách nơi khác đến; 20% số

hộ còn lại làm các nghề khác

Tuy nhiên những năm gần đây, số hộ làm bún đã giảm nhiều do phần lớn chuyển sang buôn bán, kinh doanh

Hiện nay, Phú Đô còn khoảng 400 hộ làm bún, trung bình mỗi hộ sản xuất khoảng 1,5

tạ bún/ngày, một số hộ có thể lên tới 1 tấn bún/ngày, chính vì vậy mà mức độ ô nhiễm tại đây khá nghiêm trọng Trong thời đại công nghiệp hóa với sự phát triển mạnh mẽ của nhiều phương tiện sản xuất hiện đại, nghề làm bún ngày nay đã được cơ giới hoá với các máy xay bột, đánh bột, góp phần nâng cao sản lượng sản xuất bún trong làng

Tuy nhiên, vấn đề ô nhiễm môi trường do làng nghề này gây ra thì vẫn chưa được giải quyết triệt để và diễn ra ngày càng nghiêm trọng, tình trạng này hoàn toàn có thể khắc phuc được nếu áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn

 KHÁI QUÁT CƠ SỞ SẢN XUẤT :

Tên cơ sở: cơ sở sản xuất bún nhà cô Huệ

Địa chỉ: số nhà 9, xóm 3, thôn Phú Đô, huyện Từ Liêm, Hà Nội

Thị trường chính:

Cung cấp bún cho hệ thống bán lẻ tại chợ Phú Đô

Cung cấp bún cho cửa hàng ăn sáng trên địa bàn huyện Từ Liêm

Quy mô sản xuất : quy mô hộ gia đình, cơ sở sản xuất có 3 công nhân, sản lượng bún sản xuất của cơ sở :1100kg /ngày

2. Nguyên liệu, năng lượng

• Nguyên liệu :

Nguyên liệu để làm bún khá đơn giản và dễ kiếm, nguyên liệu chính là gạo tẻ

SẢN XUẤT SẠCH HƠN Page 3

Đặc điểm của gạo tẻ : tinh bột được cấu tạo bởi amylose và amylopectin , amylose có cấu tạo mạch thẳng là thành phần chính tạo cấu trúc sợi, còn amylopectin làm tăng tính dai của sợi.Gạo tẻ chứa nhiều amylose, sử dụng gạo tẻ làm bún vì dễ dàng chế biến, sản phẩm thu được không dính, không nát, chất lượng ngon và ổn định Gạo được xay nhuyễn thành bột sau đó được hồ hóa, tạo sợi, luộc chín và làm nguội Nước cũng là nguyên liệu quan trọng, nước có mặt trong hầu hết các công đoạn làm bún

• Năng lượng :

Năng lượng được sử dụng cho quá trình làm bún chủ yếu là điện năng và một phần sức người ( giai đoạn ép nước )

Bảng cân bằng nguyên liệu và năng lượng cho 1 tấn bún thành phẩm/ ngày

Nguyên liệu

8 cái 15.000/chiế

c (* Thúng được tái sử dụng nhiều lần )

3 Các công đoạn sản xuất

Sơ đồ quy trình sản xuất

SẢN XUẤT SẠCH HƠN Page 5

Gạo

Nước thải Gạo rơi vãi Nước, năng lượng Vo

Bột rơi vãi Gạo rơi vãi Nước, năng lượng Nghiền ướt

Nước thải

Ủ chua

Nước thải, tinh bột

Năng lượng, vải Ép nước

Bột rơi vãi Nước, năng lượng Nhào trộn

Năng lượng Máy tạo sợi

Nước thải Nước, Năng lượng Làm chín

3.1 Quy trình vo gạo

Gạo trước khi đem ngâm sẽ được vo bằng nước sạch để làm sạch các tạp chất ở bề mặt của gạo

Nếu gạo không được làm sạch lớp cám bên ngoài thì trong quá trình ngâm, gạo sẽ mau

bị chua, biến màu do sự phát triển của vi sinh vật và các phản ứng hóa lý khác, dẫn đến bột gạo sản xuất ra cũng bị chua và hôi, như thế kéo theo chất lượng bún thành phẩm cũng giảm sút

Trước đây, việc sản xuất bún chủ yếu là thủ công, công đoạn vo gạo phải tốn nhiều thời gian và công sức Gạo sẽ được đựng trong thúng hoặc rổ rồi đem nhúng vào thùng nước, dùng tay đảo thật đều và phải làm nhiều lần thì gạo mới sạch được

Hiện nay, người ta đã sáng chế ra máy để vo gạo, giúp cho công đoạn này đỡ tốn thời gian và sức lực Gạo được cho vào thùng nhờ bộ phận khuấy đảo sẽ vo gạo rồi sẽ được tháo nước ra bằng ống thoát nước

3.2.Quá trình ngâm

Chuẩn bị cho quá trình nghiền gạo được dễ dàng hơn Nước đi vào hạt gạo sẽ làm mềm hạt, cấu trúc hạt gạo trở nên lỏng lẻo và giảm mức độ phá hủy cấu trúc tinh bột khi nghiền Làm yếu liên kết giữa các hạt tinh bột, giữa protein và tinh bột do liên kết hydro được tạo thành nên tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nghiền

Gạo được ngâm luôn tại thùng vo gạo có dung tích 5.5 m3 Đổ nước ngập mặt nguyên liệu Nước dùng để ngâm gạo có thể là nước thường, nước muối hay nước ấm có nhiệt độ khoảng 40-45oC Tỷ lệ gạo: nước thường là 1: 2 Thời gian ngâm gạo khoảng 6 tiếng Trong quá trình ngâm gạo, để tránh gạo quá chua, ta phải tiến hành thay nước ngâm gạo

Bún rơi Nước thải Nước Làm nguội

Chất thải rắn Thúng, vải, lá chuối Thành phẩm

3.3 Quá trình nghiền ướt

Làm giảm kích thước hạt gạo để chuẩn bị cho bước tiếp theo Quá trình nghiền ướt nhằm cho khối hạt không bị nấu chín, tinh bột không bị biến tính do nhiệt sinh ra bởi ma sát giữa hạt và thiết bị khi nghiền khô

Ngoài ra, khi nghiền ướt chất lượng bún sẽ tốt hơn nghiền khô Khi nghiền ướt thì lượng dinh dưỡng ít bị tổn thất, cấu trúc của sợi tinh bột được giữ lại tạo liên kết hình thành sợi bún dai và bền hơn

Những biến đổi:

Vật lý: kích thước hạt giảm

Hóa lý: sự khuếch tán các chất hòa tan vào trong nước

Sinh học: giảm giá trị dinh dưỡng do các chất dinh dưỡng bị thất thoát ra nước đặc biệt

là vitamin nhóm B

Hình ảnh : Máy nghiền bột ướt

3.4 Ủ chua

Bột sau khi nghiền được đổ vào thùng chứa có dung tích 3.5 m3 Sau 24 giờ ủ, bột được lắng xuống, phần nước phía trên được tách ra để giảm bớt lượng nước trong quá trình ép

Sau khi ủ, bột trở nên mịn, nở và dai hơn, đồng thời ở giai đoạn này sẽ tạo hương vị đặc trưng cho bún

SẢN XUẤT SẠCH HƠN Page 7

3.5 Ép bột

Bột sau khi ủ và được tách bớt nước mặt sẽ cho vào các bao vải, mỗi bao chứa khoảng

80 kg bột Bột được ép thủ công cho đến khi ráo nước Phần nước chua sẽ được loại bỏ bớt ở giai đoạn này

Hình ảnh : Máy ép

3.6 Nhào trộn

Sau khi ép xong, lượng bột này sẽ được tiếp tục cho vào máy nhào trộn và được bổ sung thêm nước

Mục đích :

Phá vỡ khối hạt, tạo điều kiện cho các hạt tinh bột liên kết với nước làm cho khối bột đặc hơn, tạo khối bột đồng nhất

Những biến đổi:

Vật lý : tăng độ nhớt

Hoá lý: có sự liên kết giữa các phân tử amylose , amylopectin và các hạt tinh bột, các lực liên kết nội phân tử hình thành nên trạng thái đặc, dẻo

Hình ảnh: Máy nhào trộn

3.7 Máy tạo sợi

Mục đích :

Tinh bột gạo được cho vào máy tạo sợi, ở đó tinh bột gạo được chuyển thành sợi Máy tạo sợi thường có dạng hình trụ dài, tấm kim loại có đục các lỗ tròn Tinh bột gạo được cho vào khuôn và nén chặt xuống, các sợi bún sẽ rơi xuống buồng sủi đặt sẵn dưới khuôn Sợi bún được luộc vào buồng sủi có nước sôi 1 phút sẽ chín

Những biến đổi:

Vật lý :sự gia tăng nhiệt độ do ma sát, làm thay đổi hình dạng và kích thước khối bột Hóa học : độ ẩm của nguyên liệu giảm đáng kể sau khi ra khỏi khuôn ép

Hóa lý : có sự bốc hơi nước trong khối bột

Hình ảnh : máy tạo sợi

SẢN XUẤT SẠCH HƠN Page 9

3.8 Làm chín

Mục đích :

Cung cấp nhiệt cho các phân tử tinh bột được chín hoàn toàn

Những biến đổi :

Dưới tác dụng nhiệt, nước có động lực lớn hơn nên khả năng xâm nhập đến những vị trí liên kết chặt chẽ sâu bên trong sợi bún là lớn hơn, việc đảm bảo độ ẩm của sợi bún là đồng nhất khi so sánh giữa bên trong và bên ngoài sợi bún Tinh bột trong sợi bún sẽ hút nước, trương nở Dưới tác dụng của lực liên kết hydro và lực liên kết nội phân tử các phân tử liên kết với nhau chặt chẽ hơn

Thiết bị: Một bể chứa nước nóng được đặt ngay dưới máy tạo sợi (có dung tích khoảng 140 L) nhằm làm chín sản phẩm ngay sau khi được tạo sợi ra Bên trong bể chứa

có băng truyền nhúng ngập trong nước nóng để chuyển bún sau khi làm chín để chuyển sang làm nguội

3.9 Làm nguội

Mục đích :

Làm cho các sợi tinh bột được sắp xếp và ổn định chất lượng tạo sợi của chúng Những biến đổi :

Làm sợi bún dai hơn do các sợi tinh bột đã được ổn định cấu trúc Việc làm nguội nhanh sẽ làm giảm sự thoái hóa hồ hóa tinh bột giúp các sợi liên kết chặt chẽ với nhau hơn Ngoài ra nó còn làm hạn chế sự kết dính giữa các sợi bún với nhau

Thiết bị : băng truyền sau khi đưa bún ra khỏi bể nước nóng sẽ tiếp tục đưa bún vào

bể nước lạnh

3.10 Bún thành phẩm

Sau khi được để nguội, bún sẽ được để ráo nước, sau đó được cuộn tròn và bao gói bằng lá dong bên trong và túi ni-lông ở bên ngoài và được để vào trong thúng để đem đi tiêu thụ

Bún sản phẩm có dạng sợi, màu không trong suốt mà trắng đục, không có mùi lạ, sợi bún dài, dai, chắc, độ kết dính thấp nhưng không quá rời rạc, gãy

3.11 Vệ sinh máy

Sau mỗi một quy trình sản xuất, các thiết bị máy móc phải được vệ sinh sạch sẽ để đảm bảo cho chất lượng lượt bún sau

II DÒNG CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG TRONG SẢN XUẤT

2.1 Cân bằng vật chất

2.1.1 Sơ đồ cân bằng vật chất

500kg

Năng lượng Gạo rơi vãi 0.5kg 699.5kg

Nước thải 2800l 3000l nước

899.5kg Gạo rơi vãi 0.5kg 400l nước Bột rơi vãi 0.5kg Năng lượng

1298.5kg Nước thải 250l

1048.5kg Bột dính vải 1.5kg Vải , Năng lượng Nước thải 300l

747kg

SẢN XUẤT SẠCH HƠN Page 11

Gạo

Vo

Ngâm

Nghiền

Ủ

Ép Nhào trộn

300l nước Bột rơi vãi 1kg Năng lượng

1046kg Năng lượng 1046kg

Năng lượng 1101kg

Bún rơi 1kg

1100kg

Thúng, vải Chất thải rắn

Lá chuối

5000l nước Nước thải 5000l

2.1.2 Cân bằng vật chất

a Cân bằng vật chất cho dòng nước

Dòng nước vào ở hầu hết các giai đoạn của quá trình làm bún, lượng nước này được hấp thụ không đáng kể và được thải ra ngoài ngay sau giai đoạn

đó Các giai đoạn sản xuất bún cần được cung cấp nước : vo gạo, ngâm, nghiền, nhào trộn, luộc, làm nguội, vệ sinh máy

= = 2000L + 3000L + 400L +300L + 200L +3000L +5000L =13900

=

=1800L + 2800 L+ 250L +300L +145L+3000L+ 5000L =13295L

b Cân bằng vật chất dòng tinh bột.

Dòng tinh bột xuyên suốt cả quá trình, từ giai đoạn nguyên liệu đầu vào cho tới khi thành phẩm Đầu vào của dòng tinh bột chỉ được cung cấp từ quá

Máy tạo sợi

Làm chín Làm nguội

Thành phẩm

Vệ sinh máy

Để tính được đầu ra của dòng tinh bột ta tính dựa vào SS ( lượng chất rắn trong nước thải ) và lượng nước thải thải ra của các quá trình.

Trong quá trình làm bún lượng tinh bột thất thoát khá nhiều qua các giai đoạn do việc ngâm, ủ gạo, bột gạo và việc rửa bún trực tiếp dưới dòng nước Hàm lượng tinh bột trong : gạo là 58%

Bột gạo là 82,2%

Bún là 25,7%

Khối lượng bột gạo = SS x Lượng nước thải

Ta có bảng sau :

đoạn

Khối lượng gạo (kg)

SS (mg/L )

Lượng nước thải ( L)

Khối lượng bột gạo (kg)

Tinh bột (kg)

Đầu

vào

Nguyên liệu

Đầu

ra

0.5 x 58% = 0.29

0.5 x 82.2% = 0.411

1.5

0.18 x 82.2% = 0.15 1.5 x 82.2% = 1.233 Nhào

trộn

1 1 x 82.2% = 0.822

Làm nguội

300 3000 0.9 0.9 x 82.2% = 0.74

1 x 25.7%= 0.257

Lượng tinh bột trong bún = khối lượng bún x % tinh bột trong bún

= 1100 x 25,7%

=282,7 (kg)

= khối lượng gạo x % tinh bột trong gạo

=500kg x 58%=290 (kg)

SẢN XUẤT SẠCH HƠN Page 13

=0.58+0.29+0.29+0.411+0.13+0.15+1,233+0.822+0.7 4+ + + 282,57

+0,257

=287,603 ( kg )

2.2 Các vấn đề môi trường trong công nghệ sản xuất bún

a.Vấn đề nước thải

Nước sử dụng cho sản xuất bún là rất lớn Trong mỗi quá trình sản xuất bún đều cần

sử dụng nước, lượng nước đầu vào lớn hơn lượng nước thải ra Nguyên liệu sử dụng để

làm bún hoàn toàn từ gạo, do vậy tính chất nước thải bún là giàu tinh bột, chất hữu cơ và

d ễ phân hủy sinh học

Nước thải trong quá trình sản xuất bún chủ yếu là ở khâu ngâm gạo, nghiền bột, công

đoạn làm chín và rửa bún Lượng nước này chứa nhiều tinh bột và tinh bột đã biến tính

Nước ngâm gạo có pH ~ 3-4, COD ~10000 mg/l, BOD ~ 7000 – 8000 mg/l

Nước ngâm bún và luộc bún có pH ~ 7, chứa ít tinh bột sống, nhưng chứa nhiều tinh

bột đã bị phá hủy, nước ở dạng dịch keo khó lắng

Nước dùng cho khâu rửa dụng cụ, máy móc, sàn nhà… lượng nước này chứa chủ yếu

các tinh bột sống và các tạp chất

Lượng nước thải trên một phần dùng trong chăn nuôi, phần còn lại hầu hết đổ vào hệ

thống cống trong làng gây tắc cống và làm ô nhiễm môi trường nước

Bảng 1 Đặc trưng của nước thải sản xuất bún trong hệ thống cống ở cuối làng

24:2009/BTNMT loại B Đơn vị

( Nguồn :L.M Loan / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25

(2009) 219-227)

Kết quả thu được chỉ ra trên cho thấy ngoài chỉ tiêu về pH, hàm lượng photpho tvà

các chỉ tiêu khác của nước thải đều vượt quá các tiêu chuẩn cho phép Hàm lượng Ncao

gấp 2,84 lần so với QCVN 24:2009/BTNMT (85,24 mg/l so với 30 mg/l) Nước thải có

hàm lượng COD và BOD5 cao gấp nhiều lần so với quy chuẩn cho phép nói trên Cụ thể

là: Hàm lượng COD đạt 7500 mg/l, cao gấp 7.5 lần so với QCVN 24:2009/BTNMT

Hàm lượng BOD đạt 5000-5700 mg/l, cao gấp 100 lần so với QCVN

24:2009/BTNMT Như vậy, nước thải sản xuất bún tại làng nghề bún Phú Đô bị ô nhiễm hữu cơ nặng nề và mang đặc trưng của nước thải giàu tinh bột

b Về chất thải rắn

Chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất và sử dụng được thải bỏ ra môi trường như :

- Gạo, bột, bún rơi vãi

- Túi ni lông, lá chuối , bao bì, vải khi không còn sử dụng được nữa

- Rác thải sinh hoạt của các hộ gia đình tạo ra một lượng tương đối lớn

c Khí thải

Làng bún Phú Đô, tình trạng ô nhiễm gây bốc mùi hôi thối vẫn xảy ra xung quanh làng nghề

- Khí thải được sinh ra chủ yếu từ quá trình ủ chua và quá trình phân hủy nước thải, chất thải rắn

- Chất thải từ nước gạo chua chảy ra hệ thống cống rãnh của làng thì bốc mùi hôi thối

- Các bụi, cặn trong gạo làm ô nhiễm môi trường không khí

d Một số ảnh hưởng khác

Tiếng ồn và độ rung : gây ra bởi các thiết bị máy móc trong quá trình sản xuất như máy xay, máy làm nhuyễn, máy bơm

Ô nhiễm môi trường đất do nước thải ngấm vào đất khi thải ra môi trường

III ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP SẢN XUẤT SẠCH HƠN

-Thu hồi nguyên liệu và quay vòng tái sử dụng nước :

• Thu hồi nguyên liệu :

Giai đoạn vo, nghiền, nhào trộn có gạo, bột rơi vãi và dính trong thiết bị và vải trong quá trình nhào trộn và ép nước Gạo và bột rơi vãi là chất rắn, chứa tinh bột,

dễ thu hồi có thể tái sử dụng làm thức ăn cho gia súc

Giai đoạn làm nguội : Cọng bún bị rơi vãi hoặc sót lại trong nước làm nguội Cọng bún chứa hàm lượng tinh bột, kích thước lớn, dễ thu hồi có thể tái sử dụng hoặc làm thức ăn cho gia súc

• Quay vòng tái sử dụng nước :

Giai đoạn ngâm và vo gạo :

Lượng nước thải thải ra từ 2 quá trình trên rất lớn : 4600 L/ngày

Đặc điểm của nước thải : nước thải ở 2 quá trình này có màu trắng đục, không có

mùi, chứa tinh bột, kèm theo vỏ trấu, bụi bẩn, có kích thước lớn, không tan trong nước ở điều kiện bình thường, có khả năng tạo lắng cặn trong một thời gian

SẢN XUẤT SẠCH HƠN Page 15